苏科版(2019)高中化学必修第二册专题7第1单元氮的固定作业

氮的固定
1．自然界的氮循环如图所示，下列说法不正确的是( )
A．①中N
2与O
2
反应生成NO
B．②中合成氨属于人工固氮C．③中氮元素被氧化
D．氧元素参与了氮循环
C [A对，氮气在足量的氧气中，打雷闪电时涉及的一个反应为N
2＋O
2
=====
放电
2NO，一氧化氮与氧气反应：2NO＋O
2===2NO
2
；B对，工业合成氨是将N
2
与H
2
在一
定条件下反应生成NH
3
，属于人工固氮； C错，③中细菌还原硝酸根中+5价的氮，生成无污染的0价的氮气，所以③中氮元素被还原，而不是被氧化； D对，
N 2在放电条件下与O
2
直接化合生成无色且不溶于水的一氧化氮气体，，氧元素参
与反应，二氧化氮易与水反应生成硝酸和一氧化氮，化学方程式为3NO
2
＋
H
2O===2HNO
3
＋NO，氧元素参加了氮循环。

]
2．下列各项属于自然固氮的是( )
A．植物从土壤中吸收含氮肥料
B．合成氨制取氮肥
C．豆科植物的根瘤菌将氮气转变成硝酸盐等含氮的化合物
D．仿生固氮
C [A、B两项是化合态氮之间的转化，不属于氮的固定；D属于人工固氮；
C属于自然固氮。

]
3．下列气体为红棕色气体的是( )
A．NO B．NO
2
C．N
2D．NH
3
B [NO
2为红棕色气体，NO 、N
2
、NH
3
为无色气体。

]
4．如图所示，弹簧夹K开始处于关闭状态，将液体A滴入试管②与气体B 充分反应，打开K，发现试管①内的水立刻沸腾了。

则液体A和气体B的组合不可能是下列的( )
A．亚硫酸钠溶液、氯气B．水、二氧化氮
C．水、一氧化氮D．氢氧化钠溶液、二氧化碳
C [①中水沸腾说明①中气体压强减小，在C项中水与NO不反应，不能使气体压强减小。

]
5．把少量NO
2
气体通入过量小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，最后收集到的气体是( )
A．氧气B．二氧化氮
C．二氧化氮和氧气D．二氧化氮和一氧化氮
C [少量NO
2气体通入过量小苏打溶液中，逸出的气体为NO、CO
2
，二者物
质的量之比为1∶2，同时还有少量水蒸气逸出，再使逸出的气体通过装有足量
的过氧化钠颗粒的干燥管，CO
2与过氧化钠反应生成的O
2
与NO反应生成NO
2
，O
2
有剩余，同时逸出的少量水蒸气与过氧化钠反应生成O
2
，所以最后收集到的气
体是NO
2和O
2。

]
6．下列气体①N
2、②O
2
、③NO
2
、④NO、⑤CO
2
、⑥CO中，属于大气污染物的
是 ( )
A．③④⑥B．①②③④
C．③④⑤⑥D．全部
A [氮的氧化物、硫的氧化物及CO是常见的大气污染物。

]
7．诺贝尔化学奖曾授予德国化学家Gerhard Ertl，以表彰他对固体表面化学研究过程中的重大发现。

使CO、NO x等在铂表面发生化学反应转变成无毒气体，以减少汽车尾气中有毒气体的排放，正是此项研究的重要应用之一。

下列有关说法不正确的是( )
A．CO在铂表面被氧化生成CO
2
，铂起催化作用
B．汽车尾气中的NO x在铂表面发生反应的产物是N
2
C．CO在铂表面可能和O
2
、NO x反应
D．NO x、CO、CO
2
均能与人体中的血红蛋白结合
D [CO、NO x在铂表面发生的反应为CO＋NO x―→CO
2＋N
2
(未配平)，也可能是
CO与O
2反应，此过程中铂作催化剂；CO
2
不能与人体中的血红蛋白结合。

]
8．在二氧化氮被水吸收的反应中，发生还原反应和氧化反应的物质的量之比是( )
A．3∶1B．1∶3
C．1∶2D．2∶1
C [二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，氧化剂和还原剂都是二氧化氮，发生还原反应和氧化反应的物质的量之比为1∶2。

]
9．一定条件下，将等体积的NO和O
2
的混合气体置于试管中，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积为原总体积的( )
A.1
4
B.
3
4
C.
1
8
D.
3
8
C [该反应为NO、O
2、H
2
O之间的反应，先判断是否过量，若过量，找出剩
余的气体，计算其体积是多少，最后算出剩余气体的体积占原总体积的分数。

由
方程式4NO＋3O
2＋2H
2
O===4HNO
3
计算，NO和O
2
等体积混合，剩余O
2
1
4
体积，是原
混合气体的1
8。

]
10．无色的混合气体甲可能含NO、CO
2、NO
2
、N
2
中的几种，将一定量的甲气
体经过如图实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则甲气体的组成为( )
A．NO
2、N
2
B．NO、CO
2
C．NO
2、CO
2
D．NO、CO
2
、N
2
B [混合气体无色，气体中不含NO
2，气体通过Na
2
O
2
后显红棕色，说明原混
合气体中含有NO，且有与Na
2O
2
反应生成O
2
的气体CO
2
，通入水中，溶液呈酸性，
且几乎无气体剩余，说明原气体中不含N
2。

]
11．科学的假设与猜想是科学探究的先导和价值所在。

在下列假设或猜想引导下的探究肯定没有意义的是( )
A．探究SO
2和Na
2
O
2
反应可能有Na
2
SO
4
生成
B．探究NO和N
2O可能化合生成NO
2
C．探究NO
2可能被NaOH溶液完全吸收生成NaNO
2
和NaNO
3
D．探究向滴有酚酞溶液的NaOH溶液中通入Cl
2
，红色褪去的原因是溶液的酸碱性改变还是HClO的漂白作用
B [NO和N
2O反应不可能生成NO
2
，因为氮元素的化合价均升高，没有元素
化合价的降低。

]
12．氮元素在海洋中的循环是整个海洋生态系统的基础和关键。

海洋中无
机氮的循环过程可用下图表示。

其中反应④的离子方程式为 4NH＋
4＋5O
2
===2NO－
2
＋6H＋＋N
2O＋5H
2
O。

下列说法正确的是( )
A．①②均属于固氮反应
B．海洋中的反硝化作用一定有氧气参加
C．反应④中每生成1 mol H
2
O 共转移2 mol电子
D．向海洋排放含NO—
3
的废水可能影响海洋中氮的循环
D [氮的固定是指游离态的氮变成化合态的氮，即由N
2
生成含氮化合物，故②是氮的固定，①不是，A错误；反硝化作用是反硝化细菌在缺氧条件下，还
原硝酸盐或亚硝酸盐，释放出N
2或N
2
O的过程，不一定有氧参加，B错误；反应
④中反应为4NH＋
4＋5O
2
===2NO—
2
＋6H＋＋N
2
O＋5H
2
O，生成1 mol H
2
O时消耗1 mol O
2
，
则转移4 mol 电子，C错误；向海洋排放含NO—
3的废水，会增强NO—
3
的反硝化作
用，可能影响海洋中氮的循环，D正确。

]
13．同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的两种气
体，它们是①NO和NO
2，②NO
2
和O
2
，③NO和N
2。

现将3支试管均倒置于水槽中，
充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列关系正确的是( ) A．V1>V2>V3B．V1>V3>V2
C．V2>V3>V1D．V3>V1>V2
D [可假设试管体积均为2V，每种气体的体积均为V；当倒置于水槽中时：
①中有反应：3NO
2＋H
2
O===2HNO
3
＋NO，则剩余气体的体积V1＝
4
3
V；②中有反应：
4NO
2＋O
2
＋2H
2
O===4HNO
3
，则剩余O
2
的体积V2＝
3
4
V；③中气体与水不反应，故试
管中气体体积V3＝2V。

综上所述，V3>V1>V2。

]
14．某化学学习小组为探究NO
2和SO
2
的反应，特进行如下实验(如图所示)。

图1 图2 图3
(1)图1两集气瓶中________(填“上”或“下”)瓶颜色深。

(2)图2中反应的现象是__________________________________________。

(3)图3中“有红棕色气体产生”说明SO
2和NO
2
反应的产物中有________，
说明NO
2
在该反应中显________性。

(4)由图2和图3中的现象写出NO
2和SO
2
反应的化学方程式：
_______________________________________________________________。

[解析] 图3中反应生成的气体遇空气显红棕色，说明图2中反应生成了
NO，即NO
2和SO
2
反应，NO
2
转化为NO，表现氧化性，而SO
2
则表现还原性，被氧
化，S元素化合价升高，只能变成＋6价，应转化为SO
3。

[答案] (1)下(2)两气体混合后，颜色消失(3)NO 氧化(4)NO
2
＋
SO
2===NO＋SO
3
15．为了有效实现NO和NO
2
的相互转化，设计如下实验：按图所示组装好
实验装置，并检验装置气密性，实验前用排水法收集半瓶NO气体。

(1)打开止水夹，推动针筒活塞，使O
2
进入烧瓶。

关上止水夹，首先观察到烧瓶中的现象：_____________________________________________________ _______________________________________________________________；
产生此现象的化学方程式为_______________________________________ _______________________________________________________________。

(2)轻轻摇动烧瓶，观察到烧瓶中的现象为
①______________________________________________________________；
②______________________________________________________________。

产生此现象的化学方程式为
_______________________________________________________________。

[答案] (1)烧瓶中气体由无色变为红棕色 2NO＋O
2===2NO
2
(2)①烧瓶
中红棕色气体又变为无色②烧杯中水倒吸到烧瓶中(或烧瓶中液面上升)
3NO
2＋H
2
O===2HNO
3
＋NO
16．[素养题]氮的氧化物和硫的氧化物是导致酸雨的主要物质。

(1)形成酸雨的原理之一可简单表示如下：
回答下列问题：
①酸雨的pH________ (填“＞”“＜”或“＝”) 5.6。

②D物质的化学式为________。

③反应②的化学方程式为_________________________________________。

(2)在一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。

氨气和二
氧化氮在一定条件下反应的化学方程式为6NO
2＋8NH
3
=====
一定条件
7N
2
＋12H
2
O，则反
应
中氧化剂是________，还原剂是____________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________。

(3)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下： NO 2＋NO ＋2NaOH===2NaNO 2＋H 2O 2NO 2＋2NaOH===NaNO 2＋NaNO 3＋H 2O
现有V L NaOH 溶液能完全吸收n mol NO 2和m mol NO 组成的大气污染物。

①所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为________ mol·L －1。

②若所得溶液中c (NO －3)∶c (NO －
2)＝1∶9，则原混合气体中NO 2和NO 的物质
的量之比n ∶m ＝________。

③用含n 和m 的代数式表示所得溶液中NO －3和NO －2浓度的比值c (NO －3)∶c (NO －2)
＝________。

[解析] (1)酸雨的pH ＜5.6，正常雨水的pH ＝5.6。

由图示转化可知：A 为SO 2，B 为SO 3，D 为H 2SO 3。

(3)①因产物NaNO 3、NaNO 2中n (Na ＋)＝n (N)，故n (NaOH)
＝n (NO)＋n (NO 2)＝(m ＋n ) mol ，c (NaOH)＝m ＋n V mol·L －1。

②NO 2和NO 的混合气
体与NaOH 溶液反应可以认为先后发生如下反应：
NO 2＋NO ＋2NaOH===2NaNO 2＋H 2O m m 2m
2NO 2＋2NaOH===NaNO 2＋ NaNO 3＋H 2O n －m 12(n －m ) 1
2
(n －m )
当V (NO 2)≥V (NO)时能吸收完全，所以c (NO －3)∶c (NO －
2)＝
1
2n －m
2m ＋
12
n －m
＝
1
9
，即n ∶m ＝3∶2。

③c (NO －3)∶c (NO －
2)＝12(n －m )∶⎣
⎢⎡⎦
⎥⎤
2m ＋12n －m ＝
n －m
3m ＋n。

[答案] (1)①＜ ②H 2SO 3 ③2SO 2＋O 22SO 3 (2)NO 2 NH 3
(3)①m ＋n V ②3∶2 ③n －m 3m ＋n。