專題7氮與社會可持續(xù)發(fā)展第一單元氮的固定基礎過關練題組一氮的固定1.(2023江蘇連云港期中)大氣中的氮是取之不盡的天然資源,通過化學方法可以將其轉化為人類需要的各種含氮化合物。下列過程屬于氮的固定的是()A.工業(yè)利用氮氣和氫氣合成氨氣B.氨氣和硫酸反應制取銨態(tài)氮肥C.氨基酸合成人體所需的蛋白質D.硝酸鹽在細菌作用下生成氮氣2.(2022湖南東安一中期末)下列過程涉及的主要反應中,不含氮的固定的是()A.酸雨的形成B.工業(yè)合成氨C.光催化合成氨D.雷雨肥莊稼題組二N2的結構和性質3.N2是空氣的重要組成部分,液氮蒸汽機是利用液態(tài)氮的蒸發(fā)來驅動機車,從而達到環(huán)境保護的目的。關于氮元素和氮氣,下列敘述錯誤的是()A.氮元素位于元素周期表的第二周期第ⅤA族B.N2的結構式:C.自然界中的N主要以N2的形式存在于空氣中D.N2化學性質不活潑,可用作金屬Mg冶煉的保護氣4.(經典題)(2022浙江臺州期中聯考)下列關于N2的敘述錯誤的是()A.N2既可作氧化劑又可作還原劑B.在雷雨天,空氣中的N2和O2可反應生成NOC.氮的固定是將N2轉化成含氮化合物D.氮氣性質穩(wěn)定,不能和金屬發(fā)生反應題組三氮氧化物的性質5.(2022山西朔州朔城一中開學檢測)下列有關NO2的說法正確的是()A.NO2有毒,但因其易溶于水且與水反應,所以不屬于大氣污染物B.NO2為紅棕色氣體,因此將NO2通入水中,溶液顯紅棕色C.NO2可由N2與O2反應直接制備D.NO2既有氧化性也有還原性6.(2023重慶部分學校聯考)俗話說“一場雷雨一場肥”,其中蘊含的化學知識如下:①N2+O22NO(吸熱反應)、②2NO+O2、③3NO2+H2O2HNO3+NO,硝酸再與土壤中的礦物質作用轉化成農作物可利用的硝酸鹽。下列有關說法錯誤的是()A.反應①屬于氮的固定B.反應①中NO既是氧化產物又是還原產物C.反應①中反應物的總鍵能小于生成物的總鍵能D.由反應③可知NO2不可用排水法收集7.(經典題)如圖所示,試管中盛裝的是紅棕色氣體(可能是混合物),當倒扣在盛有水的水槽中時,試管內液面上升,但不能充滿試管,當向試管內鼓入氧氣后,可以觀察到試管中液面繼續(xù)上升,經過多次重復后,液體充滿試管,原來試管中盛裝的氣體()A.可能是N2與NO2的混合氣體B.只能是NO2一種氣體C.可能是N2與NO的混合氣體D.可能是O2與NO2的混合氣體8.(2022北京中國人民大學附屬中學期末)某混合氣體中含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的至少兩種氣體。將此無色透明的混合氣體通過品紅溶液后,品紅溶液褪色,把剩余氣體排入空氣中,很快變?yōu)榧t棕色。下列對于原混合氣體成分的判斷中,正確的是()A.肯定有SO2和NO B.可能有O2和NO2C.可能有Cl2和O2 D.肯定只有NO9.(2022山東泰安期末)某無色混合氣體可能含有NO、NO2、CO2、N2中的幾種,將一定量的該氣體依次經過如圖所示的實驗處理,結果得到酸性溶液,幾乎無氣體剩余。則該氣體的組成為()A.NO、N2 B.NO、CO2C.NO2、CO2 D.NO、CO2、N2題組四氮氧化物溶于水的計算10.(2022山西沁源一中、榆社一中月考)將相同條件下的amLNO、bmLNO2和cmLO2混合于同一試管中,并將試管倒置于水中,充分反應后,試管內氣體無剩余,則a、b、c不可能是()A.1、1、1 B.2、1、1C.3、7、4 D.1、5、211.如圖所示,相同條件下,兩個容積相同的試管分別裝滿NO2(不考慮反應2NO2N2O4)和NO氣體,分別倒置于水槽中,然后通過導管緩慢通入氧氣,邊通邊慢慢搖動試管,直到兩個試管內充滿液體。假設試管內的溶質不向水槽中擴散,則兩個試管內溶液中溶質的物質的量濃度之比為()A.1∶1 B.5∶7 C.7∶5 D.4∶312.(經典題)(2023天津第一中學月考)在一定溫度和壓強下,將一支裝有18mLNO2和一定體積NO混合氣體的試管倒立于盛有水的水槽中,待試管內液面不變后再通入12mLO2,充分反應后,剩余3mL氣體,則原NO體積可能為()①13mL②9mL③8mL④6mL⑤4mLA.①④ B.①⑤ C.③④ D.②⑤13.(2022江西撫州臨川二中月考)現有等體積混合而成的4組氣體:①NO2+O2、②NO2+NO、③HCl+N2、④Cl2+SO2?，F將其分別通入體積相同的試管中并立即倒立在足量水中,試管內液面上升的高度分別為h1、h2、h3、h4,則高度關系是()A.h4>h2>h3>h1 B.h4>h1>h3>h2C.h2>h3>h1>h4 D.h3>h2>h1>h4能力提升練題組一自然界的氮循環(huán)及含氮物質的轉化1.(經典題)(2023湖南長沙實驗中學月考)濕地土壤中氮元素含量及其遷移轉化過程顯著影響著濕地生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能,濕地中氮循環(huán)的主要路徑如圖,下列說法正確的是()A.固氮作用是將氣態(tài)含氮物質轉化為固態(tài)含氮物質的過程B.反硝化作用過程中,NO3C.NH4+通過硝化作用生成的ND.向濕地中排放含NO32.(2023江蘇鹽城阜寧期中)最近科學家研究了一種在酸性介質中利用電解原理進行電化學固氮的方法,反應機理如圖,氨氣在催化劑電極表面產生。下列說法正確的是()A.過程中存在H+發(fā)生氧化反應轉化為H原子B.該過程中,氮分子中鍵斷裂產生N原子C.在催化劑作用下,N2與H原子反應可能生成N2H4和NH3兩種產物D.與傳統(tǒng)工業(yè)合成氨法比較,電化學固氮法會消耗大量電能,沒有研究價值3.(2022山東棗莊滕州期末)部分含氮物質的轉化關系如圖所示,下列說法錯誤的是()A.上述所有反應都是氧化還原反應B.路線①②③是工業(yè)生產硝酸的主要途徑C.N2在足量的O2中通過一步反應可生成NO2D.路線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷電固氮生成硝酸的主要途徑題組二氮氧化物溶于水的計算4.(2022廣東廣州一中期中,)如圖所示,在注射器里吸入20mLNO,然后吸入5mL水。若再吸入30mL空氣(按O2體積占15計算),夾住彈簧夾,觀察現象(不考慮摩擦力)。已知常溫常壓下,氣體摩爾體積為24.5L·mol-1,則下列敘述不正確的是()A.最終剩余氣體體積為36mLB.可觀察到注射器的活塞緩緩向右移動C.可觀察到注射器內氣體由無色變成紅棕色,最后變成無色D.所得硝酸的物質的量約為3.3×10-4mol5.(2023重慶南開中學期中)一定條件下,將盛有60mLNO2和O2的混合氣體的試管倒立于裝有足量水的水槽中,充分反應后(假設試管中溶質沒有擴散到水槽中),試管內剩余10mL氣體,則下列說法正確的是(已知:2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O)()A.原混合氣體中NO2與O2的體積比可能為3∶1B.當剩余氣體為NO時,試管中所得溶液的物質的量濃度更大C.若將水換為氫氧化鈉溶液,試管中剩余氣體體積依然為10mLD.繼續(xù)向試管中通入相同狀況下7.5mL氧氣,則試管中剩余氣體體積可能為4.5mL

答案與分層梯度式解析專題7氮與社會可持續(xù)發(fā)展第一單元氮的固定基礎過關練1.A2.A3.D4.D5.D6.C7.D8.A9.B10.B11.A12.A13.B1.A氮的固定是指游離態(tài)的氮變?yōu)榛蠎B(tài)的氮,氮氣和氫氣在高溫、高壓、催化劑條件下生成氨氣,氮元素由游離態(tài)轉化為化合態(tài),屬于氮的固定,A正確。2.A氮的氧化物轉化為HNO3,不屬于氮的固定,A符合題意;工業(yè)合成氨、光催化合成氨均是將氮氣轉化為氨氣,屬于氮的固定,B、C不符合題意;氮氣和氧氣在放電條件下轉化為NO,屬于氮的固定,D不符合題意。3.DN2會與金屬Mg反應生成氮化鎂,不可用作金屬Mg冶煉的保護氣,D項錯誤。4.DN2中N元素的化合價處于中間價態(tài),可以降低也可以升高,故N2既可作氧化劑又可作還原劑,A正確;雷雨天時,發(fā)生自然固氮,空氣中N2和O2在放電條件下反應生成NO,B正確;氮的固定是將空氣中游離態(tài)的氮(N2)轉化為含氮化合物的過程,C正確;氮氣在一定條件下也能和某些金屬發(fā)生反應,例如氮氣和鎂在點燃條件下反應生成氮化鎂,D錯誤。5.DNO2有毒,屬于大氣污染物,故A錯誤;NO2為紅棕色氣體,將NO2通入水中,得到的硝酸溶液無色,B錯誤;NO2不能由N2與O2反應直接制備,N2與O2在放電或高溫條件下反應生成NO,C錯誤;NO2中N為+4價,處于中間價態(tài),既能降低也能升高,NO2既有氧化性也有還原性,D正確。6.C閃電能使空氣里的氮氣轉化為NO,屬于自然固氮,A正確;反應①中,NO既是氧化產物又是還原產物,B正確;反應①為吸熱反應,反應物的總鍵能大于生成物的總鍵能,C錯誤;NO2能與水反應,所以不能用排水法收集,D正確。7.DN2和水不反應且不溶于水,在有O2的條件下N2也不與水反應,則通入O2后試管不能完全被液體充滿,A、C錯誤;O2、NO2、H2O可發(fā)生反應4NO2+O2+2H2O4HNO3,若試管內只有NO2氣體,通入適量O2后能完全被液體充滿,但還有其他可能,如NO和NO2的混合氣體等,B錯誤,D正確。8.A氣體呈無色,所以一定沒有Cl2、NO2;氣體通過品紅溶液,品紅溶液褪色,說明混合氣體中含有SO2;將剩余氣體排入空氣中,很快呈紅棕色,說明原混合氣體中含有NO,則原混合氣體中沒有O2,故該氣體中一定含有NO、SO2,一定不含NO2、O2和Cl2。9.BNO2是紅棕色氣體,在無色氣體中不能存在。將該無色氣體通入盛有足量Na2O2的干燥管后,氣體變?yōu)榧t棕色,說明發(fā)生反應產生了NO2氣體,則該無色氣體中含有CO2和NO,發(fā)生反應:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,2NO+O22NO2。然后將氣體通入水中,得到酸性溶液,幾乎無氣體剩余,說明氣體中無N2,此時又發(fā)生反應:4NO2+O2+2H2O4HNO3。因此該混合氣體中只含有NO、CO2,選B。10.B若氣體無剩余,則NO、NO2、O2三種氣體完全反應,生成了硝酸,假設NO、NO2、O2的物質的量分別是xmol、ymol、zmol,反應中xmolNO失去3xmol電子,ymolNO2失去ymol電子,zmolO2得到4zmol電子,根據得失電子守恒可得:3x+y=4z,同一溫度和壓強下氣體體積之比等于物質的量之比,所以存在3a+b=4c,各選項中B的數據不能使關系式成立,選B。11.A在相同條件下,NO2、NO分別裝滿兩個容積相同的試管,則二者的物質的量相同,n(NO2)=n(NO);根據氮原子守恒知,所得硝酸的物質的量相同,溶液的體積相同,所以兩個試管內溶液中溶質的物質的量濃度之比為1∶1。12.A則一定體積的NO和(12-4.5)mL=7.5mL的氧氣發(fā)生反應:4NO+3O2+2H2O4HNO3,①若剩余氣體為NO,則消耗NO為7.5×43mL=10mL,則原NO的體積為(10+3)mL=13mL;②若剩余氣體為氧氣,則反應的氧氣為(7.5-3)mL=4.5mL,則原NO的體積為4.5×4313.B①4NO2+O2+2H2O4HNO3,剩余氧氣的體積為原氣體體積的38;②3NO2+H2O2HNO3+NO,剩余NO的體積是原氣體體積的23;③HCl完全溶于水,剩余氮氣的體積為原氣體體積的12;④Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl,無氣體剩余,試管內液面上升的高度h4>h1>h3>h2,選B。能力提升練1.D2.C3.C4.B5.B1.D固氮作用是將游離態(tài)氮轉化為含氮化合物的過程,A錯誤;反硝化作用過程中,NO3?中N元素化合價降低發(fā)生了還原反應,B錯誤;NH4+→NO2知識歸納自然界中的氮循環(huán)2.CH+轉化為H,化合價降低,發(fā)生還原反應,A錯誤;N2生成了NH3,但是沒有產生N原子,B錯誤;在反應過程中可能生成N2H4和NH3,C正確;與傳統(tǒng)工業(yè)合成氨法比較,電化學固氮法不需要高溫高壓,條件比較溫和,具有研究價值,D錯誤。3.C涉及的反應中氮元素的化合價均發(fā)生了變化,因此都是氧化還原反應,A正確;工業(yè)上用氨催化氧化法制取硝酸,題圖中路線①②③是工業(yè)生產硝酸的主要途徑,B正確;氮氣與足量的氧氣在高溫或放電的條件下反應生成NO,C錯誤;雷電固氮生成HNO3的過程是空氣中的N2與O2在放電條件下反應產生NO,NO被O2氧化產生NO2,NO2與水反應生成硝酸,故圖中路線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷電固氮生成硝酸的主要途徑,D正確。4.B常溫常壓下,氣體體積之比等于其物質的量之比。根據4NO+3O2+2H2O4HNO3,參加反應的O2的體積為30mL×15=6mL,參加反應的NO的體積為8mL,最終剩余氣體體積為20mL+30mL-6mL-8mL=36mL,A項正確;在注射器中發(fā)生的反應為2NO+O22NO2和3NO2+H2O2HNO3+NO,可觀察到注射器內氣體由無色變成紅棕色,最后變成無色,反應后氣體總物質的量減小,活塞緩緩向左移動,則B項錯誤,C項正確;據A選項中分析可得,參與反應的NO體積為8mL,則生成的HNO3的物質的量n(HNO3)=n(NO)=8×10?324.5mol≈3.3×10-45.B若O2