學而優(yōu)·教有方第二節(jié)氮及其化合物第一課時氮氣、氮的氧化物一、單選題1．自然界中時刻存在著氮氣的轉化。實現氮氣按照一定方向轉化一直是科學領域研究的重要課題，如圖為N2分子在催化劑的作用下發(fā)生的一系列轉化示意圖。下列敘述正確的是（）A．N2→NH3，NH3→NO均屬于氮的固定B．在催化劑a作用下，N2發(fā)生了氧化反應C．催化劑a、b表面均發(fā)生了極性共價鍵的斷裂D．使用催化劑a、b均可以提高單位時間內生成物的產量2．如圖所示的轉化關系中，不能一步實現的是（）A．① B．② C．③ D．④3．實驗室收集NO、NO2兩種氣體，下列收集方法正確的是()A．均可用排水法 B．均可用向上排空氣法C．NO用向上排空氣法，NO2用排水法 D．NO用排水法，NO2用向上排空氣法4．某集氣瓶中的氣體呈紅棕色，加入足量水，蓋上玻璃片，振蕩，得到橙色溶液，氣體顏色消失，再移走玻璃片后，瓶中氣體又變?yōu)榧t棕色，該氣體可能是下列混合氣體中的(已知蒸氣呈紅棕色，含的溶液呈橙色)（）A．、、 B．、、C．、、NO D．、、5．下列關于氮氣的說法中錯誤的是（）A．通常情況下氮氣性質很穩(wěn)定，所以氮氣可以在電焊時作保護氣B．N2+O22NO，該反應是汽車尾氣造成污染的主要因素之一C．氮氣在空氣中約占質量比的D．在反應3Mg+N2Mg3N2中，氮氣作氧化劑6．對3NO2+H2O=2HNO3+NO反應的下列說法正確的是（）A．氧化劑與還原劑的質量比為1:2B．氧化產物與還原產物的物質的量之比為1:2C．NO2是氧化劑，H2O是還原劑D．在反應中若有6molNO2參與反應時，有3mol電子發(fā)生轉移7．如圖所示，試管中盛裝的氣體呈紅棕色，當倒扣在盛有水的水槽中時，試管內水面上升，但不能充滿試管，當向試管內鼓入氧氣后，可以觀察到試管中水面繼續(xù)上升，經過多次重復后，試管被水充滿，對原試管中盛裝的氣體的說法正確的是（）A．可能是與的混合氣體 B．可能是氣體C．可能是NO與的混合氣體 D．只可能是一種氣體8．工業(yè)制HNO3的過程中排放的NO2和NO常用NaOH溶液吸收，反應的化學方程式為NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O、2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O，NO不能被NaOH溶液吸收。若同溫同壓下NO2與NO的體積之比如下，其中不能被NaOH溶液完全吸收的是（）A．1：1 B．1：3 C．2：1 D．3：19．在常溫常壓下，將等體積混合而成的四組氣體：①NO2+O2，②NO2+NO，③HCl+N2，④SO2+O2，分別通入相同的試管中，并將試管立即倒立于水槽中，如圖所示，待試管內液面穩(wěn)定后，剩余氣體的體積依次為V1、V2、V3、V4，其中最小的是（）A．V1 B．V2 C．V3 D．V410．現有NO2、O2的混合氣體12mL，通入足量水中，充分反應后剩余氣體2mL(同溫同壓下)，則原混合氣體中氧氣的體積是()A．1.3mL B．2.4mL C．3mL D．4mL或1.2mL二．填空題11．氮元素在海洋中的循環(huán)，是整個海洋生態(tài)系統(tǒng)的基礎和關鍵。海洋中無機氮的循環(huán)過程可用下圖表示。（1）海洋中的氮循環(huán)起始于氮的固定，其中屬于固氮作用的一步是_____（填圖中數字序號）。（2）下列關于海洋氮循環(huán)的說法正確的是_____（填字母序號）。a.海洋中存在游離態(tài)的氮b.海洋中的氮循環(huán)起始于氮的氧化c.海洋中的反硝化作用一定有氧氣的參與d.向海洋排放含NO的廢水會影響海洋中NH的含量（3）有氧時，在硝化細菌作用下，NH可實現過程④的轉化，將過程④的離子方程式補充完整：4NH+5O2=2NO+_____H++_____+___________________________________________________________12．某化學學習小組為探究和的反應，特進行如下實驗（如下圖所示）。圖1圖2圖3（1）圖1兩集氣瓶中________（填“上”或“下”）瓶顏色深。（2）圖2中反應的現象是___________。（3）圖3中“有紅棕色氣體產生”說明和反應的產物中有________，說明在該反應中顯________性。（4）由圖2和圖3中的現象寫出和反應的化學方程式：__________。

參考答案1．D【解析】A．N2轉化為NH3屬于氮的固定，而NH3轉化為NO是氮元素化合物之間的轉化，不屬于氮的固定，A敘述錯誤；B．在催化劑a的作用下，氮原子由0價變?yōu)?3價，化合價降低，獲得電子，發(fā)生了還原反應，B敘述錯誤；C．在催化劑a表面發(fā)生了非極性共價鍵（氮氮鍵）的斷裂，在b表面NH3→NO，斷裂極性共價鍵N?H鍵，發(fā)生了極性共價鍵的斷裂，C敘述錯誤；D．催化劑可以提高化學反應速率，可以提高單位時間內生成物的產量，D敘述正確；答案為D。2．D【解析】①為；②為；③為；④至少兩步才能實現，分別為，；D符合題意，故選D。答案選D3．D【解析】A.NO2氣體能與水反應產生硝酸和NO，不能用排水法收集，A錯誤；B.NO與O2反應產生NO2，所以NO不能用排空氣方法收集，B錯誤；C.NO與O2反應產生NO2，NO2氣體能與水反應產生硝酸和NO，所以NO不能用向上排空氣法，NO2不能用排水法收集，C錯誤；D.NO難溶于水，因此可以用排水法收集；NO2與空氣不反應，密度比空氣大，所以可用向上排空氣法，D正確；故合理選項是D。4．A【解析】集氣瓶中氣體呈紅棕色，可能含蒸氣或氣體。加水原氣體紅棕色消失，溶液呈橙色，說明混合氣體中一定含蒸氣；移走玻璃片后瓶中氣體又變紅棕色，說明原氣體溶于水后產生了NO，NO由溶于水得到，發(fā)生反應為，故原混合氣體中一定含有蒸氣和氣體。綜上所述，答案選A。5．C【解析】A．氮氣分子含有氮氮三鍵，通常情況下N2性質很穩(wěn)定，可在電焊時作保護氣，故A正確；

B．氮氣與氧氣在高溫下生成一氧化氮，一氧化氮有毒，為空氣污染物，故B正確；

C．N2在空氣中約占總體積的，故C錯誤；

D．在反應：3Mg+N2Mg3N2中，氮氣中氮元素化合價降低，所以N2作氧化劑，故D正確；

故選：C。6．A【解析】A、該反應中N元素的化合價由+4價變?yōu)?5價和+2價，所以生成硝酸的二氧化氮是還原劑，其計量數是2，生成NO的二氧化氮是氧化劑，其計量數是1，所以氧化劑和還原劑的物質的量、質量之比都是1：2，選項A正確；B、該反應中氧化產物是硝酸，還原產物是NO，所以氧化產物和還原產物的物質的量之比是2：1，選項B錯誤；C、該反應中N元素的化合價由+4價變?yōu)?5價和+2價，所以二氧化氮既是氧化劑又是還原劑，水中各元素都不變，所以既不是氧化劑又不是還原劑，選項C錯誤；D、在反應中若有6molNO2參與反應時，有4mol電子發(fā)生轉移，選項D錯誤；答案選A?！军c睛】本題考查氧化還原反應，明確元素化合價是解本題的關鍵，該反應中N元素的化合價由+4價變?yōu)?5價和+2價，所以二氧化氮既是氧化劑又是還原劑，硝酸是氧化產物，NO是還原產物，根據二氧化氮和轉移電子之間的關系式計算轉移電子的物質的量。7．C【分析】根據試管內氣體為紅棕色，故可知氣體中一定含有NO2。根據題中信息：“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”說明其中還含有NO，但NO可能本身就存在于試管內，也可能是NO2與水反應后生成的，涉及的反應有：3NO2+H2O=2HNO3+NO，2NO＋O2=2NO2。生成的NO2又可與水反應，使液面上升，NO2、O2與水反應的總化學方程式為4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，故當試管內氣體為NO2或NO2與NO的混合物時，通入適量O2，最終試管內可完全充滿液體，據此分析解答?！窘馕觥緼．試管中最終全部充滿水，由于N2不溶于水且常溫下N2、O2與水不反應，則不可能含有N2，故A錯誤；B．為無色氣體，與題意不符，故B錯誤；C．原試管中含有的是一氧化氮和二氧化氮的混合氣體，之前發(fā)生的反應是3NO2+2H2O=2HNO3+NO，通入氧氣之后，可發(fā)生4NO+3O2+2H2O=4HNO3，氣體恰好發(fā)生反應時，試管內完全被水充滿，故C正確；D．根據上述分析，原試管中盛裝的氣體的成分情況可能為①NO2、②NO2和O2（少量）、③NO2和NO等多種組合，故D錯誤；答案選C。8．B【解析】A.根據可知，當NO2與NO的體積之比為1：1時，恰好被完全吸收，故A項不符合題意；B.當NO2與NO的體積之比為1：3時，一氧化氮過量，多余的一氧化氮不能被氫氧化鈉溶液吸收，故B項符合題意；C、D.當NO2與NO的體積之比為2：1或3：1時，反應后二氧化氮有剩余，由可知，多余的二氧化氮可以直接被氫氧化鈉溶液完全吸收，故C、D項不符合題意；故答案為B。9．A【解析】假設每種氣體的體積都是，試管的容積為，①根據反應知，二氧化氮完全反應，剩余氣體是氧氣，剩余氧氣的體積；②根據反應知，生成NO的體積為，所以剩余氣體是NO，其體積為；③氮氣和水不反應，氯化氫極易溶于水，所以剩余氣體的體積為；④溶于水時，可與水反應生成，不穩(wěn)定，易分解，該反應是可逆反應，不和水反應，故剩余氣體的體積大于；綜上所述，剩余氣體體積最小的是①，A項正確。10．D【分析】NO2和O2混合氣體與反應可能的反應式有：4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3，3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO，根據反應的方程式用討論的方法計算。【解析】(總反應式法)根據有關的反應：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，剩余氣體可能是O2，也可能是NO；如氧氣過量，則剩余2ml無色氣體為氧氣，設參加反應的氧氣的體積為x，則有：4x＋x＝12mL?2mL＝10mL，解得x＝2mL，所以氧氣的體積為：2mL＋2mL＝4mL；如NO2過量，則剩余2mL無色氣體為NO，設氧氣的體積為y，，解得y＝1.2mL，故答案選D。（1）②ad+5O2=+6H++N2O+5H2O【分析】根據氮元素在海洋中的循環(huán)，大氣中的氮氣與海水中的氮氣存在溶解平衡，海水中的氮氣變?yōu)殇@根離子，為氮的固定；銨根離子被氧化生成一氧化二氮、亞硝酸根離子，亞硝酸根離子硝化作用生成硝酸根離子?！窘馕觥?1)氮的固定為游離態(tài)的氮變?yōu)榛蠎B(tài)，則屬于固氮作用的一步是②。(2)a．根據示意圖可知，海洋表面存在N2，故海洋中存在游離態(tài)的氮，a說法正確；b．海洋中的氮循環(huán)起始于氮氣轉化為銨根離子，氮元素化合價降低，氮被還原，b說法錯誤；c．海洋中的反硝化作用將硝酸根離子轉化為氮氣分子，需在缺氧條件下進行，不一定有氧氣的參與，c說法錯誤；d．由轉化關系圖可知硝酸根離子增多，反硝化作用增強，向海洋排放含的廢水會影響海洋中的含量，d說法正確；答案選ad。(3)有氧時，在硝化細菌作用下，可實現過程④的轉化，生成N2O、、H+和水，氮元素化合價-3價變化為+1價和+3價，氧元素化合價0價變化為-2價，電子轉移總數20e-，所以銨根離子系數為4，氧氣系數為5，系數為2，N2O系數為1，結合電荷守恒得到氫離子系數為6，水分子系數為5，配平得到離子方程式為：+5O2═+6H++N2O+5H2O；12．（1）下（2）兩氣體混合后，顏色消失（3）氧化（4）【分析】根據操作過程可知：二氧化硫與二氧化氮氣體混合后產生的無色氣體遇到空氣變?yōu)榧t棕色，說明反應產生了無色氣體一氧化氮，而二氧化硫被氧化為三氧化