2019高中化学 第3章第2节 第1课时 自然界中氮的循环 氮气、一氧化氮、二氧化氮作业1.doc

1第第 1 1 课时课时 自然界中氮的循环自然界中氮的循环 氮气、一氧化氮、二氧化氮氮气、一氧化氮、二氧化氮基础达标 11940 年首次发生的“洛杉矶光化学烟雾事件”给人们的健康造成很大的影响。形 成光化学烟雾的主要物质是( ) A碳的氧化物 B硫的氧化物 C氟利昂 D氮的氧化物 解析：选 D。以 NO 和 NO2为主的氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因。 2Murad 等三位教授最早提出 NO 分子在人体内有独特功能，近年来此领域有很大进 展，因此这三位教授荣获了 1998 年诺贝尔医学及生理学奖。关于 NO 的下列叙述不正确的 是( ) ANO 可以是某些含低价 N 物质氧化的产物 BNO 不是亚硝酸酐 CNO 可以是某些含高价 N 物质还原的产物 DNO 是红棕色气体 解析：选 D。亚硝酸酐是 N2O3；NO 是无色气体。 3NO2溶于水与水反应中，发生还原反应的物质和发生氧化反应的物质的质量之比为( ) A31 B13 C12 D23 解析：选 C。在 3NO2H2O=2HNO3NO 反应中，有 1 mol NO2发生还原反应的同时有 2 mol NO2发生氧化反应。 4收集 NO 和 NO2两种气体的方法正确的是( ) A都可用排水法 BNO 用排水法，NO2用向上排气法 C都可用向上排气法 DNO 用向上排气法，NO2用排水法 解析：选 B。空气的平均相对分子质量是 29，NO 的相对分子质量是 30，二者相近，而 且 NO 能与 O2反应，所以不能用排空气法收集 NO 气体(C、D 项被排除)；NO2能与水反应， 所以不能用排水法收集(A 项被排除)。 5下列气体中，不会造成空气污染的是( ) AN2 BNO CNO2 DCO 解析：选 A。空气中 N2占 78%(体积分数)，可见 N2不会造成空气污染。 6中国汽车销量增长幅度很大，同时也带来了空气污染。汽车尾气转化装置里，气体 在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示，下列说法正确的是( )A汽车尾气的主要污染成分包括 CO、NO 和 N2 B反应中 NO 为氧化剂，N2为氧化产物 CNO 和 O2必须在催化剂表面才能反应2D该转化总反应：2NOO24CO4CO2N2=催化剂解析：选 D。N2不是污染性气体，A 不正确；B 中的 N2是还原产物，B 不正确；NO 和 O2在空气中就能迅速反应生成 NO2，C 不正确。 7运用氮及其化合物的知识，完成下列各题。 (1)下列属于氮的固定的是_。 A氨气催化氧化生成 NO 气体 B人工模拟根瘤菌固氮的原理合成氨 C空气通过灼热的铜网时，氧气反应后剩余氮气 D将氮气降温、加压得到固态的氮 (2)氮的循环在自然界元素的循环中具有重要意义，有些循环是从氮气到氮的化合物， 有的循环是从氮的化合物到氮的化合物。下列过程中以游离态氮为原料，最终产生氮的化 合物的是_。 A工业合成氨 B硝化细菌的硝化过程 C动物尸体腐烂 D豆科植物的根瘤菌固氮 E盛夏时节，雷雨肥田，植物茂盛 (3)下列环境问题与二氧化氮的排放有关的是_。 A酸雨 B光化学烟雾 C臭氧空洞 D温室效应 (4)下列气体都有毒，使人中毒的原理与 CO 相似的是_。 ACl2 BSO2 CNO DNO2 解析：把游离态的氮转化为化合态的氮的过程称为氮的固定，(1)(2)实质上都是考查 氮的固定。(3)氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因。(4)NO 与 CO 都易与血 红蛋白结合，一旦结合就易导致人体缺氧。 答案：(1)B (2)ADE (3)AB (4)C 8在元旦联欢会上，某同学表演了一段魔术：首先收集一集气瓶红棕色的气体，用玻 璃片盖好，然后向其中加入少量水，振荡后变为无色，然后轻轻移动玻璃片使少量空气进 入集气瓶，气体又变为红棕色，振荡，又变为无色学完本节课，你就能揭示该同学表 演的魔术的秘密： (1)集气瓶中红棕色的气体是_。 (2)气体颜色变化的原因是_ _； 有关反应的化学方程式为_ _。 (3)做魔术时操作者要注意什么问题？为什么？_ _。 解析：NO2气体溶于水，与水反应生成 NO，NO 遇到 O2又转化为 NO2，伴随着气体成分 的改变，气体的颜色发生变化。3答案：(1)NO2 (2)NO2与 H2O 反应生成无色气体 NO，无色气体 NO 遇到空气，与空气中的 O2反应又生 成红棕色的 NO2 3NO2H2O=2HNO3NO，2NOO2=2NO2 (3)做魔术时要注意安全，因为 NO2、NO 都有毒 能力提升 9实验室制备气体后，在收集气体时，往往根据气体的性质选择不同的收集方法，当 小明在实验室制备下列气体时，只能使用排水法收集的是( ) AHCl BCO2 CNO DNO2 解析：选 C。HCl 极易溶于水，不能用排水法收集；CO2用向上排空气法收集；NO 由于 能与空气中的 O2反应，故只能用排水法收集；NO2可与水反应，只能用排空气法收集。 10亚硝酸(HNO2)既可做氧化剂又可做还原剂，当它在反应中做氧化剂时，可能生成 的是( ) AN2O5 BN2O3 CNH3 DNO2 解析：选 C。由于 HNO2中氮的化合价为3 价，而当 HNO2做氧化剂时，得电子，化合 价降低，故选 NH3。 11把少量 NO2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 解析：选 C。少量 NO2气体通入过量小苏打溶液中，逸出的气体为 NO、CO2，二者物质 的量比为 12，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，CO2与过氧化钠反应生成的 O2与 NO 反应生成 NO2，O2有剩余，同时逸出的少量 水蒸气与过氧化钠反应生成 O2，所以最后收集到的气体是 NO2和 O2。 12无色的混合气体甲，可能含 NO、CO2、NO2、N2中的几种，将一定量的甲气体经过 下图实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则甲气体的组成为( )ANO2、N2 BNO、CO2 CNO2、CO2 DNO、CO2、N2 解析：选 B。混合气体无色，气体中不含 NO2，气体通过 Na2O2后显红棕色，说明原混 合气体中含有 NO，且有与 Na2O2反应生成 O2的气体 CO2，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 N2。 13用大试管收集一试管 NO2气体，倒扣在盛水的水槽里，试管内产生的现象为_ _； 再往试管里通入适量氧气，试管内又产生的现象为4_ _ _。 产生上述现象的原因是_ _ _。解析：NO2与水发生反应 3NO2H2O=2HNO3NO，所以水会上升到试管容积的 处；反2 3应生成的 NO 又与 O2反应生成红棕色的 NO2气体，而 NO2又与水反应，水面又上升。答案：试管内红棕色气体逐渐消失，水面上升至试管容积的 处 试管内又出现红棕色，2 3接着红棕色消失，液面又上升 由于 NO2易溶于水，发生反应 3NO2H2O=2HNO3NO，故颜色消失，液面上升至容积的 处。当再充入 O2时，发生反应 2NOO2=2NO2，故又出现了2 3红棕色，NO2继续溶于水并与水反应，气体颜色又消失，液面又上升 14氮氧化物进入大气后，不仅会形成硝酸型酸雨，还可能形成光化学烟雾，因此必 须对含有氮氧化物的废气进行处理。 (1)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： 2NO22NO4NaOH=4NaNO22H2O 2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O 在反应中，氧化剂是_，还原剂是_。在反应中，氧化剂和还原剂 的物质的量之比为_。 (2)汽车尾气中含有 CO 和 NO，消除这两种物质对大气的污染的方法是安装催化转化器， 使它们发生反应生成对大气无污染的气体，该反应的化学方程式为_ _。 解析：(1)在反应中 NO2中的氮元素化合价降低做氧化剂，NO 中氮元素化合价升高做 还原剂；在反应中氧化剂和还原剂都是 NO2，它们的物质的量之比为 11。 (2)根据质量守恒定律结合题目信息可知，一氧化氮与一氧化碳反应后生成的对大气无 污染的物质应为氮气和二氧化碳。 答案：(1)NO2 NO 11(2)2NO2CON22CO2=催化剂15某活动小组利用如图装置验证 NO 的还原性及探究工业生产硝酸的原理(装置气密 性已检查完毕)。.向广口瓶中通入 NO 并测定 NO 的体积5(1)通入 NO 前，从滴定管中向广口瓶中加入水； (2)从导管 a 通入一定量的 NO，并记录滴定管液面变化的示数为V L(V<0.05，气体体 积已换算为标准状况)。 .验证 NO 的还原性、探究工业生产硝酸的原理 (1)停止通入 NO 后关闭 K1、K3，打开 K2，从导管 b 缓缓通入 O2，可观察到的现象是 _， 写出对应现象的化学反应方程式： _、 _； (2)继续通入 O2，打开 K3并及时调整滴定管； (3)液面与广口瓶中液面相平， 直至广口瓶中刚好充满液体。当通入氧气的体积为V L 时，则广口瓶中剩余的气体体积为_；1 2当广口瓶中刚好充满液体时，所得溶液的物质的量浓度为_mol·L1。 解析：.(3)NO 遇到 O2，生成红棕色的 NO2，NO2与水反应生成 HNO3和 NO，上述两个 方程式合并可得：4NO3O22H2O=4HNO3。反应掉 NO 的体积为V(NO)V(O2)V L× V L，4 31 24 32 3剩余气体体积为 L；V 3生成 HNO3的物质的量为n(HNO3)n(NO) mol，c(HNO3) V 22.4V 22.4 mol 0.5 LV 11.2mol·L1。 答案：.(1)气体先变为红棕色，然后逐渐变浅，直至无色 2NOO2=2NO2 3NO2H2O=2HNO3NO(3) L V 3V 11.2