PAGE6-氮氣與氮的固定一氧化氮和二氧化氮 (15分鐘·30分)一、選擇題(本題包括6小題,每小題4分,共24分)1.如圖中能實現人工固氮的是 ()【解析】選D。氮氣和氫氣合成氨為人工固氮。2.有報道稱“氮氣能有效減少輪胎的噪音,延長輪胎使用壽命”,關于氮氣的性質的說法,錯誤的是 ()A.通常情況下,氮氣性質很不活潑B.可在氧氣中燃燒,生成一氧化氮C.在水中溶解度小(通常情況下)D.跟氫氣在一定條件下發生反應,氮氣是氧化劑【解析】選B。N2在O2中不能燃燒,在放電或高溫條件下N2被O2氧化為NO,B錯誤。3.下列關于氮的氧化物的敘述正確的是 ()A.氮的氧化物只有NO、NO2B.氮的氧化物均為紅棕色氣體C.氮的氧化物均有毒D.氮的氧化物在空氣中均能穩定存在【解析】選C。氮的氧化物包括NO、N2O、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等,A項錯誤;NO、N2O4等均為無色氣體,B項錯誤;氮的氧化物均有毒,C項正確;NO在空氣中易被O2氧化為NO2,D項錯誤。4.在NO2與水的反應中,下列判斷正確的是 ()A.氮元素的化合價不發生變化B.氧化劑與還原劑的質量比為2∶1C.NO2只是還原劑D.3molNO2參加反應轉移2mol電子【解析】選D。。5.(2022·紹興高一檢測)如圖將充滿二氧化氮的試管倒扣在水槽中,下列敘述錯誤的是 ()A.試管內液面上升B.試管內氣體顏色逐漸變淺,直至消失C.堵住管口將試管取出,松開后管口向上,觀察到試管口有紅棕色出現D.取少量試管內液體,滴加石蕊試液溶液無明顯變化【解析】選D。A項,NO2能與水反應,反應的化學方程式為3NO2+H2O===2HNO3+NO,所以反應后試管內的氣體體積減小,壓強減小,試管內液面上升,故A正確;B項,NO2與水反應生成的NO是無色氣體,所以試管內氣體顏色逐漸變淺,直至消失,故B正確;C項,常溫下,NO極易與空氣中的O2反應生成紅棕色的NO2,所以將試管取出,松開后管口向上,觀察到試管口有紅棕色出現,故C正確;D項,NO2與水反應生成了硝酸,溶液呈酸性,所以滴加石蕊溶液后,溶液變成紅色,故D錯誤。6.(2022·舟山高一檢測)下列關于一氧化氮的敘述不正確的是 ()A.一氧化氮是一種無色的有毒氣體B.在常溫下一氧化氮不能與氧氣化合生成二氧化氮C.一氧化氮可由氮氣和氧氣在放電條件下直接化合得到D.一氧化氮不溶于水,能用排水法收集【解析】選B。NO是一種無色不溶于水的有毒氣體,可以用排水法收集。在常溫下,NO容易與氧氣直接化合生成NO2。【補償訓練】(2022·溫州高一檢測)某研究小組借助如圖裝置收集NO氣體,正確的操作是()A.從①口進氣,用排水法集氣B.從①口進氣,用排氣法集氣C.從②口進氣,用排水法集氣D.從②口進氣,用排氣法集氣【解析】選C。NO易與氧氣反應,只能用排水法集氣,當集氣瓶內充滿水時,氣體要從上部進入,使水從底部排出。二、非選擇題(本題包括1小題,共6分)7.氮氧化物會嚴重污染大氣,所以實驗室必須對含有氮氧化物的廢氣進行處理。用NaOH溶液可以吸收廢氣中的氮氧化物,反應化學方程式如下:①NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O②2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O(1)在反應①中,參加反應的氧化劑和還原劑的質量之比為。

(2)在反應②中,氧化產物是,還原產物是(填化學式)。

(3)在反應①②中,參加反應的NaOH均為2mol時,兩個反應轉移電子數的關系是①②(填“>”“=”或“<”)。

【解析】(1)根據反應①可知,氧化劑(NO2)和還原劑(NO)的物質的量之比是1∶1,質量之比為23∶15。(2)在反應②中只有氮元素的化合價發生變化,所以NO2既是氧化劑也是還原劑,氧化產物為NaNO3,還原產物為NaNO2。(3)反應①中2molNaOH參加反應時,轉移1mol電子,反應②中2molNaOH參加反應時,轉移1mol電子。答案:(1)23∶15(2)NaNO3NaNO2(3)= (10分鐘·20分)一、選擇題(本題包括2小題,每小題5分,共10分)8.下列對于二氧化氮的說法正確的是 ()A.NO2能與水反應生成硝酸,NO2是酸性氧化物B.除去O2中混有的NO2,可將混合氣體通入水中,將NO2溶解C.NO2與溴蒸氣的鑒別可用NaOH溶液,溶于NaOH溶液得無色溶液的是NO2,得橙色溶液的為溴蒸氣D.NO2是大氣污染物之一【解析】選D。NO2與NaOH溶液反應,發生氧化還原反應生成兩種鹽和水,故NO2不是酸性氧化物,故A錯誤;除去O2中混有的NO2,將混合氣體通入水中,NO2溶解的同時又生成NO,且NO又能與氧氣反應生成NO2,故B錯誤;NO2與溴蒸氣的鑒別不可用NaOH溶液,兩者均可溶于NaOH溶液得無色溶液,故C錯誤;NO2屬于大氣污染物,可以形成硝酸型酸雨或光化學煙霧,故D正確。9.在一定條件下,將等體積的NO和O2的混合氣體置于試管中,并將試管倒立于水槽的水中,充分反應后剩余氣體的體積約為原總體積的()A.14B.34C.18【解析】選C。假定NO和O2體積分別為V,則:4NO+3O2+2H2O===4HNO3,4 3V 34故氧氣剩余,剩余氧氣體積為V-34V=14V,所以充分反應后剩余氣體的體積為原體積的V4【補償訓練】將等體積的NO2和N2的混合氣體置于試管中,并將試管倒立于水槽中,充分反應后,剩余氣體的體積約為原總體積的 ()A.16 B.13 C.23 【解析】選C。假定N2和NO2體積分別為V,設V體積的二氧化氮和水反應生成一氧化氮的體積為x,3NO2+H2O===2HNO3+NO3 1V xx=V3則剩余氣體的體積約為V+V3=4V3,剩余氣體的體積約為原總體積的4二、非選擇題(本題包括1小題,共10分)10.(改編)某校化學興趣小組用如圖裝置驗證NO2的氧化性和NO的還原性。已知:①裝置甲中發生的反應為Cu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。②硝酸具有揮發性,可將I-氧化成I2。請回答下列問題:(1)裝置乙中的現象是。

(2)說明NO具有還原性的操作和現象是。

(3)小組一成員對實驗設計提出了疑問,他認為乙中的現象不足以證明NO2的氧化性,他的理由是。

(4)小組另一成員為探究NO2的氧化性,進行如下實驗(如圖所示)。由圖B和圖C中的現象寫出NO2和SO2反應的化學方程式:。

【解析】(1)碘化鉀被氧化為單質碘,碘使淀粉變藍。(2)丙中NO2與水反應生成的NO會和氧氣反應生成紅棕色的NO2,證明NO具有還原性,故操作和現象為打開開關,擠壓空氣囊,丙中氣體由無色變為紅棕色。(3)濃硝酸具有揮發性,且NO2與水反應生成硝酸,硝酸具有強氧化性,也能將碘離子氧化成單質碘,使溶液變藍,對NO2的性質檢驗造成干擾。(4)題圖B中“無色氣體”,題圖C中“有紅棕色氣體產生”,說明題圖B中反應生成了NO,即NO2和SO2反應,NO2轉化為NO,表現氧化性,而SO2則表現還原性,被氧化,硫元素化合價升高,只能變成+6價,應轉化為SO3,故化學方程式為NO2+SO2===NO+SO3。答案:(1)乙試管中溶液變藍色(2)打開開關,擠壓空氣囊,丙中氣體由無色變為紅棕色(3)揮發出來的HNO3,NO2和水反應生成的HNO3是一種氧化性酸,也可將I-氧化成I2,使溶液變藍(4)NO2+SO2===NO+SO3 (10分鐘·10分)11.(2022·常州高一檢測)汽車尾氣主要含有CO2、CO、SO2、NOx(氮氧化物)等物質,這種尾氣逐漸成為城市空氣污染的主要來源之一,根據NOx的性質特點,已開發出多種化學治理氮氧化物污染的方法。(1)氮氧化物與環境問題密切相關,可導致、等問題(任填兩條)。

(2)已知某硝酸廠排放的尾氣中NO、NO2的體積比為1∶1,該廠采用NaOH溶液來處理該尾氣,處理后所得溶液中只有一種含氮的鈉鹽。則該含氮的鈉鹽中,氮元素的化合價為。

(3)某氮氧化物和CO在催化劑的作用下充分反應,生成N2和CO2,可消除CO與該氮氧化物的污染。若測得N2和CO2的物質的量之比為1∶2,則該氮氧化物的化學式是。

(4)用氨可將氮氧化物轉化為無毒氣體,例如:8NH3+6NO27N2+12H2O。該反應中的氧化劑是,還原產物和氧化產物的質量之比為。如果用氨來處理NO,有關反應的化學方程式為。

【解析】(1)氮氧化物與環境問題密切相關,可導致(硝酸型)酸雨、光化學煙霧、臭氧層破壞等。(2)NO、NO2的體積比為1∶1,兩者中氮的價態分別為+2、+4價,根據歸中反應中電子得失守恒可知,含氮的鈉鹽中的氮的價態是+3價。(3)設氮氧化物的化學式為NOx,由題意得2NOx+2xCON2+2xCO2,N2、CO2的物質的量之比為1∶2,根據氧原子守恒得:x=1,NOx為NO。(4)