3.3.1 自然界中的氮循環(huán)　氮氣與氮氧化物課時作業(yè)2023-2024學年高一上學期化學魯科版（2019）必修1

高中化學必修課程PAGEPAGE1第3節(jié)氮的循環(huán)第1課時自然界中的氮循環(huán)氮氣與氮氧化物題組一自然界中的氮循環(huán)1.(2018·北京昌平區(qū)高一期末)氮是動植物生長不可缺少的元素，含氮化合物也是重要的化工原料。自然界中存在如圖所示的氮元素的循環(huán)過程，下列說法不正確的是()A.過程①“雷電作用”中發(fā)生的反應是N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放電))2NOB.過程③“固氮作用”中，氮氣被還原C.⑤中涉及的反應可能有2NOeq\o\al(－,2)＋O2=2NOeq\o\al(－,3)D.⑥中涉及的反應可能有2NOeq\o\al(－,3)＋12H＋=N2↑＋6H2O答案D解析過程①“雷電作用”中氮氣與氧氣化合生成NO，即發(fā)生的反應是N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放電))2NO，A正確；過程③“固氮作用”中氮元素化合價降低，氮氣被還原，B正確；⑤中NOeq\o\al(－,2)被氧化為NOeq\o\al(－,3)，涉及的反應可能有2NOeq\o\al(－,2)＋O2=2NOeq\o\al(－,3)，C正確；⑥中氮元素化合價降低，NOeq\o\al(－,3)被還原，涉及的反應不可能為2NOeq\o\al(－,3)＋12H＋=N2↑＋6H2O，因為此反應中只有元素化合價降低，沒有元素化合價升高，故D錯誤。2.(2019·哈爾濱高一檢測)下列說法不正確的是()A.豆科植物通過根瘤菌吸收空氣中的氮是化學變化B.汽車尾氣中排放的氮氧化合物是由游離態(tài)氮轉化來的C.化石燃料燃燒通常不釋放出氮氧化合物D.植物秸稈燃燒時放出氮氧化合物，參與了氮的循環(huán)答案C解析氮的固定是游離態(tài)的氮變成化合態(tài)的氮，是化學變化；汽車尾氣中排放的氮氧化合物是由氮氣和氧氣反應生成的；化石燃料中含有氮的化合物，燃燒時會釋放出氮氧化合物；植物秸稈燃燒時放出氮氧化合物，參與了氮的循環(huán)。3.自然界中存在許多循環(huán)現(xiàn)象，下列自然界中的四種循環(huán)所發(fā)生的變化主要為物理變化的是()A.碳循環(huán) B.氧循環(huán)C.氮循環(huán) D.水循環(huán)答案D解析A項，生物圈中的碳循環(huán)主要表現(xiàn)在綠色植物從空氣中吸收二氧化碳，經(jīng)光合作用轉化為葡萄糖，并放出氧氣，有新物質生成，屬于化學變化；B項，氧循環(huán)主要表現(xiàn)在動植物的呼吸作用及人類活動中的燃燒都需要消耗氧氣，產生二氧化碳，有新物質生成，屬于化學變化；C項，氮循環(huán)是指自然界中氮單質和含氮化合物之間相互轉換，有新物質生成，屬于化學變化；D項，水循環(huán)是指地球上的水從地表蒸發(fā)，凝結成云，降水到徑流，積累到土中或水域，再次蒸發(fā)，進行周而復始的循環(huán)過程，沒有新物質生成，屬于物理變化。題組二氮氣和氮的固定4.關于氮氣性質的說法錯誤的是()A.氮在自然界中既以游離態(tài)存在又以化合態(tài)存在B.通常情況下，氮氣性質很不活潑C.可在氧氣中燃燒生成一氧化氮D.大氣、陸地和水體中的氮元素在不停地進行著氮的循環(huán)答案C解析通常情況下氮氣的性質很不活潑，在放電或高溫的條件下，能跟氧氣反應。5.(2018·湖南湘潭一中期中)氮氣能大量存在于空氣中的根本原因是()A.氮氣性質穩(wěn)定，即使在高溫下也不與其他物質發(fā)生反應B.氮氣比空氣輕且不溶于水C.氮氣分子中兩個氮原子結合很牢固，分子結構穩(wěn)定D.氮氣既無氧化性，也無還原性，不與其他物質反應答案C解析N2性質穩(wěn)定，但在高溫下可與O2等物質發(fā)生反應，在反應中表現(xiàn)出氧化性或還原性；氮氣比空氣輕且不溶于水并不是N2能大量存在于空氣中的根本原因；N2能大量存在于空氣中的根本原因是氮氣分子中兩個氮原子結合很牢固，分子結構穩(wěn)定。6.氮氣的用途也很廣泛，下列不屬于氮氣用途的是()A.合成氨制作氮肥B.充入燈泡做保護氣C.液氮可做制冷劑D.醫(yī)療上可作為危重病人的急救氣答案D解析氮氣與氫氣合成氨能用于制作氮肥、氮氣充入燈泡做保護氣、液氮蒸發(fā)吸熱，用作制冷劑屬于氮氣的用途；氮氣不具有幫助呼吸的性質，醫(yī)療上不可作為危重病人的急救氣。7.屬于氮的固定的是()A.植物從土壤中吸收含氮養(yǎng)料B.豆科植物把含氮化合物轉變?yōu)榈鞍踪|C.將空氣中的氮氣轉化為含氮化合物D.NH3經(jīng)催化氧化生成NO答案C8.屬于人工固氮作用的是()A.N2與H2在一定條件下反應生成NH3B.硝酸工廠用NH3氧化制NOC.雷雨時空氣中的N2轉化為NOD.由NH3制碳酸氫銨和硫酸銨答案A題組三氮的氧化物9.最新的病毒學研究證實，一氧化氮對SARS病毒有直接抑制作用。下列關于一氧化氮的敘述正確的是()A.一氧化氮是一種紅棕色氣體B.常溫常壓下，一氧化氮不能與空氣中的氧氣直接化合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.一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集答案C解析NO是一種無色難溶于水的氣體，可以用排水法收集；常溫常壓下，NO容易與氧氣直接化合生成NO2。10.(2019·寧夏固原高一月考)在二氧化氮跟水的反應中，二氧化氮是()A.氧化劑B.還原劑C.既是氧化劑又是還原劑D.既不是氧化劑，又不是還原劑答案C解析二氧化氮跟水反應生成硝酸和一氧化氮：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，反應中氮元素化合價部分從＋4價降低到＋2價，部分升高到＋5價，所以二氧化氮既是氧化劑又是還原劑。11.同溫同壓下將等體積的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.eq\f(1,6)B.eq\f(1,3)C.eq\f(2,3)D.eq\f(1,2)答案C解析假定N2和NO2的體積均為VL，設VL的NO2和水反應生成NO的體積為xL，3NO2＋H2O=2HNO3＋NO31VLxL解得x＝eq\f(V,3)，則剩余氣體的體積約為V＋eq\f(V,3)＝eq\f(4,3)V，剩余氣體的體積約為原總體積的eq\f(\f(4V,3),2V)＝eq\f(2,3)。12.下列關于氮的氧化物的說法中正確的是()A.氮的氧化物都是酸性氧化物，都是大氣污染物B.氮的氧化物都既有氧化性，又有還原性C.NO2與H2O反應生成HNO3，所以NO2是酸性氧化物D.只能用排水法收集NO答案D解析氮的氧化物均會對大氣產生污染，NO、NO2不是酸性氧化物，A項錯誤；N2O5中氮元素為最高價，只有氧化性，B項錯誤；酸性氧化物是指能與堿反應生成鹽和水的氧化物，有些酸性氧化物可與水化合生成酸，反應中中心元素化合價不變，HNO3對應的酸性氧化物是N2O5，C項錯誤。13.把少量的NO2氣體通入過量的小蘇打溶液中，再使逸出的氣體通過裝有足量過氧化鈉顆粒的干燥管，最后收集到的氣體是()A.O2 B.NO2C.NO2和O2 D.CO2和NO答案C解析少量NO2氣體通入過量小蘇打溶液中，逸出的氣體為NO、CO2，二者物質的量比為1∶2，同時還有少量水蒸氣逸出，再使逸出的氣體通過裝有足量的過氧化鈉顆粒的干燥管，CO2與過氧化鈉反應生成的O2與NO反應生成NO2，O2有剩余，同時逸出的少量水蒸氣與過氧化鈉反應生成O2，所以最后收集到的氣體是NO2和O2。14.(2018·天津耀華中學期中)如圖所示，試管中盛裝的氣體呈紅棕色，當?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r，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(jīng)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N2與NO2的混合氣體B.可能是N2O氣體C.可能是NO與NO2的混合氣體D.只可能是NO2一種氣體答案C解析試管中盛裝的氣體呈紅棕色，那么一定有二氧化氮存在。根據(jù)題述現(xiàn)象可知，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。15.如圖是有關氮的循環(huán)示意圖。(1)過程①中通過____________________的作用將空氣中的氮氣固定下來。請寫出②中合成氨反應的化學方程式：______________________________________________________________。(2)請寫出③中固氮反應的方程式：_______________________________________。(3)過程④中的亞硝酸鹽有毒，工業(yè)上若直接排放將造成對環(huán)境的污染。已知NaNO2遇到還原性較強的NHeq\o\al(＋,4)會被還原為N2，在廢液中加入下列物質不能使NaNO2無害化排放的是________(填字母)。a.H2O2b.NH4Clc.KNO3答案(1)豆科作物的根瘤菌N2＋3H2eq\o(,\s\up7(高溫、高壓),\s\do5(催化劑))2NH3(2)N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放電))2NO(3)ac16.二氧化氮是一種紅棕色、有刺激性氣味、有毒的氣體，易溶于水。(1)通常情況下，二氧化氮與一氧化氮可相互轉化：①一氧化氮轉化為二氧化氮的化學方程式是__________________________________________________________________________________________________________________。②二氧化氮轉化為一氧化氮的化學方程式是________________________________________________________________________________________________________________。(2)二氧化氮能與水反應生成硝酸，二氧化氮是否為硝酸的酸酐________(填“是”或“不是”)，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)二氧化氮與水反應中的氧化劑是________，還原劑是________，二者的質量比為________。(4)在一定條件下氨氣可用來將氮氧化物轉化為無污染的物質，寫出氨氣和二氧化氮在一定條件下反應的化學方程式：__________________________________________________________。答案(1)①2NO＋O2=2NO2②3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(2)不是二氧化氮與硝酸中氮元素的化合價不相同(3)二氧化氮二氧化氮1∶2(4)6NO2＋8NH3eq\o(=,\s\up7(一定條件))7N2＋12H2O解析(1)一氧化氮具有較強的還原性，在空氣中極易被氧化為二氧化氮；二氧化氮易溶于水且與水反應生成硝酸和一氧化氮。(2)二氧化氮中氮元素為＋4價，硝酸中氮元素為＋5價，氮元素的化合價不同，二氧化氮不是硝酸的酸酐。(3)由3NO2＋H2O=2HNO3＋NO可知，氧化劑與還原劑都是二氧化氮，二者的物質的量比和質量比都是1∶2。(4)由質量守恒定律和題目信息可知，氨氣和二氧化氮反應后生成的無污染物質為氮氣和水。17.(2019·山東淄博月考)氮的氧化物是大氣污染的主要污染物之一，對人類危害很大，每天行駛的汽車尾氣中就含有大量的氮氧化物?；卮鹣铝袉栴}：(1)寫出汽車尾氣中產生NO的化學方程式：_______________________________________________________________________________________________________________。(2)NO2易溶于水。標準狀況下將體積為VmL的試管充滿NO2后倒扣在水中，如圖所示。①NO2溶于水的化學方程式是_________________________________________________________________________________________________________________________。②使試管中NO2恰好完全被水吸收需要緩慢通入氧氣，標準狀況下通入氧氣的體積為________。最終試管中所得硝酸的物質的量濃度為________________。③為了消除NO2的污染，可將它與氨氣在催化劑作用下反應，生成水和一種無污染的物質，該物質是空氣的主要成分之一，該反應的化學方程式是_______________________________________________________________________________________________________。答案(1)N2＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2NO(2)①3NO2＋H2O=2HNO3＋NO②eq\f(V,4)mLeq\f(1,22.4)mol·L－1③6NO2＋8NH3eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))7N2＋12H2O解析(1)汽車尾氣中的NO是由空氣中的氮氣和氧氣在內燃機中高溫條件下反應生成的，化學方程式為N2＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2NO。(2)①NO2溶于水生成HNO3和NO，反應的化學方程式是3NO2＋H2O