2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)節(jié)末訓(xùn)練8氮的循環(huán)含解析魯科版必修1

PAGE7-節(jié)末訓(xùn)練8氮的循環(huán)[過易錯]1．人類的過度固氮活動，使一些與氮循環(huán)有關(guān)的溫室效應(yīng)、酸雨、水體污染等生態(tài)環(huán)境問題進(jìn)一步加劇。下列物質(zhì)改變中符合固氮概念的是()A．空氣降溫、加壓,液態(tài)空氣eq\o(→,\s\up9(蒸餾))氮?dú)猓簯B(tài)氧B．N2＋3H2eq\o(,\s\up9(高溫、高壓),\s\do10(催化劑))2NH3C．4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up9(催化劑),\s\do10(高溫))6H2O＋4NOD．4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3解析：使空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過程叫作氮的固定，簡稱固氮。答案：B2．下列離子能在溶液中大量共存的是()A．Fe2＋、H＋、NOeq\o\al(－,3)、K＋B．I－、Na＋、H＋、NOeq\o\al(－,3)C．NHeq\o\al(＋,4)、K＋、OH－、NOeq\o\al(－,3)D．NHeq\o\al(＋,4)、HCOeq\o\al(－,3)、Cl－、Ca2＋解析：A.Fe2＋能被HNO3(H＋、NOeq\o\al(－,3))氧化。B.I－能被HNO3(H＋、NOeq\o\al(－,3))氧化。C.NHeq\o\al(＋,4)與OH－能發(fā)生反應(yīng)：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－=NH3·H2O。答案：D3．無色的混合氣體甲可能含有NO、CO2、NO2、NH3、N2中的某幾種。將100mL甲氣體經(jīng)過如圖試驗的處理，結(jié)果得到酸性溶液，而幾乎無氣體剩余。則甲氣體的組成為()A．NH3、NO、CO2B．NH3、NO2、N2C．NH3、NO2、CO2D．NO、CO2、N2解析：由無色氣體可知甲中肯定不含NO2，通過濃H2SO4后氣體體積減小，則肯定含有NH3，通過Na2O2后無色氣體變?yōu)榧t棕色，肯定有NO，還有能與Na2O2反應(yīng)產(chǎn)生O2的CO2，最終幾乎無氣體剩余，則不含N2，故A正確。答案：A4．如圖是制取、凈化并測量生成氣體體積的裝置示意圖。利用如圖裝置進(jìn)行下表所列試驗，能達(dá)到試驗?zāi)康牡氖?)選項a(液體)b(固體)c(液體)A稀鹽酸鋅粒濃硫酸B濃氨水生石灰濃硫酸C濃硫酸Cu片NaOH溶液D稀硝酸Cu片H2O解析：濃氨水與生石灰反應(yīng)生成的氨氣會與濃硫酸反應(yīng)；Cu與濃硫酸在常溫下不反應(yīng)；Cu與稀硝酸反應(yīng)生成的NO氣體會被裝置中的空氣氧化。答案：A5．氮的氧化物(NOx)是大氣污染物之一，工業(yè)上在肯定溫度和催化劑條件下用NH3將NOx還原生成N2。某同學(xué)在試驗室中對NH3與NO2的反應(yīng)進(jìn)行了探究?；卮鹣铝袉栴}：(1)氨氣的制備①氨氣的發(fā)生裝置可以選擇圖中的________，反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。②欲收集一瓶干燥的氨氣，選擇圖中的裝置，其連接依次為發(fā)生裝置→________(按氣流方向，用小寫字母表示)。(2)氨氣與二氧化氮的反應(yīng)將上述收集到的NH3充入注射器X中，硬質(zhì)玻璃管Y中加入少量催化劑，充入NO2(兩端用夾子K1、K2夾好)。在肯定溫度下按圖示裝置進(jìn)行試驗。操作步驟試驗現(xiàn)象說明緣由打開K1，推動注射器活塞，使X中的氣體緩慢通入Y管中①Y管中______________②反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________將注射器活塞退回原處并固定，待裝置復(fù)原到室溫Y管中有少量水珠生成的氣態(tài)水凝合打開K2③______④______解析：(1)①試驗室利用NH4Cl固體和Ca(OH)2加熱制取NH3，發(fā)生裝置選擇裝置A，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up9(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；也可利用加熱濃氨水制取NH3，發(fā)生裝置選擇裝置B，反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH3·H2Oeq\o(=,\s\up9(△))NH3↑＋H2O。②制取的NH3中混有水蒸氣，要用堿石灰進(jìn)行干燥，氨氣首先通入裝置C中(大口進(jìn)、小口出)；由于NH3的密度小于空氣的密度，且易溶于水，故用向下排空氣法收集，氣體通入裝置D時應(yīng)“短進(jìn)長出”；NH3有毒，易污染環(huán)境，要利用裝置F進(jìn)行尾氣處理，故儀器連接依次：發(fā)生裝置→d→c→f→e→i。(2)將X中NH3緩慢通入盛有少量催化劑和NO2的Y管中，在肯定溫度和催化劑條件下NH3將NO2還原生成N2，視察到Y(jié)管中氣體的紅棕色漸漸變淺，反應(yīng)的化學(xué)方程式為8NH3＋6NO2eq\o(=,\s\up9(催化劑))7N2＋12H2O。反應(yīng)后氣體分子數(shù)削減，體系的壓強(qiáng)減小，打開K2，燒杯Z中NaOH溶液被倒吸到硬質(zhì)玻璃管Y中。答案：(1)①A2NH4Cl＋Ca(OH)2vCaCl2＋2NH3↑＋2H2O(或BNH3·H2Oeq\o(=,\s\up9(△))NH3↑＋H2O)②d→c→f→e→i(2)①氣體紅棕色漸漸變淺②8NH3＋6NO2eq\o(=,\s\up9(催化劑))7N2＋12H2O③Z中NaOH溶液產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象④反應(yīng)后氣體分子數(shù)削減，Y管中氣體壓強(qiáng)小于外界大氣壓[過疑難]1．如圖所示，相同條件下，兩個體積相同的試管中分別裝滿NO2和NO氣體，并分別倒置于水槽中，然后通過導(dǎo)管向試管中緩慢通入氧氣，邊通氧氣邊漸漸搖動試管，直到兩個試管內(nèi)充溢液體。假設(shè)試管內(nèi)的溶質(zhì)不向水槽中擴(kuò)散，則兩個試管內(nèi)溶液的物質(zhì)的量濃度之比為()A．1∶1 B．5∶7C．7∶5 D．4∶3解析：相同條件下，體積相同的試管內(nèi)兩種氣體的物質(zhì)的量相等，依據(jù)氮原子守恒，可知最終生成的HNO3的物質(zhì)的量相等，因為溶質(zhì)沒有擴(kuò)散，故兩個試管內(nèi)溶液的物質(zhì)的量濃度相等。答案：A2．某化學(xué)愛好小組以木炭和濃硝酸為起始原料，探究一氧化氮與過氧化鈉反應(yīng)制備亞硝酸鈉。設(shè)計裝置如圖(忽視裝置中空氣的影響)，請回答下列問題：(1)組裝好儀器后，必需進(jìn)行的一項操作是________。(2)裝置A的試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________。(3)起先反應(yīng)前，用N2將裝置B、C、D中的空氣排凈，起先反應(yīng)后推想B中可以視察到的主要現(xiàn)象是________；裝置C的作用是________。(4)裝置D中除生成NaNO2外，還有另一種固態(tài)物質(zhì)Y，Y的化學(xué)式為________；為了不產(chǎn)生Y物質(zhì)，可把裝置C改為________(填試劑和儀器名稱)。(5)在酸性溶液中，NOeq\o\al(－,2)可將MnOeq\o\al(－,4)還原為Mn2＋，寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：_________________________________________________________________。(6)裝置E中試劑X可以是________(填序號)。A．稀硫酸 B．酸性高錳酸鉀溶液C．稀硝酸 D．水解析：(1)組裝好儀器后，必需進(jìn)行的一項操作是檢查裝置的氣密性。(2)裝置A的試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是C＋4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up9(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。(3)依據(jù)裝置圖可知，裝置A中產(chǎn)生的NO2在B中與水反應(yīng)生成HNO3和NO，其中HNO3與銅反應(yīng)，故裝置B中銅片溶解，溶液變藍(lán)，產(chǎn)生氣泡；由于裝置A中還產(chǎn)生了CO2，故在通入裝置D之前應(yīng)先用氫氧化鈉溶液將NO中混有的CO2除去。(4)由于NO通過氫氧化鈉溶液進(jìn)入裝置D時會帶入水蒸氣，水蒸氣會與Na2O2反應(yīng)生成NaOH和O2，故生成的固體物質(zhì)應(yīng)當(dāng)還有NaOH；若要避開生成NaOH，應(yīng)當(dāng)除去水蒸氣，則改進(jìn)方法為用裝有堿石灰的干燥管代替裝置C。(5)在酸性溶液中，NOeq\o\al(－,2)可將MnOeq\o\al(－,4)還原為Mn2＋，NOeq\o\al(－,2)被氧化生成NOeq\o\al(－,3)，離子方程式為5NOeq\o\al(－,2)＋2MnOeq\o\al(－,4)＋6H＋=5NOeq\o\al(－,3)＋2Mn2＋＋3H2O。(6)用酸性高錳酸鉀溶液除去剩余的NO，防止污染空氣，B項正確。答案：(1)檢查裝置的氣密性(2)C＋4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up9(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O(3)銅片漸漸溶解，溶液漸漸變藍(lán)，產(chǎn)生無色氣泡除去NO中混有的CO2(4)NaOH裝有堿石灰的干燥管(5)5NOeq\o\al(－,2)＋2MnOeq\o\al(－,4)＋6H＋=5NOeq\o\al(－,3)＋2Mn2＋＋3H2O(6)B3．試驗室常用NaNO2飽和溶液與NH4Cl溶液反應(yīng)制取純凈的氮?dú)?，試驗裝置如圖所示。反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaNO2＋NH4Cleq\o(=,\s\up9(△))NaCl＋N2↑＋2H2O，該反應(yīng)放出熱量。試回答下列問題：(1)該裝置中A部分的分液漏斗與蒸餾燒瓶之間連接橡膠管所起的作用是________(填序號)。A．防止NaNO2飽和溶液蒸發(fā)B．保證明驗裝置不漏氣C．使NaNO2飽和溶液簡單滴下(2)B部分的作用是________(填序號)。①冷凝②冷卻氮?dú)猗劬彌_氮?dú)饬?3)試驗起先前必需進(jìn)行的一個操作是____________________________。(4)收集N2前，必需進(jìn)行的操作是________。收集N2最相宜的操作是________(填序號)。①用排空氣法收集在集氣瓶中②用排水法收集在集氣瓶中③干脆收集在氣球或塑料袋中解析：(1)該裝置中A部分的分液漏斗與蒸餾燒瓶之間連接橡膠管是為了保證NaNO2飽和溶液簡單滴下。(2)該反應(yīng)產(chǎn)生的N2中混有大量水蒸氣，通過冰鹽制冷，可以冷凝N2中的大部分水蒸氣。(4)N2的相對分子質(zhì)量(28)和空氣(29)相差不大，故不能用排空氣法收集；若用排水法收集，則N2中會混有少量水蒸氣。答案：(1)C(2)①(3)檢查裝置的氣密性(4)將裝置內(nèi)空氣排盡③4．試驗室用稀硝酸與銅反應(yīng)制備NO氣體，假如采納圖Ⅰ裝置(燒瓶內(nèi)加入稀硝酸和銅片，必要時可加熱)，試驗效果不是非常志向，因為視察到的現(xiàn)象不能有力證明反應(yīng)產(chǎn)物是NO。有人設(shè)計了圖Ⅱ裝置(橡皮塞下端連有銅絲圈)，用來做該試驗可以達(dá)到滿足的效果。(1)用圖Ⅰ裝置做試驗時，用排水法收集到的氣體的顏色為________色；試驗過程中由于________，不易視察到________生成，從而不能有力證明反應(yīng)產(chǎn)物是NO。(2)用圖Ⅱ裝置做試驗時，將有關(guān)操作補(bǔ)充完整：①將分液漏斗的活塞打開，從U形管的B側(cè)管口注入稀硝酸，始終注到________為止。②關(guān)閉活塞，用酒精燈在U形管的A側(cè)加熱，當(dāng)________時，馬上撤去酒精燈。(3)依據(jù)圖Ⅱ裝置的試驗完成下列問題：①反應(yīng)在什么狀況下可以自動停止？____________________?？稍诤翁幰暡斓綗o色的NO氣體？________________________。②假如將分液漏斗的活塞漸漸打開，可馬上視察到哪些明顯現(xiàn)象？_____________________________________________________________。解析：由于NO易被空氣中O2氧化成NO2(紅棕色)，所以在銅與稀硝酸反應(yīng)的常規(guī)試驗中，很難視察到無色NO氣體的生成，而是視察到紅棕色氣體。本題圖Ⅱ裝置供應(yīng)無氧氣環(huán)境，使NO能存在相當(dāng)長一段時間。答案：(1)無燒瓶中有空氣，可以將產(chǎn)生的NO氧化成NO2無色的NO(2)①液面與橡皮塞接觸(或A側(cè)管中恰好充溢液體)②銅絲上有氣泡產(chǎn)生(3)①當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)生的NO氣體將稀硝酸排入U形管B側(cè)管內(nèi)，使銅絲圈與稀硝酸脫離時，反應(yīng)馬上停止在U形管A側(cè)管內(nèi)可視察到無色NO氣體②U形管B側(cè)管內(nèi)的稀硝酸又回到A側(cè)管中，分液漏斗中有紅棕色氣體產(chǎn)生5．如圖是自然界中氮循環(huán)以及有機(jī)物在生物體內(nèi)代謝的部分過程示意圖，請分析回答：(1)氮的固定是指________。A．植物從土壤中汲取含氮養(yǎng)料B．豆科植物根瘤菌將含氮化合物轉(zhuǎn)變?yōu)橹参锏鞍踪|(zhì)C．將氨轉(zhuǎn)變成硝酸及氮的其他化合物D．空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)變?yōu)楹幕衔?2)氮的固定主要有________和________兩種方式。(3)自然界中通過植物將空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為含氮化合物，這類通過生物化學(xué)來固氮的狀況約占自然界中全部固氮的90%，另一類發(fā)生在自然界的高能固氮約占自然界中固氮的10%，請舉一例說明自然界中的高能固氮的存在，并寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式。_____________________________________________________________________________________________________________________________