课时测评4 氮气和氮氧化物-【金版新学案】2024-2025学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义配套练习（人教版2019 双选）

课时测评4　氮气和氮氧化物 （时间：45分钟　满分：100分） （本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！） （选择题1－9题，每题5分，第10题8分，第11－13题，每题5分，第14题18分，第15题14分，共100分） 题点一　氮气和氮的固定 1．有报道称“氮气能有效减少轮胎的噪音，延长轮胎使用寿命”，关于氮气的性质的说法中，错误的是(　　) A．通常情况下，氮气性质很不活泼 B．可在氧气中燃烧，生成一氧化氮 C．在水中溶解度小（通常情况下） D．跟氢气在一定条件下发生反应，氮气是氧化剂 答案：B 解析：N2在O2中不能燃烧，在放电或高温条件下N2被O2氧化为NO，B错误。 2．自然界中的氮循环部分过程如图所示，有关氮循环过程的说法中，正确的是(　　) A．固氮过程中，N2可能做还原剂 B．硝化过程的反应物中，NH3属于盐 C．反硝化过程中，必须有O2的参与 D．氮元素可通过氨化过程从无机物转移到有机物中 答案：A 解析：A．由题图可知，固氮过程中，氮气转化为硝酸根离子、亚硝酸根离子时，氮元素的化合价升高被氧化，氮气为还原剂，故A正确；B．氨气属于气态氢化物，不属于盐，故B错误；C．由题图可知，反硝化过程中，硝酸根离子、亚硝酸根离子转化为氮气，氮元素的化合价降低被还原，应有还原剂参与，不可能有氧气参与，故C错误；D．由题图可知，氮元素可通过氨化过程从有机物转移到无机物中，故D错误；故选A。 3．（2024·涟源市期中）下列有关氮气的说法正确的是(　　) A．氮气是由氮原子构成的双原子分子，所以化学性质不活泼 B．医学常用液氮做冷冻剂，在冷冻麻醉条件下做手术，是利用氮气化学性质的不活泼性 C．H2与N2在一定条件下反应生成NH3，反应中N2体现还原性 D．电闪雷鸣的雨天，雨水中含有一定量硝酸，可能发生的反应有N2＋O22NO 答案：D 解析：A．氮气性质稳定的原因是两个氮原子之间共用三对电子，破坏这种结合时需要很高的能量，所以化学性质不活泼，A错误；B．液氮汽化时需要吸收大量的热，使周围环境温度降低，与其化学性质不活泼无关，B错误；C．H2与N2在一定条件下反应生成NH3，氮元素的化合价由0价变为－3价，化合价降低是氧化剂，具有氧化性，C错误；D．N2和O2在放电条件下生成NO，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，D正确；故选D。 题点二　一氧化氮、二氧化氮的性质与用途 4．最新的病毒学研究证实，一氧化氮对SARS病毒有直接抑制作用，下列有关一氧化氮的叙述正确的是(　　) A．一氧化氮是一种红棕色的气体 B．常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合 C．一氧化氮可由氮气和氧气在放电的条件下直接化合得到 D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集 答案：C 解析：A．一氧化氮是一种无色的气体，故A错误；B．常温常压下，一氧化氮能与空气中的氧气直接化合生成二氧化氮，故B错误；C．在放电条件下，氮气和氧气直接化合得到一氧化氮，故C正确；D．一氧化氮微溶于水，能用排水法收集一氧化氮，故D错误。 5．为除去混入NO中少量的NO2，可将气体通过(　　) A．Na2CO3溶液 B．NaHCO3溶液 C．水 D．无水硫酸铜 答案：C 解析：将气体通过Na2CO3或NaHCO3溶液都会生成CO2，引入新的杂质；无水硫酸铜与NO2不反应，不能除去NO中的NO2；NO2与H2O发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，故水洗可除去NO中的NO2，故选C。 6．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 答案：C 解析：设NO2为3 mol，涉及的反应有3NO2＋H2O===2HNO3＋NO、HNO3＋NaHCO3===NaNO3＋CO2↑＋H2O、2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2、2NO＋O2===2NO2，则3 mol NO2生成2 mol HNO3和1 mol NO，通入小苏打溶液后生成2 mol CO2和1 mol NO，通入足量过氧化钠后生成1 mol O2和1 mol NO，1 mol O2和1 mol NO反应后生成1 mol NO2，剩余0.5 mol O2，故最后收集到的气体为1 mol NO2和0.5 mol O2。故答案为C。 7．某集气瓶中的气体呈红棕色，加入足量水，盖上玻璃片振荡，得橙色溶液，气体颜色消失。再拿走玻璃片后，瓶中气体又变为红棕色，则该气体可能是下列混合气体中的(　　) A．H2、NO2、NO B．NO2、NO、N2 C．NO2、NO、O2 D．NO2、CO2、Br2 答案：D 解析：某集气瓶中的气体呈红棕色，其中可能含有NO2和Br2中的至少一种；加入足量水，盖上玻璃片振荡，得橙色溶液，说明气体中一定含有溴蒸气；同时气体颜色消失，再拿走玻璃片后，瓶中气体又变为红棕色，说明该无色气体中含有NO，NO遇空气中的O2发生反应产生红棕色的NO2气体，反应方程式为2NO＋O2===2NO2，由于NO2溶于水时生成HNO3和NO，发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，则该NO是NO2与水反应产生，因此原气体中一定含有Br2、NO2，根据各个选项的气体成分分析可知合理选项是D。 8．将盛有N2和NO2混合气体的试管倒立于水中，经过足够长的时间后，试管内气体的体积缩小为原来的一半，则原混合气体中N2和NO2的体积比是(　　) A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．3∶1 答案：C 解析：将试管倒立于水中，只有NO2和H2O反应，生成的NO与不反应的N2为剩余气体。设原混合气体的体积为V，NO2的体积为x，根据差量法求解： 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　ΔV减 3 2 x 解得：x＝，V(N2)＝V－＝，故＝。 题点三　探究氮气及其氧化物的性质 9．实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2的装置如图所示（夹持和加热装置略去）： 下列说法正确的是(　　) A．装置A、B中可依次加入浓硫酸、NaOH溶液 B．若去掉装置C，对产品纯度无影响 C．实验时应先加热C，通入一段时间空气后再加热D D．E中碱石灰的作用是吸收尾气 答案：C 解析：A错，要制备氮化镁，需要除去空气中的氧气、CO2和水蒸气，则装置A、B中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸；B错，若去掉装置C，镁与氧气反应生成氧化镁，对产品纯度有影响；C对，实验时，应先加热C，通入一段时间空气除去氧气，然后再加热D；D错，装置E中碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入D中。 10．（8分）某课外活动小组探究镁与NO2的反应。已知镁与CO2反应：2Mg＋CO22MgO＋C。 (1)该小组采用类比Mg与CO2反应的思路对Mg与NO2的反应进行预测，写出Mg与NO2反应的化学方程式：____________________________________________________。 (2)设计实验验证猜测（用于连接玻璃管的乳胶管均内衬锡纸）。 资料信息：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。 ①装置A中的试剂是　　　　　　。 ②装置B的作用是　　　　　　。 ③实验开始时正确的操作步骤顺序是　　　　（填字母）。 a．通入NO2 b．打开弹簧夹 c．点燃酒精灯 d．当硬质玻璃管充满红棕色气体后，关闭弹簧夹 答案：(1)4Mg＋2NO24MgO＋N2 (2)①NaOH溶液　②收集N2　③badc 解析：(1)由题意可知，Mg与NO2发生置换反应的化学方程式为4Mg＋2NO24MgO＋N2。(2)①由资料信息：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O可知，装置A中的试剂是NaOH溶液，作用是除去未反应的NO2。干燥管是尾气处理装置，作用是吸收NO2以避免污染环境。②装置B的作用是利用排水法收集N2。③实验开始时正确的操作步骤：b（打开弹簧夹）→a（通入NO2，排尽反应装置中的空气）→d（当硬质玻璃管充满红棕色气体后，关闭弹簧夹）→c（点燃酒精灯，确认充满NO2后才开始加热）。 11．（双选）（5分）对3NO2＋H2O===2HNO3＋NO反应的下列说法正确的是(　　) A．氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1 B．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1 C．NO2是氧化剂，H2O是还原剂 D．在反应中若有6 mol NO2参与反应时，有4 mol电子发生转移 答案：BD 解析：A.二氧化氮既是反应的氧化剂又是还原剂，硝酸为反应的氧化产物，一氧化氮是还原产物，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1，故A错误、B正确；C.二氧化氮既是反应的氧化剂又是还原剂，水既不是反应的氧化剂也不是还原剂，故C错误；D.反应消耗3 mol二氧化氮，反应转移2 mol电子，则在反应中若有6 mol NO2参与反应时，有4 mol电子发生转移，故D正确；故选BD。 12．（5分）四支相同试管分别充满下列气体： ①NO2　②SO2和Cl2（体积比1∶1）　 ③NO2和O2（体积比1∶1） ④NH3和O2（体积比1∶1），把四支试管倒扣在水槽中，试管水面上升高度为h1、h2、h3、h4，它们的大小顺序为(　　) A．h2＞h1＞h3＞h4 B．h2＞h1＞h4＞h3 C．h2＞h3＞h4＞h1 D．h2＞h3＞h1＞h4 答案：A 解析：设四支试管均有8 mol气体。①NO2，试管中发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，剩余气体为 mol；②SO2和Cl2（体积比1∶1），试管内反应是Cl2＋SO2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，剩余气体是0 mol；③NO2和O2（体积比1∶1），则试管内发生的反应是4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，所以剩余气体是3 mol；④NH3和O2（体积比1∶1），NH3完全溶于水，氧气溶解度较小，最后剩余气体是4 mol；故它们的大小顺序为h2＞h1＞h3＞h4；故选A。 13．（双选）（5分）近几年，我国汽车销量大幅增长，同时汽车尾气排放也是目前人类面临的环境问题之一。有一种汽车尾气处理装置，气体在催化剂表面吸附与解吸的过程如图所示，下列说法正确的是(　　) A．反应中N2为氧化剂，NO为还原产物 B．汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO C．NO和O2必须在催化剂表面才能反应 D．催化转化总反应为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2 答案：BD 解析：NO、O2、CO反应产生N2，在反应中N元素化合价降低，得到电子被还原，所以NO是氧化剂，N2为还原产物，A错误；汽车尾气中含有CO、NO、N2和CO2，其中主要污染成分包括CO、NO，B正确；NO和O2在室温下相遇会发生反应生成NO2，而不是必须在催化剂表面才能反应，C错误；根据电子守恒、原子守恒，可知上述转化的总反应的化学方程式为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2，D正确。 14．（18分）利用石灰乳和硝酸工业的尾气（含NO、NO2）反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其部分工艺流程如下： (1)一定条件下，NO与NO2可以生成一种新的氧化物，试写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)上述工艺中采用气液逆流接触吸收（尾气从吸收塔底部进入，石灰乳从吸收塔顶部喷淋），其目的是___________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是________________________________________ 　　　　　　　　　　（填化学式）。 (3)该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近1∶1。 若n(NO)∶n(NO2)＞1∶1，则会导致___________________________________________ ________________________________________________________________________； 若n(NO)∶n(NO2)＜1∶1，则会导致________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解，产物之一是NO，其反应的离子方程式为___________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)NO＋NO2N2O3 (2)使尾气中的NO、NO2被充分吸收　Ca(OH)2 (3)排放气体中NO含量升高　产品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高 (4)3NO＋2H＋===NO＋2NO↑＋H2O 解析：(1)若NO与NO2反应生成新的氧化物，必然是NO中N的化合价升高被氧化，NO2中N的化合价降低被还原，生成的氧化物中N的化合价应该介于＋2价和＋4价之间，即为＋3价，据此写出反应方程式：NO＋NO2N2O3。(2)气体上升液体下降，这样气液接触充分，使尾气被充分吸收；分析加入的原料及生成物，只有Ca(OH)2微溶于水，所以滤渣的主要成分为Ca(OH)2。(3)当n(NO)＞n(NO2)时，NO过量；当n(NO)＜n(NO2)时，NO2过量，剩余NO2会与Ca(OH)2反应生成Ca(NO3)2。(4)依据电子得失守恒，NO生成NO时氮元素化合价降低，则反应中NO中氮元素的化合价升高，可能生成NO或NO2，但在水溶液中NO2会与水反应生成NO，所以最终产物为NO，据此写出离子方程式：3NO＋2H＋===NO＋2NO↑＋H2O。 15．（14分）某化学学习小组为探究NO2和SO2的反应，进行如下实验（如图所示）。 (1)图甲两集气瓶中　　　（填“上”或“下”）瓶颜色深。 (2)图乙中反应的现象是_____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)图丙中“有红棕色气体产生”说明SO2和NO2反应的产物中有　　　　，说明NO2在该反应中表现　　　　（填“氧化”或“还原”）性。 (4)由图乙和图丙中的现象写出NO2和SO2反应的化学方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)下　 (2)两气体混合后，颜色由红棕色变为无色　 (3)NO　氧化　 (4)NO2＋SO2===NO＋SO3 解析：(1)NO2呈红棕色，SO2为无色，故下瓶颜色深。(3)NO遇空气被氧化成NO2：2NO＋O2===2NO2，“有红棕色气体产生”说明SO2和NO2反应的产物中有NO，体现了NO2的氧化性。(4)由题给现象可知，NO2和SO2反应的化学方程式为NO2＋SO2===NO＋SO3。 学科网（北京）股份有限公司 $$