课时作业(4) 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中化学必修第二册（人教版2024）

课时作业（四） 答案精解P扣 (建议用时：40min) 大气中的N ·基础过关· 2 1.下列说法中正确的是 ( A.氮气化学性质不活泼，原因是N的非金属性 硝酸根 较弱 ……硝酸根 细菌 动植物遗体↑细菌 B.氮气与氧气在汽车内燃机中高温反应，氧气过量 土壤中的 +氨 微生物 直接生成NO A.①中N2与O2反应生成NO C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥 B.②中合成氨属于人工固氨 料，实现氮的固定 C.③中氮元素被氧化 D.“雷雨发庄稼”所包含的化学变化有N2→NO→ D.氧元素参与了氮循环 NO2→HNO,→硝酸盐 6.按图进行实验。试管中装有12mLNO,然后间歇 2.氮气及氮的化合物参与自然界中的很多循环，也广 而又缓慢地通人8mLO2,下列是有关最终状态的 泛存在于动植物体中。如图所示的转化关系中，不 描述： 能一步实现的是 N2①，NH |② NO2,③NO A.① B.② ①试管内气体呈红棕色②试管内气体呈无色 c.③ D.④ ③试管内液面不变④试管内液面上升⑤试管 3.氮气的用途很广泛，下列不属于氮气用途的是 内气体是O2 ⑥试管内气体是NO。其中正确 ( 的是 () A.合成氨制作氨肥 A.①③ B.②④⑤ B.充人灯泡作保护气 C.②④⑥ D.②③⑤ C.液氮可作制冷剂 7.发射卫星的运载火箭，其推进剂引燃后发生剧烈反 D,医疗上可作为危重病人的急救气 应，产生大量的高温气体从火箭尾部喷出。引燃后 4.下列环境污染和氮元素无关的是 产生的高温气体主要是CO2、HO、N2、NO,这些气 A.水体富营养化 B.光化学烟雾 体均无色，但在卫星发射现场却看到火箭喷出大量 C,温室效应 D.酸雨 红烟。产生红烟的原因是 () 5.自然界中的氮循环如图所示，下列说法不正确的是 A.高温下N2遇空气生成NO ( B.NO遇空气生成NO, ·135· C.CO2与NO反应生成CO与NO 则下列说法中不正确的是 () D.NO和HO反应生成H2和NO A.路线①②③是工业生产硝酸的主要途径 8.下列关于二氧化氮的说法正确的是 ( B.路线I、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径 A.NO2能与水反应生成硝酸，故NO2为酸性氧 C.上述所有反应都是氧化还原反应 化物 D.上述反应中只有③属于氮的固定 B.除去O2中混有的NO2,可将混合气体通人水中， 12.氮在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础 将NO2溶解 和关键。海洋中无机氨的循环过程如图所示。其 C.NO2与溴蒸气的鉴别可用NaOH溶液，溶于 中反应④的离子方程式为4NH+5O2 NaOH溶液得到无色溶液的是NO2,得到橙色 2NO万+6H++N2O+5H2O。下列说法正确的是 溶液的为溴蒸气 D.NO2是大气污染物之一 () 9.如图所示，当向试管内通入21mLO2时，最后试管 海洋表面 中的液面仍在原来的位置，则原试管中NO体积为 ( 2 0 、花作你硝化作用】 NH NO N.0 反硝化作用 A.①②均属于固氮反应 A.6 mL B.12 mL B.海洋中的反硝化作用一定有氧气参加 C.16 mL D.18 ml C.反应④中每生成1 mol H2O共转移2mol电子 10.氨氧化物会严重污染大气，所以实验室必须对含 D.向海洋中排放含NO方的废水可能影响海洋中 有氮氧化物的废气进行处理。用NaOH溶液可以 氨的循环 吸收废气中的氨氧化物，反应方程式如下： 13.近几年，中国汽车销量大幅增长，同时汽车尾气排 DNO+NO2+2NaOH-2NaNO2+H2O 放也是目前人类面临的环境问题之一、有一种汽 22NO:+2NaOH-NaNO2+NaNO,+H2O 车尾气处理装置，气体在催化剂表面吸附与解吸 (1)在反应①中，参加反应的氧化剂和还原剂的质 的过程如图所示，下列说法正确的是 () 量之比为 (2)在反应②中，氧化产物是 ,还原产物 N0、0, 是 一。（填化学式） NO. 催化剂 (3)在反应①②中，参加反应的NaOH均为 A.反应中N2为氧化剂，NO为还原产物 2mol时，两个反应转移电子数的关系是① B.汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2 ②（填“>”“<”或“=”）。 C.N○和O,2必须在催化剂表面才能反应 ·能力提升 D.催化转化总反应为2NO+O,十4C0催化剂 11.关于氨的变化关系如图： 4C02+N2 14.一定条件下，含氮元素的物质可发生如图所示的 循环转化。下列说法正确的是 () ·136· H ③图丙中“有红棕色气体产生”说明SO2和NO 反应的产物中有 ,说明NO2在该反应中 NH 显 性。 ④由图乙和图丙中的现象写出NO2和SO2反应 N,0 NO. 的化学方程式： NO. (2)某课外活动小组探究镁与NO2的反应。已知 A.循环转化中属于“固氨”过程的是“反应c”和 镁与CO,反应如下：2Mg+CO,点槛2MgO+C. “反应b” B.转化过程中发生非氧化还原反应的过程只有 ①该小组采用类比Mg与CO2反应的思路对Mg “反应1” 与NO2的反应进行预测，写出Mg与NO,反应的 C.若“反应h”是在NO2与HO的作用下实现的， 化学方程式： 则该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之 ②设计实验验证猜测（用于连接玻璃管的乳胶管 比为1：2 均内衬锡纸)。 D.工业上可以用氢氧化钠溶液消除NO, 15.NO、NO2、O2按照一定比例通入水中，能被完全吸 特种不 收，无剩余气体。若NO、NO2、O2的气体体积分 解钢板 别为x、y、,则x:y:x可能为 ( A.1:9:3 B.5:132 资料信息：2NO+2 NaOH-NaNO,+NaNO,+ C.1:2:5 D.3:6:2 H2O. 16.(1)某化学学习小组为探究NO2和SO2的反应， I.装置A中的试剂是 进行如下实验（如图所示）。 Ⅱ.干燥管和装置B的作用分别是 干燥的 S0,气体 抽出 有红棕色 玻璃片 玻瑞片 气体产生 Ⅲ.实验开始时正确的操作步骤顺序是 干燥的 (填序号)。 NO,气体 甲 丙 a.通入NO2 ①图甲两集气瓶中 (填“上”或“下”)瓶颜 b.打开弹簧夹 色深。 c点燃酒精灯 ②图乙中反应的现象是 d当硬质玻璃管充满红棕色气体后，关闭弹簧夹 ·137·(4)5S).+2MnO,+2H0-5S0+2Mn++4H+ 确：亚硫酸盐可被过氧化氢氧化为硫酸盐，离子方程式为： (5)F中的碱石灰吸收空气中可能进入的HO、C)2等，保 S月十H(O2—S)十HO.D项错误。 证实验测量值的准确性 12.D解析反应①中先变蓝后楼色显然是因为KIO),在反应 (60X10% 中先是生成上后转化为厂，体现了S具有还原性，反应 ②属于酸性氧化物和碱的反应，体现了SO,具有酸性氧化 课时作业（三） 物的性质，A项错误；根据元素守恒，当n(NaS0) (NaHSO方)=1：1时，n(SO2)：n(NaOH)=2:3,B项错 1.D解析大气中的硫元素不是全部转化成H2S),有一部分 误：反应⑤中锌化合价由0变为+2、硫化合价由十4变为十3 转化成了硫酸盐，D项错误 根据电子守恒可知，消耗的乙n和生成N2S2O,的物质的 2.B解析CO与NS溶液不反应：HCL、H2CO的酸性比 量之比为1：1，C项错误：反应②吸收了二氧化硫，反应④ HS强，能与NaeS溶液反应生成H2S,但无沉淀产生：S)为 放出了S),可以通过2个反应回收二氧化硫，D项正确。 有弱氧化性，与NaS发生氧化还原反应生成S,因此溶液变 13.C解析途径①是浓硝酸和非金属单质的反应，体现了浓 浑浊。故选B项。 硝酸的强氧化性，A项正确：途径②)、③的第二步反应为可 3.A解析HS中S为一2价，为最低价，不具有氧化性，只表 逆反应，通过增大O)的浓度来提高二氧化硫的转化率，降 现还原性，A项正确：单质S和NaSO)3中，S元素的化合价 低成本，B项正确：由途径①、②分别制取1 ol H2 SO,理 处于中间价态，既有氧化性又有还原性，B、C项错误：HSO 论上各消耗1molS,各转移6mol电子，而途径③转移 中S元素处于最高价，只表现氧化性，D项错误。 7mol电子，C项错误：途径①硫与浓硝酸反应生成硫氧化 4.D解析含硫燃料中加入生石灰(C),在燃烧过程中的“固 物和氮氧化物污染环境，原子利用率低，D项正确。 硫”反应为SO+Ca0CaS),、2CaS)+O2一 14.D解析由图可知，含硫物质A与氧气反应可以生成B或 2CaS01。 C,且B能与氧气反应生成C、C能与氧气反应生成D,则A 5.C解析①1公顷柳杉每月可以吸收160kgS)2,其物质的 为硫化氨、B为硫，C为二氧化硫、D为三氧化硫，由D可以 量为2500mol,错误：②S),2为酸性氧化物，可以用氢氧化钙 与水反应生成E、E可以转化为C可知，E为硫酸。由分析 悬浊液吸收，正确：③S)2中S元希显十4价，化合价既可以 可知，B为硫，D为三氧化硫，硫与氧化剂一定条件下反应 升高又可以降低，所以S)方既有还原性又有氧化性，错误： 只能转化为二氧化硫，不能转化为三氧化硫，A项错误：硫 ④大气中的SO主要源于煤的燃烧，可以判断煤中含硫矿物 中S元素的化合价应低于十4价，正确：⑤C),不与酸性高 化氢与二氧化硫反应生成硫和水，反应中二氧化硫中的硫 锰酸钾溶液反应，错误。故选C项。 元素化合价降低被还原，二氧化硫表现氧化性，B项错误： 6.B解标NaSO),中硫元素的化合价从十4升高到十6，被氧 工业上制备硫酸时，用98.3%的求硫酸吸收三氧化硫，不能 化，NSO作还原剂，A项正确；单质碘中碘元素的化合价 用水吸收三氧化硫，否则会因为形成酸雾导致吸收效率降 从0降低到一1，被还原，发生还原反应，B项错误：同一氧化 低，C项错误：硫化氢与一定浓度的硫酸反应时，可以生成 还原反应中，还原性：还原剂>还原产物，因此NS)的还 硫、二氧化硫和水，也可能生成二氧化硫和水，D项正确。 原性大于HI,C项正确：根据化学方程式可以看出硫元素的 15.D解析n(NaS0)=0.025L.×0.100mol·L1= 化合价从十4升高到十6，当生成1olNa2S0时，硫元素失 0.224L 去2mol电子，则理论上转移电子的数目为2N,D项正确。 0.o025mol.n(C4e）=22.1L-mo=0.01mol,设 7.B照A项，C0.C09C0.N0出NCO,能够- SO房被氧化后氧化产物中S元素的化合价为，根据得失 电子守恒得0.0025×2×(1一2)mol=2×0.01mol,解得 步实现：B项，硫单质不能一步转化为三氧化硫：C项， 1=十6，D项正确。 Fe HCFeCh Ch FeCh NoH.Fe(OH,能够一步实现D 16.解析A、B、C、D、E,X的焰色试验均呈黄色，则均含有纳元 项，Cu0,Cu0H,s0CuSO,Na0HCu(OHD,能g-步 素，甲，乙、丙为常见的单质，甲和乙反应生成X,甲和丙反 应生成A,可推知甲为的：甲、乙能与单质丙连续两次反应， 实现。 可能是甲、乙分别被连续氧化，B和水反应又生成单质丙， 8.A解桥若X为金属，X+2HS0,(浓)三XS0,+S0,++ 则丙为氧气，B为过氧化钠，A为氧化纳，C为氢氧化钠：B 2H0,则X为十2价：若X为非金属，X+2H,S0,(浓)△ 和X的摩尔质量相同，则X为硫化钠，乙为单质硫，F为二 氧化硫，G为三氧化硫：E的相对分子质量比D的相对分子 X02十2S)24十2H0.则X为十4价。 质量大16，则E为硫酸钠，D为亚硫酸钠，将上述物质代入 9.C解析SO,HSO虽然有还原性，但与浓HSO,之间不 各转化关系，待合题意。(1)X为硫化钠，化学式为NS:G 能发生氧化还原反应，因为十4价硫与十6价硫之间无中间 为三氧化硫，化学式为S)。(2)D为亚硫酸钠，丙为氧气， 价态，A项错误：氧化产物可能是S或S0,B项错误：S0 亚硫酸纳被氧气氧化为硫酸纳，化学方程式为2N2SO,十 SO:H-OH-SO NaOH, NaS),C项正确：S与(Oh的燃烧 O,一2NeS)4:C为氢氧化钠.G为三氧化硫，氢氧化钠 与三氧化硫反应生成硫酸钠和水，化学方程式为S) 反应只生成S(),,不能生成S),D项错误。 2NaOH一NaSO1十H2O。(3)B为过氧化钠，与水反应 10.解析(1)淡黄色的固体有S和Nae(O:,根据A的相关反应 可以判断A是S,从而得出B、E分别是HS、HSO 生成氢氧化钠和氧气，反应的离子方程式为2NO,十 (2)CD的化学方程式为2S0,+0,值化制2S0. 2HO一4Na+4OH+O↑；该反应消耗2 mol Nae O 时转移2mol电子，故消耗0.5 mol Na(时转移0.5mol △ (3)S)2与BCl不发生反应，若继续通入C1,C2与SO、 电子。 HO反应生成H,S),剥溶液中出现白色沉淀。 答3(1)NaSS)(2)2NaeS)a+Oz一2NaS), 路题)H,SHS0,(2)2S0,+0,催化剂2S0, SO:+2NaOH -Na2 SO:+H2O (3)2Na2O2 +2H2O =4Na+4OH+(0↑0.5 (3)①D③ 课时作业（四） 11.C解析HS为弱酸，离子方程式应为：HS+OH HS十HO,A项错误：元素不守位，正确的离子方程式为： I.D解折氯气化学性质不活泼，原因是N=N键能大，N2很 S)+Cl+2H2O—4H+2C+S},B项错误：SO为 稳定，A项错误；氮气与氧气在汽车内燃机中高温反应生成 与强城反应可生成硫酸盐和水，离子方程式正确，C项正 N),N)进一步被氧气氧化生成N(),,B项错误：氩的固定是 ·213· 将游离态的氨转化为化合态的氨的过程，C项错误：“雷雨发 向海洋中排放含O的废水，会增强)方的反硝化作 庄稼”所包含的化学变化有：放电时氨气被)氧化产生 用，可能影响海洋中氮的循环，D项正确。 NO,N()被O2氧化为NO2,NO与H)反应产生HNO, 13.D解析NO,O2,CO反应产生N2,在反应中N元素化合价 硝酸进一步转变为硝酸盐，即存在转化关系：N→NO→ 降低，得到电子被还原，所以O是氧化剂，N2为还原产 NOHN)2→硝酸盐，D项正确。 物，A项错误；汽车尾气中含有C)、N()和N、CO)2,其中的 2.D解析氯气与氢气反应生成氨气，氢气催化氧化生成一氧 主要污染成分包括C()、NO,而N则是空气成分，不是污染 化氮，一氧化氩与氧气反应生成二氧化氮，则①②③都能一 物，B项错误：NO和O在室温下相强会发生反应产生 步实现：氮气与氧气反应生成一氧化氮，不能一步得到二氧 ),而不一定是必须在催化剂表面才能反应，C项错误： 化氮。故选D项。 根据电子守恒，原子守恒，可知上迷述转化的总反应的化学方 3.D解析氮气与氢气合成氨能用于制作氮肥、氨气充入灯泡 程式为2N0+0十4C0值花剂4C0.十N,D项正确。 作保护气、液氨蒸发吸热用作制冷剂均属于氨气的用途：氩 14.D解析氟的固定指由游离态的氮转化为化合态，图中属 气不具有帮助呼吸的性质，医疗上不可作为危重病人的急 于氮的固定的是“反应c”和“反应k”,A项错误：没有元素 救气。 化合价变化的反应属于非氧化还原反应，则过程中非氧化 4.C解析水体富营养化是水体中N,P元素含量过高而引起 还原反应为a和1，B项错误；过程h发生反应为：3NO2+ 的污染，和氮元素有关，A项不符合题意：光化学烟雾是指汽 H)2HNOh十NO,该反应中氧化剂与还原剂的物质 车、工厂等排放的碳氢化合物和氮氧化物等一次污染物在阳 的量之比为1：2，氧化产物与还原产物的物质的量之比为 光、紫外线作用下发生光化学反应生成的二次污染物，和氨 2:1,C项错误；NO,能与NaOH发生反应：2NO+ 元素有关，B项不特合题意：引起温宝效应的气体主要有 2NaOH-NaNO为+NaNO十H2O,所以工业上可以用氢 C(),等，和氮元素无关，C项符合题意：酸雨主要是由S)2和 氧化钠溶液消徐NO2,D项正确。 氮氧化物引起的，和氨元素有关，D项不符合题意。 15.A解析NO,N)2、O按照一定比例通入水中，能被完全吸 5.C解析①是在放电条件下，氮气和氧气反应生成NO,A项 收，且无剩余气体，说明一氧化氮和二氧化氮在水中与氧气 正确：工业合成氨是将N:与H在一定条件下反应生成 恰好反应生成硝酸，由得失电子数目守恒可知，还原剂一氧 NH,属于人工固氨，B项正确：③中细菌还原硝酸根离子生 化氨和二氧化氨失去电子的总数等于氧化剂氧气得到电子 成无污染的氮气，所以③中氨元素被还原，而不是被氧化，C 的数目。当x:y::=1:9:3时，还原剂和氧化剂的得失 项错误：分析氨循环示意图可知，氧元素参与了急循环，D项 电子数目的关系为1×3十9×1=3×4，A项符合题意。 正确」 16.解析(1)①N),呈红棕色，SO,为无色，故下瓶颜色深 6.C解析根据4NO+3O,+2HO一4HN0)可得，剩余气 ②NO有强氧化性，能被SO,还原成NO,故现象为两气体 体应为无色的NO,体积为号ml,试管内液面上升，故选 混合后，颜色由红棕色变为无色。③O過空气被氧化成 NO,:2NO十()，一2NO,“有红棕色气体产生”说明S)为 C项 和N(),反应的产物中有NO,体现了N()的氧化性。④由 7,B解析NO在空气中能被氧气氧化为NO2,NO,是红棕色 上述分析可知，NO,和SO,反应的化学方程式为NO 气体，故选B项。 SO一NO+SO。(2)①由题意可知，Mg与NO,发生置 8.D解析NO),与HO反应除生成HNO外还生成NO,故 NO不是酸怪氧化物，A项错误：除去O中混有的八NO,将 换反应的化学方程式为4Mg十2NO,点槛4MgO十N。 混合气体道入水中，徐去NO,的同时又生成新的杂质NO, ②由资料信息：2NO,+2NaOH一NaNO+NaN)2+ 且NO能与2反应，B项错误：N()2、溴蒸气分别与Na()H HO可知，装置A中的试剂是NaOH溶液，作用是除去未 反应，均得到无色溶液，用NOH溶液无法区分NOb和溴蒸 反应的NO。千燥管是尾气处理装置，作用是吸收NO以 气，C项错误；NO,是大气污染物之一，D项正确。 避免污染环境。装置B的作用是利用排水法收集N。实 9.B图析据题意可推知反应后试管内气体为O,且其体积与 验开始时正确的操作步骤：b(打开弹簧夹)→（通入NO), 原N0体积相同。因发生反应4NO十3)十2HO 排尽反应装置中的空气)（当硬质玻璃管充满红棕色气 4HNO,,设原试管中N()为xl,则反应后试管中剩余()方 体后，关闭弹簧夹)→C(点燃酒精灯，确认充满N)后才开 也有xml,根据反应方程式有4：3=x:(21一x),解得x= 始加热) I2,故选B项 答率(1)①下②两气体混合后，颜色由红棕色变为无色 1O.解析(1)根据反应①可知，氧化剂(NO)和还原剂(O)的 ③NO氧化①NO),+SO2一NO+SO(2)①4Mg+ 物质的量之比是1：1，质量之比为23：15。(2)在反应② 2NO,点槛4MgO+N②1.NaOH溶液Ⅱ.吸收NO, 中只有氨元素的化合价发生变化，所以NO既是氧化剂也 避免污染环境收集N2Ⅲ.badc 是还原剂，氧化产物为NaN),还原产物为NaN)2。(3)反 应①中2 nol NaOH参加反应时，转移1mol电子，反应② 课时作业（五） 中2 mol NaOH参加反应时，转移1mol电子。 L,A解析所有水溶液中都会同时含有H中和OH, 答室(1)23：15(2)NaN)NaNO,(3)= B项错误：氨气与氯化氢气体相遇，发生反应生成氯化铵固 1山.D解析工业生产硝酸的反应原理为氨气催化氧化生成一 体小颗粒，产生白烟，C项错误；NH+H一NH中，无 氧化氨，一氧化氨与氧气反应生成二氧化氨，二氧化氨与水 电子转移，不是氧化还原反应，D项错误。 反应生成硝酸，A项正确：氮的固定是指游离态氩转化为化 2.C解析检验氨气常选用的试剂或仪器是湿润的酚酞试纸 合态氮的过程，雷电条件下氨气与氧气反应生成一氧化氨， (变红)、湿润的红色石蕊试纸（变蓝）、蔬有浓盐酸的玻璃棒 再经过路线Ⅱ、Ⅲ生成硝酸，B项正确：上述所有反应都有 (有白烟产生)：而浓硫酸难挥发，与NH反应无明显现象，C 元素化合价的变化，都属于氧化还原反应，C项正确：③是 项符合题意。 氨的化合物之间的转化，不属于氨的围定，D项错误。 3.B解析氨气易液化，液氢汽化时要吸收大量的热，常用作 12.D解粉氨的固定是指游离态的氨转变成氮的化合物，故 制冷剂，A项错误：氯气与氧气加热催化可生成N)和HO, ②是氮的固定，①不是，A项错误：由图可知，海洋中的反硝 B项正确：氨水中含有的分子有复气、水和一水合氯，共3 化作用是在缺氧条件下，微生物将NO方及N()万还原为N 种，C项错误：铵盐是易溶于水的无色品体，受热易发生分解 或气态氯化物的过程，不一定有O参加，B项错误：反应④ 反应，所以不能风吹雨打日晒，不能露天贮存，D项错误。 为4NH+5O-2NO方+6H+N(0+5H(O,生成 4.B解析©为氨气，氨气与氧气在催化剂的作用下生成 1molH2O时消耗1molO上，则转移4mol电子，C项错误； b(N),A项正确：a为氮气，常温下性质稳定，可作保护气， 214·