第5章 第2节 第1课时 氮和氮的氧化物-【金版教程】2024-2025学年高中化学必修第二册作业与测评课件PPT（人教版2019）

0 第五章　化工生产中的重要非金属元素 第二节　氮及其化合物 第1课时　氮和氮的氧化物 能力作业 02 目录 CONTENTS 基础作业 01 基础作业 (建议用时：10分钟) 考点一　氮气与氮的固定 1．关于氮气的性质的说法中，错误的是(　　) A．氮在自然界中既以游离态存在又以化合态存在 B．通常情况下，氮气性质很不活泼 C．可在氧气中燃烧生成一氧化氮 D．大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环 1 2 3 4 5 6 7 8 基础作业 4 2．氮气能大量存在于空气中的根本原因是(　　) A．氮气性质稳定，即使在高温下也不与其他物质发生反应 B．氮气比空气轻且不溶于水 C．氮气分子中两个氮原子结合很牢固，分子结构稳定 D．氮气既无氧化性，也无还原性，不与其他物质反应 1 2 3 4 5 6 7 8 基础作业 5 3．下列属于氮的固定的是(　　) A．雷雨闪电时空气中的N2和O2化合生成NO B．NH4Cl和Ca(OH)2反应生成NH3 C．豆科作物把含氮化合物转变为蛋白质 D．将氨转化为硝酸，再转化为其他含氮化合物 1 2 3 4 5 6 7 8 基础作业 6 1 2 3 4 5 6 7 8 基础作业 7 考点二　一氧化氮和二氧化氮 5．下列关于氮的氧化物的叙述正确的是(　　) A．氮的氧化物只有NO、NO2 B．NO2为红棕色气体，因此将NO2通入水中，溶液显红棕色 C．氮的氧化物均有毒 D．氮的氧化物在空气中均能稳定存在 1 2 3 4 5 6 7 8 基础作业 8 6．下列关于NO和NO2的叙述正确的是(　　) A．NO属于酸性氧化物 B．常温常压下，NO不能与空气中的氧气直接化合 C．含等质量的氧元素的NO和CO的物质的量相等 D．NO2可用排水法收集 解析：NO不与碱反应生成盐和水。常温常压下，NO易与空气中的氧气直接化合生成NO2。NO2能与水反应，故不能用排水法收集。 1 2 3 4 5 6 7 8 基础作业 9 7．实验室可用NaOH溶液吸收NO、NO2的混合气体，发生反应NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，下列说法错误的是(　　) A．NaNO2中N的化合价为＋3价 B．NO是还原剂 C．氧化反应的产物是NaNO2 D．生成2 mol NaNO2时转移2 mol电子 1 2 3 4 5 6 7 8 基础作业 10 8．发射卫星的运载火箭，其推进剂引燃后发生剧烈反应，产生大量的高温气体从火箭尾部喷出。引燃后产生的高温气体主要是CO2、H2O、N2、NO，这些气体均无色，但在卫星发射现场却看到火箭喷出大量红烟。产生红烟的原因是(　　) A．高温下N2遇空气生成NO2 B．NO遇空气生成NO2 C．CO2与NO反应生成CO与NO2 D．NO和H2O反应生成H2和NO2 1 2 3 4 5 6 7 8 基础作业 11 能力作业 (建议用时：40分钟) 题号 1 2 3 4 5 6 7 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 对点 N2的性质 人工固氮 海洋中无机氮的循环 NO、NO2的性质 N2、NO2等气体的性质 汽车尾气的催化转化 除去NO中少量NO2的方法 题号 8 9 10 11 12 13 难度 ★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★★ 对点 合理假设与科学探究 NOx的性质 NO2、NO与水的反应及相关计算 N2、NOx、CO2的性质 NO、O2与H2O的反应及相关计算 NO、NO2与石灰乳的反应等 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 13 一、选择题 1．下列关于N2的叙述中正确的是(　　) A．N2是一种无色且易溶于水的气体 B．在雷雨天，空气中的N2和O2可直接反应生成NO2 C．在N2与Mg反应生成Mg3N2的过程中，N2作还原剂 D．一定条件下，N2与H2合成NH3属于氮的固定 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 14 2．下列过程中属于人工固氮的是(　　) A．闪电时，氮气转化为NO B．氨氧化法制硝酸 C．用NH3和CO2合成尿素 D．工业合成氨 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 17 4．下列关于氮的氧化物的叙述中正确的是(　　) A．NO2能与水反应生成硝酸，故NO2属于酸性氧化物 B．收集NO不能用排空气法，收集NO2不能用排水法 C．CO、NO都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在 D．NO是一种红棕色气体 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 18 误区警示　 (1)二氧化氮是红棕色、有刺激性气味的有毒气体，溶于水生成HNO3和NO。 (2)NO与碱、酸都不能反应生成盐和水，属于不成盐氧化物；NO2与碱溶液发生氧化还原反应生成两种盐，不属于酸性氧化物。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 19 5．某集气瓶中的气体呈红棕色，加入足量水，盖上玻璃片，振荡，得到橙色溶液，气体颜色消失，再移走玻璃片后，瓶中气体又变为红棕色，该气体可能是下列混合气体中的(　　) A．N2、NO2、Br2 B．NO2、NO、N2 C．NO2、O2、NO D．N2、O2、Br2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 20 6．汽车尾气中的NOx、CO、碳氢化合物通过排气系统的净化装置(催化剂主要由Rh、Pd、Pt等物质和稀土材料组成)进行转化，其转化过程如图所示。下列分析不正确的是(　　) A．该净化装置可将有毒的氮氧化物转化为 无毒的氮气 B．该过程中CO是还原剂 C．该过程中NOx发生了还原反应 D．该过程中，碳氢化合物没有发生反应 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 21 7．某NO中混有少量的NO2，下列除杂方法可行的是(　　) A．通过盛有浓硫酸的洗气瓶 B．通过盛有无水氯化钙的干燥管 C．先通过盛有浓硫酸的洗气瓶，然后再通过盛有蒸馏水的洗气瓶 D．先通过盛有蒸馏水的洗气瓶，然后再通过盛有浓硫酸的洗气瓶 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 22 8．科学的假设与猜想是科学探究的先导和价值所在。在下列假设或猜想引导下的探究肯定没有意义的是(　　) A．探究SO2和Na2O2反应可能有Na2SO4生成 B．探究NO和N2O可能化合生成NO2 C．探究NO2可能被NaOH溶液完全吸收生成NaNO2和NaNO3 D．探究向滴有酚酞溶液的NaOH溶液中通入Cl2，酚酞红色褪去的原因是溶液的酸碱性改变还是HClO的漂白作用 解析：NO和N2O反应不可能生成NO2，若反应能发生，氮元素的化合价均升高，没有元素化合价的降低，违背氧化还原反应规律。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 23 9．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 解析：少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，逸出的气体为NO、CO2，二者物质的量之比为1∶2，同时还有少量水蒸气逸出，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，CO2、水蒸气与过氧化钠反应生成的O2使V(NO)∶V(O2)<1，所以最后收集到的气体是NO2和O2。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 24 10．将装有50 mL NO2、NO混合气体的量筒倒立在水槽中，反应后气体体积缩小为30 mL，则原混合气体中NO2和NO的体积比是(　　) A．5∶3 B．3∶5 C．3∶2 D．2∶3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 25 11．无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、N2中的几种，将一定量的气体甲经过图中实验的处理，最后得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则气体甲的组成为(　　) A．NO2、N2 B．NO、CO2 C．NO2、CO2 D．NO、CO2、N2 解析：混合气体甲无色，则气体中不含NO2，气体甲通过Na2O2后显红棕色，说明原混合气体甲中含有NO和CO2，最后通入水中，溶液呈酸性，且几乎无气体剩余，说明气体甲中不含N2。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 26 二、非选择题 12．如图所示，室温下向盛有3．0 mL NO的试管中缓缓通入1．5 mL O2(所有气体的体积均在标准状况下测定)。 试回答下列问题： (1)写出观察到的现象(可不写满，也可补充)： ①_______________________________________________________________， ②_______________________________________________________________， ③_______________________________________________________________。 通入O2，试管内气体由无色变为红棕色 试管内液面上升 试管内剩余无色气体 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 27 (2)上述过程中发生反应的化学方程式有_________ ______________________________________________。 (3)最终试管中剩余的气体是______，体积为_________。 2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO NO 1．0 mL 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 28 13．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)。 使尾气中的NO、NO2被充分吸收 Ca(OH)2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 29 (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____________________________________。 排放气体中NO含量升高 产品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 31 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力作业 32 　　　　　　　　　　　　　 R 4．下列反应属于固氮反应的是(　　) A．8NH3＋6NO2eq \o(=====,\s\up16(催化剂),\s\do14(△))7N2＋12H2O B．O2＋2NO===2NO2 C．NH3＋HCl===NH4Cl D．N2＋3H2eq \o(,\s\up16(高温、高压),\s\do14(催化剂))2NH3 误区警示　 (1)由游离态的氮(N2)转化为化合态的氮(含氮化合物)的过程属于氮的固定。 (2)氮的固定包括自然固氮(雷电固氮：N2＋O2eq \o(=====,\s\up16(雷电))2NO，植物的根瘤菌固氮)和人工固氮(工业合成氨：N2＋3H2eq \o(,\s\up16(高温、高压),\s\do14(催化剂))2NH3)。 3．氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用下图表示。下列关于海洋氮循环的说法正确的是(　　) A．海洋中的氮循环起始于氮的氧化 B．海洋中的氮循环属于固氮作用的是③ C．海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与 D．向海洋排放含NOeq \o\al(－,3)的废水，会影响海洋中NHeq \o\al(＋,4)的含量 解析：由题图可知，海洋中的氮循环起始于N2→NHeq \o\al(＋,4)，为氮的还原，A错误；②属于氮的固定，B错误；反硝化作用中N元素化合价降低被还原，需加还原剂，C错误。 解析：解答此题可根据化学方程式，运用差量法进行计算。设混合气体中NO2的体积为x， 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　 ΔV 3 mL 1 mL 3 mL－1 mL＝2 mL x 50 mL－30 mL＝20 mL eq \f(3 mL,x)＝eq \f(2 mL,20 mL)，x＝30 mL，则原混合气体中NO的体积为50 mL－30 mL＝20 mL，所以V(NO2)∶V(NO)＝30 mL∶20 mL＝3∶2。 解析：(3)设1．5 mL O2全部参加反应，由总反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3知：V反应(NO)＝V(O2)×eq \f(4,3)＝1．5 mL×eq \f(4,3)＝2．0 mL，而NO的总体积是3．0 mL，故剩余NO气体的体积是1．0 mL。 NO＋NO2eq \o(=======,\s\up16(一定条件))N2O3 3NOeq \o\al(－,2)＋2H＋===NOeq \o\al(－,3)＋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和＋4之间，为＋3价，据此写出反应方程式：NO＋NO2eq \o(=====,\s\up16(一定条件))N2O3。 (2)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。 (4)依据得失电子守恒，NOeq \o\al(－,2)生成NO时氮元素化合价降低，则反应中NOeq \o\al(－,2)中氮元素的化合价也有升高，可能生成NOeq \o\al(－,3)或NO2，但在水溶液中NO2会与水反应生成NOeq \o\al(－,3)，所以最终产物为NOeq \o\al(－,3)，据此写出离子方程式：3NOeq \o\al(－,2)＋2H＋===NOeq \o\al(－,3)＋2NO↑＋H2O。 $$