专题7 第1单元 氮的固定 素养提升练-【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（苏教版2019）

0 专题7　氮与社会 可持续发展 第一单元　氮的固定 素养提升练 (建议用时：40分钟) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 3．下列物质的转化必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成的是(　　) ①N2→NO2　②NO2→NO　③NO2→HNO3　④N2→NO　⑤N2→NH3 A．① B．②⑤ C．④ D．③④ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 4 4．某无色混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的一种或几种。现将此混合气体通过品红溶液后，品红溶液褪色，向剩余气体中通入空气，很快变为红棕色。下列对原混合气体成分的判断正确的是(　　) A．肯定只有SO2 B．肯定没有Cl2、O2和NO2 C．可能有Cl2和O2 D．肯定只有NO 解析　原混合气体为无色气体，故一定不含Cl2和NO2，也不可能同时存在O2和NO。混合气体通过品红溶液后，品红溶液褪色，故原混合气体中一定含有SO2；向剩余气体中通入空气，很快变为红棕色，所以原混合气体中一定含有NO，则一定不含O2。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 5 5．某氮的氧化物和一氧化碳在催化剂的作用下充分反应，生成氮气和二氧化碳。若测得氮气和二氧化碳的物质的量之比为1∶2，则该氮的氧化物是(　　) A．N2O B．NO C．NO2 D．N2O5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 6 6．常温常压下，注射器甲中装有NO2气体，注射器乙中装有相同体积的空气，注射器与U形管连通，固定活塞。如图所示，打开两个止水夹，足够时间后，将会看到U形管中液面(　　) A．a端上升，b端下降 B．a端下降，b端上升 C．U形管中液面无变化 D．无法判断 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 9 类题通法　NO、NO2和O2三种混合气体同时通入水中的有关计算 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 11 9．一定条件下，将4．48 L NO2和NO组成的混合气体通入100 mL水中，气体体积缩小为2．24 L(气体体积已折算成标准状况下的体积)。假设液体的体积不变，则下列说法不正确的是(　　) A．所得溶液中溶质的物质的量浓度为1．0 mol·L－1 B．剩余气体中氮元素与氧元素的质量比为7∶8 C．原混合气体中NO2和NO的体积比为1∶1 D．反应过程中转移的电子总数约为0．1×6．02×1023 解析　NO2与H2O反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，已知气体体积缩小2．24 L，则原混合气体中含有3．36 L NO2和1．12 L NO，二者的体积之比为3∶1，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 12 10．现有等体积混合而成的4组气体：①NO、NO2　②HCl、N2　③NO2、O2　④Cl2、SO2，将其分别通入容积相同的试管中并立即倒立在足量水中，试管内水面上升的高度关系为(　　) A．④>②>③>① B．④>③>②>① C．②>③>①>④ D．③>②>①>④ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 11．相同条件下，把x mL CO2通过足量的Na2O2后再与y mL NO 混合。x与y之和为30。若充分反应后气体的体积缩小为15 mL，则x∶y为(　　) ①1∶1　②2∶1　③5∶4　④7∶5 A．仅① B．仅② C．仅③ D．①②③④ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 16 二、非选择题 12．为了有效实现NO和NO2的相互转化，设计如下实验：按图组装好实验装置，并检查装置气密性，实验前用排水法收集半瓶NO气体。 (1)打开止水夹，推动针筒活塞，使O2进入烧瓶。关闭止水夹，首先观察到烧瓶中的现象：_____________________________，产生 此现象的化学反应方程式为__________________。 (2)轻轻摇动烧瓶，观察到烧瓶中的现象为 ①_____________________________； ②________________________________________。 产生此现象的化学反应方程式为___________________________。 烧瓶中气体由无色变为红棕色 2NO＋O2===2NO2 烧瓶中红棕色气体又变为无色 烧杯中水倒吸到烧瓶中(或烧瓶中液面上升) 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 17 13．如图所示，在B水槽中装有500 mL水，容积为a mL的试管A充满了NO2和NO的混合气体，将试管A倒插入B水槽的水中。充分反应后，试管A中余下气体的体积为0．5a mL(气体体积已折算成标准状况下的体积)。 (1)将A倒插入B槽中发生反应的化学方程式为____________　___________________，该反应中氧化剂与还原剂的质量比为 ________，原混合气体中NO2和NO的物质的量之比为________。 3NO2＋H2O ===2HNO3＋NO 1∶2 3∶1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 18 (2)通过导气管C向余下0．5a mL气体的试管A中持续通入氧气，A中可能观察到的现象是_____________________________________________ ______________________________________________________。 (3)当试管A中充满气体时停止通入氧气，然后将试管取出 水槽，水槽B中溶液的物质的量浓度为________mol·L－1(设溶液 的体积仍为500 mL)。 无色气体变为红棕色，试管中液面不断上升至全充 满。继续通入氧气后，试管中液面下降，最后充满无色气体 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 19 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 21 　　　　　　　　　　　　　 R 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．下列关于N2的说法错误的是(　　) A．通常情况下，N2的性质很稳定，所以N2可在电焊时作保护气 B．反应N2＋O2eq \o(=====,\s\up17(高温))2NO是汽车尾气造成污染的主要原因之一 C．N2的质量约占空气总质量的eq \f(4,5) D．在反应3Mg＋N2eq \o(=====,\s\up17(点燃))Mg3N2中，N2作氧化剂 解析　N2在空气中的体积含量约为eq \f(4,5)，C错误。 2．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如图表示。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①② C．海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与 D．向海洋中排放含NOeq \o\al(－,3)的废水，会影响海洋中NHeq \o\al(＋,4)的含量 解析　海洋中的氮循环起始于N2→NHeq \o\al(＋,4)，即起始于氮的还原，A错误；海洋中的氮循环属于固氮作用的是②，B错误；反硝化作用中N元素化合价降低，被还原，而O2是常见的氧化剂，不需要有O2参与，C错误。 解析　设氮的氧化物化学式为NxOy，由aNxOy＋2COeq \o(=====,\s\up17(催化剂))N2＋2CO2，得ax＝2，ay＝2，故x∶y＝1∶1，即氮的氧化物为NO，B符合题意。 7．将充有m mL NO2和n mL NO气体的试管倒立于盛水的水槽中，然后通入n mL O2。m>n，则充分反应后，试管中气体在同温同压下的体积为(　　) A．eq \f(m－n,3) mL B．eq \f(n－m,3) mL C．eq \f(4m－n,3) mL D．eq \f(3,m－n) mL 解析　根据反应可知，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 3 1 m mL eq \f(m,3) mL 所以反应后NO气体共(n＋eq \f(m,3)) mL。 设恰好完全反应时消耗的氧气的体积为x mL， 由4NO　　＋　　3O2＋2H2O===4HNO3 4 3 (n＋eq \f(m,3)) mL x mL 解得x＝eq \f(3n＋m,4)，由n<m可知，x>n，显然氧气不足，故完全反应后剩余的气体为NO，NO的体积为(n＋eq \f(m,3)) mL－eq \f(4,3)n mL＝eq \f(m－n,3) mL。 8．氮及其化合物的转化具有重要应用，下列说法正确的是(　　) A．栽种豆科植物作“绿肥”属于人工固氮 B．NO在调节心脑血管、神经和免疫系统等方面有着十分重要的生物学作用和医学前景 C．自然界“氮循环”中不存在“NOeq \o\al(－,3)→蛋白质”的转化 D．雷雨天气，空气中的N2与O2反应生成NO2 解析　①二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，一氧化氮和水不反应，根据化学方程式知，气体减少的体积是二氧化氮体积的eq \f(2,3)，二氧化氮体积占混合气体体积的eq \f(1,2)，所以试管内气体减少的体积为试管容积的eq \f(1,3)，故水面上升的高度为试管高度的eq \f(1,3)；②氯化氢极易溶于水，氮气不溶于水，且和水 不反应，所以混合气体减少的体积为试管容积的eq \f(1,2)，故水面上升的高度为试管高度的eq \f(1,2)；③二氧化氮和氧气、水反应生成硝酸：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，根据化学方程式知，氧气剩余，参加反应的氧气的体积为氧气总体积的eq \f(1,4)，二氧化氮全部参加反应，所以混合气体减少的体积为试管容积的eq \f(5,8)，故水面上升的高度为试管高度的eq \f(5,8)；④氯气和二氧化硫、水发生氧化还原反应生成氯化氢和硫酸：Cl2＋SO2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，且这两种物质极易溶于水，根据化学方程式知，Cl2、SO2完全反应，没有气体剩余，所以水充满整支试管，因此试管内水面上升的高度关系为④>③>②>①。 解析　根据题中信息可写出化学方程式：2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2　①，2NO＋O2===2NO2　②。由①＋②得2CO2＋2NO＋2Na2O2===2Na2CO3＋2NO2　③。若V(CO2)＝V(NO)，相当于反应恰好按③式进行，即反应后V(总)＝eq \f(1,2)[V(CO2)＋V(NO)]。若V(CO2)>V(NO)，相当于反应按③式进行后，剩余CO2按①式进行，即反应后V(总)＝eq \f(1,2)[V(CO2)＋V(NO)]。若V(CO2)<V(NO)，相当于反应按③式进行后，剩余NO不再变化，即反应后V(总)>eq \f(1,2)[V(CO2)＋V(NO)]。综上所述，当x≥y时，充分反应后气体的体积缩小为原来的eq \f(1,2)。 eq \f(a,11200) 解析　(1)充满NO2和NO混合气体的试管A倒立水中，充分反应后，试管A中余下气体的体积为0．5a mL，则： 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　ΔV减 3 2 V(NO2) a－0．5a 故V(NO2)＝eq \f(（a－0.5a） mL×3,2)＝0．75a mL，则V(NO)＝a mL－0．75a mL＝0．25a mL，故n(NO2)∶n(NO)＝V(NO2)∶V(NO)＝0．75a mL∶0．25a mL＝3∶1。 (3)根据氮原子守恒可以知道，水槽中生成硝酸的物质的量为n(HNO3)＝n(NO2)＋n(NO)＝eq \f(a,22.4)×10－3 mol，故硝酸的浓度为c(HNO3)＝eq \f(\f(a,22.4)×10－3 mol,0.5 L)＝eq \f(a,11200) mol·L－1。 $$