5.2.1 氮气及氮氧化物 同步练习 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019） 必修第二册

氮气及氮氧化物 1NO2是典型的氮氧化物。下列关于NO2的叙述正确的是(　　)。 A.是有毒气体 B.其中氮元素的化合价为+5价 C.N2与O2可化合生成NO2 D.属于酸性氧化物 2下列反应不属于氮的固定反应的是(　　)。 A.N2+3MgMg3N2 B.N2+3H22NH3 C.2NO+O22NO2 D.N2+O22NO 3下列关于氮及其化合物的说法中,不正确的是(　　)。 A.氮的固定过程中一定发生了氧化还原反应 B.氮氧化物大量排放到空气中会造成酸雨 C.NO和N2都可稳定存在于空气中 D.N2既可作氧化剂又可作还原剂 4下列有关反应3NO2+H2O2HNO3+NO的说法正确的是(　　)。 A.氧化剂与还原剂的质量之比为1∶2 B.氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2 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,则有3 mol 电子发生转移 5发射“神舟”号飞船运输火箭,其推进剂引燃后发生剧烈反应,大量高温无色气体(CO2、H2O、N2、NO)从火箭尾部喷出。但在发射现场看到火箭尾部喷出大量红棕色的气体,产生红棕色的气体的原因是(　　)。 A.NO遇空气生成NO2 B.高温下N2遇空气生成NO2 C.CO2与N2反应生成CO和NO2 D.NO和H2O反应生成H2和NO2 6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 7实验装置如图所示,试管中盛装的是红棕色气体,当倒扣在盛有水的水槽中时,试管内水面上升,但不能充满试管,当向试管内鼓入氧气后,可以观察到试管中水柱继续上升,经过多次重复后,试管内完全被水充满,对原试管中盛装气体的说法正确的是(　　)。 ①可能是N2 与NO2 的混合气体　②可能是NO2 气体　③可能是NO 与NO2 的混合气体 ④只可能是NO2 一种气体 A.①② B.②③ C.③④ D.①④ 8某氮氧化物和CO在催化剂的作用下充分反应,生成N2和CO2,可消除CO与该氮氧化物的污染,若测得N2和CO2的物质的量之比为1∶2,则该氮氧化物是(　　)。 A.N2O B.NO C.NO2 D.N2O5 9某兴趣小组设计了用铁粉将NO还原为N2(同时生成FeO)的实验,下列说法不正确的是(　　)。 已知:①Cu与稀硝酸反应可生成NO,浓硝酸可氧化NO;②NaOH溶液能吸收NO2,不能吸收NO。 A.装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d B.装置E中发生反应的化学方程式为2NO+2Fe2FeO+N2 C.装置D的作用是吸收挥发出来的硝酸和产生的NO2 D.装置B的作用是干燥,防止水蒸气进入E中干扰反应 10在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO,然后吸入5 mL水。若使注射器活塞最终停在10 mL的位置,则注射器需要再吸入的O2的体积可能是(整个过程水的体积及实验条件不变)(　　)。 A.7.5 mL B.11.25 mL C.22.5 mL D.25 mL 【提升练】 11在一定条件下,将12 mL NO2和O2的混合气体通入足量水中,充分反应后剩余2 mL气体(同温同压下),则原混合气体中氧气的体积可能为(　　)。 ①1.2 mL　②2.4 mL　③3 mL　④4 mL A.①② B.②③ C.③④ D.①④ 12利用硝酸工业的尾气(含NO、NO2 )获得Ca(NO2)2的部分工艺流程如下: 已知:HNO2是一种弱酸,不稳定,易分解生成HNO3和NO。 下列说法不正确的是(　　)。 A.吸收硝酸工业尾气的石灰乳不能用澄清石灰水替换 B.为使尾气中NO2 被充分吸收,尾气与石灰乳采用气液逆流接触吸收 C.若尾气中,n(NO2)∶n(NO)<1∶1,Ca(NO2)2产品中Ca(NO3)2含量升高 D.Ca(NO2)2 在酸性溶液中分解的离子方程式为3N+2H+N+2NO↑+H2O 【创新练】 13(改编题)某学习小组设计实验探究NO与铜粉的反应并检验NO,实验装置如图所示(夹持装置略)。实验开始前,向装置中通入一段时间的N2,排尽装置内的空气。 已知:①Cu与稀硝酸反应可生成NO;②在溶液中存在反应FeSO4+NO[Fe(NO)]SO4(棕色),该反应可用于检验NO。下列说法错误的是(　　)。 A.装置Ⅰ中发生反应的离子方程式为3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O B.装置Ⅳ中红色粉末变黑,NO发生氧化反应 C.装置Ⅴ中盛放的是FeSO4溶液 D.装置Ⅵ收集的气体主要为N2 参考答案 1.A　【解析】NO2中O元素的化合价为-2价,根据化合物中各元素正、负化合价代数和为0可知,氮元素的化合价为+4价,B项错误;N2与O2可化合生成NO,不能一步生成NO2,C项错误;NO2和水反应生成硝酸和NO,NO2不属于酸性氧化物,D项错误。 2.C　【解析】大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程称作氮的固定,C项符合题意。 3.C　【解析】氮的固定是将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程,该过程中一定发生了氧化还原反应,A项正确;氮氧化物大量排放到空气中会形成硝酸型酸雨,B项正确;NO不稳定,易与空气中的O2反应生成NO2,C项错误;N2中N元素的化合价为0价,处于N元素的中间价态,既能得电子又能失电子,故N2既可以作氧化剂又可以作还原剂,D项正确。 4.A　5.A 6.C　【解析】反应①③④中N元素的化合价都升高,但反应①N2→NO2不能一步完成,而反应③NO2→HNO3,不加氧化剂也能实现,如3NO2+H2O2HNO3+NO,在该反应中,NO2既是氧化剂又是还原剂;只有反应④N2→NO必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成。 7.B　【解析】试管中盛装的是红棕色气体,一定含有NO2,当向试管内鼓入氧气后,试管内完全被水充满,则一定不含N2,混合气体可能发生以下反应4NO2+O2+2H2O4HNO3、4NO+3O2+2H2O4HNO3。当气体恰好完全反应时,试管内完全被水充满,据此分析选项。①N2不溶于水,在溶液中不能与氧气反应,若原试管中盛装了N2,则试管不可能完全被水充满,错误;②如果全部是NO2一种气体,通入氧气,能发生反应4NO2+O2+2H2O4HNO3,当气体恰好完全反应时,试管内完全被水充满,正确;③如果是NO与NO2的混合气体,通入氧气,可能发生反应4NO2+O2+2H2O4HNO3、4NO+3O2+2H2O4HNO3。当气体恰好完全反应时,试管内完全被水充满,气体可能是NO与NO2的混合气体,正确;④由②和③的分析可知,可能是NO2 气体,也可能是NO 与NO2 的混合气体,错误。 8.B　【解析】设氮氧化物的化学式为NOx,由题意得2NOx+2xCON2+2xCO2。若N2、CO2的物质的量之比为1∶2,根据氧原子守恒得x=1,则NOx为NO。 9.D　【解析】根据实验原理可知,首先应制备纯净、干燥的NO。Cu与稀硝酸反应生成NO,由于硝酸具有挥发性,所以制得的NO中会混有硝酸蒸气和产生的NO2,故先通过装置D除去挥发出的HNO3和NO2,然后通过装置F干燥,得到纯净、干燥的NO,然后进入装置E中与铁粉反应,最后处理剩余的NO,由于NaOH溶液不与NO反应,而浓硝酸可氧化NO生成NO2,所以先通过装置B氧化NO,再通过装置C吸收,故上述装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d,A项正确;装置E中NO被灼热的铁粉还原为N2,同时生成FeO,反应的化学方程式为2NO+2Fe2FeO+N2,B项正确;装置D中盛放的是水,其作用是除去挥发出的HNO3和产生的NO2,C项正确;装置B中盛放的是浓硝酸,可以将NO氧化为NO2,便于NaOH溶液充分吸收,D项错误。 10.B　【解析】根据题意,注射器活塞最终停在10 mL的位置,则剩余气体的体积为10 mL-5 mL=5 mL,分两种情况讨论: 若剩余气体为NO,则 4NO　　+　　3O2+2H2O4HNO3 4 　3 20 mL-5 mL V1(O2) =,解得V1(O2)=11.25 mL; 若剩余气体为O2,则 4NO　　+　　3O2+2H2O4HNO3 4 　3 20 mL　　　V2(O2)-5 mL =,解得V2(O2)=20 mL; 综上所述,B项正确。 11.D　【解析】由反应4NO2+O2+2H2O4HNO3可知,若剩余的气体是O2,则V(NO2)=×(12 mL-2 mL)=8 mL,V(O2)=12 mL-8 mL=4 mL。若剩余的气体是NO(2 mL),则有6 mL NO2过量,则V(O2)=×(12 mL-6 mL)=1.2 mL。 12.C　【解析】石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)发生氧化还原反应生成Ca(NO2)2,过滤得到含有氢氧化钙的滤渣和含有Ca(NO2)2的滤液,滤液经多步处理制得无水Ca(NO2)2,据此分析选项。吸收硝酸工业尾气的石灰乳不能用澄清石灰水替换,因为澄清石灰水中的溶质太少,吸收尾气的效果不好,A项正确;尾气与石灰乳采用气液逆流接触吸收,可以增大反应物的接触面积,有利于尾气中的NO和NO2被充分吸收,B项正确;若尾气中,n(NO2)∶n(NO)<1∶1,说明一氧化氮比二氧化氮多,发生反应NO+NO2+Ca(OH)2Ca(NO2)2+H2O,多余的NO无法被Ca(OH)2吸收;当n(NO2)∶n(NO)>1∶1,二氧化氮过量,NO2可被Ca(OH)2吸收,还会发生反应4NO2+2Ca(OH)2Ca(NO3)2+Ca(NO2)2+2H2O,导致Ca(NO2)2 产品中Ca(NO3)2的含量升高,C项错误;已知HNO2易分解生成HNO3和NO,因此Ca(NO2)2在酸性溶液中分解,发生歧化反应,其离子方程式为3N+2H+N+2NO↑+H2O,D项正确。 13.B　【解析】稀硝酸与铜反应生成的NO易被O2氧化,因此实验前需要通入N2,排尽装置中的空气,硝酸具有挥发性,生成的NO中会混有少量的硝酸蒸气,可以通过装置Ⅱ中的水吸收硝酸蒸气,再探究干燥的NO在加热时与铜的反应,未反应的NO可以利用FeSO4溶液检验,据此分析选项。装置Ⅰ中稀硝酸与铜反应生成NO,反应的离子方程式为3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O,A项正确;装置Ⅳ中NO与铜单质在加热条件下发生反应生成氧化铜,红色粉末变黑,该反应中NO转化为氮气,作氧化剂,发生还原反应,B项错误;装置Ⅴ中盛放的是FeSO4溶液,用于检验未反应的NO,C项正确;装置Ⅵ收集的气体主要为装置Ⅳ中生成的N2,D项正确。 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $$