5.2.1 氮气和氮的固定 分层练习-2024-2025学年下学期高一化学同步分层练习(人教版2019必修第二册)

第5章 化工生产中的重要非金属元素 第二节 氮及其化合物 第一课时 氮气和氮的固定 1．[2023春·高一·云南保山·期末校考]氮气进入超导试验、器官移植、冷冻麻醉手术等领域，主要是利用了氮气的什么性质( ) A.沸点特别低 B.高温下能与金属反应 C.溶解度很小 D.密度与空气接近 1．答案：A 解析：氮气进入超导试验、器官移植、冷冻麻醉手术等领域，主要是利用了氮气的沸点特别低，对照选项A正确，故答案为：A。 2．下列关于N元素在自然界中存在的说法正确的是( ) A.只有游离态 B.只有化合态 C.既有游离态，又有化合态 D.既没有游离态，又没有化合态 2．答案：C 解析：在自然界中，N元素既存在游离态氮，又存在化合态氮，如、硝酸盐。故选C。 3．氮元素在地球上含量丰富，是构成生命体的基本元素之一，大气中的氮是取之不尽的天然资源，它主要以分子形式存在于自然界中，通过化学方法可以将其转化为人类需要的各种含氮化合物。下列属于人工固氮的是( ) A.雷电作用 B.豆科植物的根瘤菌固氮 C.合成氨 D.从空气中分离出 3．答案：C 解析：闪电过程中空气中的和化合生成NO，属于自然固氮，A不符合题意；豆科植物的根瘤菌固氮，属于自然固氮，B不符合题意；合成氨过程是在高温、高压及催化剂条件下，人为地将和化合生成，属于人工固氮，C符合题意；从空气中分离出，游离态的氮没有转化成化合态的氮，不属于固氮，D不符合题意。 4．[2023春·高三·河北·月考]下列氮及其化合物的性质与用途具有对应关系的是( ) A.呈红棕色，可用于制备硝酸 B.易溶于水，可用作制冷剂 C.受热易分解，可用作氮肥 D.的化学性质稳定，可用作粮食保护气 4．答案：D 解析：可以和水反应生成硝酸，可用于制备硝酸，A项不符合题意；液氨汽化吸收大量的热，具有制冷作用，所以可用作制冷剂，B项不符合题意；含有氮元素，所以可用作氮肥，与其受热分解的性质无关，C项不符合题意；具有稳定性，可用作贮粮保护气，D项符合题意。 5．下列关于氮气的说法中，错误的是( ) A.常温下氮气的化学性质不活泼 B.氮气可以用来作保护气 C.氮气可以用来制作氮肥 D.常温下氮气可以支持燃烧 5．答案：D 解析：常温下氮气的化学性质不活泼，很难与其他物质发生反应，A正确；氮气的化学性质稳定，可用作保护气，B正确；氮气可用来制作氮肥，促进农作物生长，C正确；常温下氮气的化学性质稳定，它不支持燃烧，D错误。 6．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.氮气既无氧化性，也无还原性，不与其他物质发生反应 D.氮气分子中两个氮原子结合很牢固，分子结构稳定 6．答案：D 解析：氮气的性质稳定，但高温下能和氧气反应生成一氧化氮，镁在氮气中燃烧生成氮化镁，A错误；氮气密度与空气相近，且不溶于水，不是其在空气中稳定存在的原因，B错误；氮气和氢气反应生成氨气，体现氮气的氧化性，氮气和氧气反应生成一氧化氮，体现氮气的还原性，C错误；氮气分子中存在NN键，分子结构稳定，是氮气能大量存在于空气中的根本原因，D正确；故选D。 7．[2023春·高一·河北邯郸·期中]氮及其化合物在生活中有重要用途。下列关于氮及其化合物的性质与用途不具有对应关系的是（ ） A.氮气的化学性质很稳定，可用作某些反应的保护气 B.液氨汽化时要吸收大量的热，常用来作制冷剂 C.具有还原性和碱性，可用来检验氯气管道的泄漏 D.硝酸是强酸，可以用来与金属反应制 7．答案：D 解析：A，氮气含氨氮三键，键能大，因此氮气的化学性质很稳定，常用作某些反应的保护气，故A不符合题意； B.液氨汽化时要吸收大量的热，使周围温度降低，因此常用来作制冷剂，故B不符合题意； C. 具有还原性和碱性，氯气和氨气反应生成氯化铵和氮气，观察到的现象是有白烟生成，因此氨气可用来检验氯气管道的泄漏，故C不符合题意； D.硝酸是强酸，硝酸与金属反应生成氨的氧化物，其性质与用途不符，故D符合题意。 综上所述，答案为D。 8．下列关于的叙述错误的是( ) A.是一种无色无味的气体 B.可用作生产氮肥和硝酸的原料 C.可用浓硫酸和碱石灰干燥 D.可用排空气法收集 8．答案：D 解析：是一种无色无味的气体，A正确；可与作用合成可用作生产氮肥和硝酸的原料，B正确；是中性气体且没有强还原性，与浓硫酸、碱石灰不反应，C正确；的密度与空气的接近，不能用排空气法收集，D错误。 9．氮是自然界各种生物体生命活动不可缺少的重要元素。氮元素的“价—类”二维图如下图所示，下列说法不正确的是( ) A.在自然界里，氮元素主要以游离态存在于空气中 B.具有一定的还原性，在一定条件下能与NO反应生成 C.硝酸是强氧化性酸，在常温下能与铜发生反应 D.与反应时，只作还原剂 9．答案：D 解析： 10．下列关于重要非金属元素的用途的叙述不正确的是（ ） A. 食品中添加适量的可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用 B. 自然界中存在游离态的硫和化合态的硫 (如黄铁矿) ，二者均可作为工业上制备硫酸的原料 C. 工业合成氨不仅为农作物的生长提供了必需的氮元素，而且为其他化工产品 (如炸药、农药等) 的生产提供了原料 D. 高压输电线路使用的陶瓷绝缘材料、建筑装饰使用的彩色玻璃、长江三峡大坝使用的水泥、用作砂轮磨料的碳化硅都属于传统的无机非金属材料 10．答案：D 解析：选D。用作砂轮磨料的碳化硅是一种新型陶瓷，属于新型无机非金属材料，故D项错误。 11．下列关于氮及其化合物的叙述错误的是( ) A．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入固体，铜粉仍不溶解 B．自然界中，氨是动物体特别是蛋白质腐败后的产物 C．为防止粮食、罐头、水果等食品腐烂，常用氮气作保护气 D．电闪雷鸣的雨天，与会发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收 11．答案：A 解析：A项，，错误。 12．下列关于氮及其化合物的说法，不正确的是( ) A．将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫氮的固定 B．氨碱工业中可以用氨气检查氯气管道是否泄漏 C．工业上制备硝酸是利用和反应生成NO，进一步转化为及 D．为提高作物的养分，可以是将铵态氮肥与碱性肥料(如)混合使用 12．答案：D 解析：A．氮的固定是将游离态氮转化为化合态氮的过程,故A正确； B．氨气与氯气发生氧化还原反应生成氯化铵和氮气，发生,有白烟生成,则用氨气检查氯气管道是否泄漏,故B正确； C．氨气与氧气在催化条件下发生反应生成一氧化氮，一氧化氮可生成二氧化氮，二氧化氮和水、氧气反应生成硝酸。故C正确； D.铵态氨肥与碱性肥料混合使用的过程中有氨气逸出,降低肥效，故D错误； 故答案为D。 13．下列有关氮及其化合物的说法正确的是( ) A.分子的结构稳定，因而氮气不能支持任何物质的燃烧 B.氮氧化合物与“光化学烟雾”、“臭氧空洞”的形成有关 C.氮的固定只有在高温、高压、有催化剂存在的条件下才能实现 D.雷雨天气可以产生硝酸，会给农作物带来危害 13．答案：B 解析：虽然氮气分子的结构较稳定，但是在点燃时镁能在氮气中燃烧生成氮化镁，这时氮气能支持燃烧，A错误；氮氧化合物与“光化学烟雾”、“臭氧空洞”的形成有关，B正确；氮的固定不是只有在高温、高压、有催化剂存在的条件下才能实现，如植物通过根瘤菌可以实现氮的固定，C错误；雷雨天气可以产生硝酸，随雨水下降的低浓度硝酸与土壤中的矿物质反应生成硝酸盐，给农作物提供氮肥，不会给农作物带来危害，D错误。 14．氮是动植物生长不可缺少的元素,含氮化合物也是重要的化工原料。自然界中存在如下图所示的氮元素的循环过程,下列说法不正确的是( ) A.过程①“雷电作用”中发生的反应是:N2+O22NO B.过程③ "固氮作用"中,氮气被还原 C.⑤中涉及的反应可能有:2+O2=2 D.⑥中涉及的反应可能有:2+12H+=N2↑+6H2O 14．答案：D 解析：过程①“雷电作用”中氮气与氧气化合生成NO,即发生的反应是N2 + O2 2NO，A正确；过程③“固氮作用”中氮元素化 合价降低，氮气被还原,B正确;⑤中被氧化为，涉及的反应可能有2 +O2 =2，C正确;⑥中氮元素化合价降低，被还原，涉及的反应不可能为2+12H + =N2 ↑+6H2O, 因为此反应中只有元素化合价降低，没有元素化合价升高,故 D错误。 15．下列与氮循环无关的生态环境问题是( ) A.光化学烟雾 B.白色污染 C.水体富营养化 D.酸雨 15．答案：B 解析： 16．[2023春·高一·贵州六盘水·期末]下列关于物质的性质与用途（或实验现象）对应关系正确的是( ) A.氨气极易溶于水，因此可用作制冷剂 B.浓硫酸具有吸水性和强氧化性，所以能使蔗糖炭化并产生刺激性气味的气体 C.化学性质稳定，因此常用作保护气 D.具有还原性，因此可用于漂白纸张 16．答案：C 解析：A.氨气可用作制冷剂，是因为液氨汽化吸收大量的热，具有制冷作用，与氨气水溶性无关，故A说法错误；B.浓硫酸具有脱水性，所以能使蔗糖碳化，而与浓硫酸的吸水性和强氧化性无关，故B说法错误；C.氮气化学性质稳定，因此常用作保护气，C说法正确；D.二氧化硫用于漂白纸张，是因为二氧化硫气体溶于水，生成亚硫酸，亚硫酸跟有机色质直接结合成无色的化合物。所以能漂白纸张，与二氧化硫的还原性无关，故D说法错误。 17．氮及其化合物在生产、生活中有广泛的应用。下列含氮物质的性质与用途具有对应关系的是( ) A.性质稳定，可用于制取氨气 B.溶液呈酸性，可用于除铁锈 C.具有还原性，可用作制冷剂 D.具有强氧化性，可与反应制备硝酸铵 17．答案：B 解析：可以与氢气反应，用于制取氨气，不是因为性质稳定，A错误；溶液呈酸性，可用于除铁锈，B正确；易被液化，液氨汽化时吸热，可用作制冷剂，和具有还原性无关，C错误；与发生非氧化还原反应制备硝酸铵，与硝酸的强氧化性无关，D错误。 18．氮是动植物生长不可缺少的元素，下列关于氮及其化合物的说法不正确的是( ) A.谚语“雷雨发庄稼”隐含着自然“固氮”过程 B.土壤胶粒对碳铵、硫鞍等氮肥具有保肥作用 C.海水中氮含量高易引发“赤潮” D.光化学污染是氮、硫的化合物在日光的作用下造成的污染 18．答案：D 解析：A.谚语“雷雨发庄稼”是指在雷电和下雨的环境下，氮气可以逐步转化为硝酸盐，供农作物吸收利用，该过程属于自然“固氮”，正确。 B.土壤胶粒带负电，对具有吸附作用，正确。 C.海水中含有较多的含氮物质，容易造成水体富营养化，使藻类过度繁殖，出现“赤潮”，正确。 D.光化学污染是氮氧化物与碳氢化合物在日光的作用下形成光化学烟雾造成的污染，错误。 19．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。其中反应④的离子方程式为，下列说法正确的是（ ） A.①②均属于固氮反应 B.海洋中的反硝化作用一定有氧气参加 C.反应④中每生成1mol 共转移 2mol  D.向海洋排放含的废水可能影响海洋中氮的循环 19．答案：B 解析： 20．氮是生物体的重要组成元素,氮循环涉及地球生物圈的方方面面。某生态系统中氮循环的简图如图所示。 1.该生态系统的豆科植物不施氮肥,仍能表现出良好的长势,其原因是_______________________。 2.雷雨天气常会有微量的硝酸生成,从而为农作物所利用,用化学方程式解释HNO3的形成过程:_______________________。 3.硝化细菌能将NH3氧化为亚硝酸(HNO2)和硝酸,写出在硝化细菌作用下亚硝酸转化为硝酸的化学反应方程式:_______________________。 20．答案：1.根瘤菌将游离态的氮转化为化合态的氮,从而满足自身营养的需要。 2.N2+O22NO,2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+NO; 3.2HNO2+O22HNO3 解析：1.豆科植物的根瘤菌能将游离态的氮转化为化合态的氮,实现生物固氮,从而满足自身营养的需要。 2.雷雨天气时,雷电产生的高温使空气中的氮气与氧气少量化合为NO,NO再与O2反应生成NO2,NO2再与水反应生成HNO3。 3.HNO2有还原性,在硝化细茵的作用下,可被氧气氧化为HNO3。 21．杂志报道了世界上首个成功合成的五氮阴离子盐（白色固体），这是全氮含能材料里程碑式的突破。该盐可简略表示为。 （1）N在元素周期表中的位置是_______。 （2）五氮阴离子的化学式为___________。 （3）该盐在__________（填“酸”或“碱”）中比较稳定。 （4）砷（As）与氮位于同一主族，下列推断正确的是_________（填序号）。 ①砷元素的最低负化合价为-3价 ②该盐中五氮阴离子具有还原性 ③该盐中含有两种阳离子和两种阴离子 21．答案：（1）第二周期第VA族 （2） （3）酸 （4）①②③ 解析：（1）氮元素的原子序数为7，位于元素周期表第二周期第VA族。 （2）根据题图可知，该物质中存在的离子有，根据电荷守恒可知，还存在离子。 （3）中含有铵根离子，该盐遇强碱能释放出，所以该盐在酸中比在碱中稳定。 （4）①同主族元素，最外层电子数相同性质相似，氮元素的最低负化合价为-3价，则同主族的砷元素的最低负化合价也为-3价，故正确；②五氮阴离子中的氮为价，处于低价，具有还原性，故正确；③根据题图可知，该物质中存在的离子有，有两种阴离子和两种阳离子，故正确。 22．某课外活动小组利用下列仪器装置和药品进行物质性质和转化关系的探究。当将Ⅱ中铂丝加热至红热时,打开K阀使气流缓缓通过。请回答下列有关问题。 1.如何检验该装置的气密性:_____________________。 2.写出Ⅱ中发生反应的化学方程式:_______________________________。 3.装置Ⅳ及Ⅴ中的现象:___________________________。 4.装置Ⅰ与Ⅲ都能起到干燥气体的作用,两者能否调换位置使用:__________(填“能”或“不能”),理由是_____________________________。 5.烧杯中NaOH溶液的作用是____________________________。 23．答案：1.打开K阀,观察Ⅵ处有无气泡产生,或微热Ⅱ处,观察Ⅵ处是否有气泡产生 2. 3.Ⅳ中产生红棕色气体,Ⅴ中紫色石蕊变红; 4.不能;浓硫酸吸收氨气,使后续反应不能进行,碱石灰也吸收NO2气体 5.吸收尾气,防止NO、NO2污染大气 解析：检验一套复杂装置的气密性必须将教材知识用活,除了加热使气体膨胀之外,用打开K阀通人空气的办法也能检查该装置的气密性。往浓氨水中通空气,出来的氨气经过干燥后与空气中的氧气发生的是氨的催化氧化反应,氧化生成的NO与O2继续反应,Ⅳ中必然会有红棕色的NO2气体生成。NO2与H2O反应生成HNO3和NO,紫色石蕊试液会变红。氮氧化物会污染空气,故尾气必须用NaOH溶液吸收。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第5章 化工生产中的重要非金属元素 第二节 氮及其化合物 第一课时 氮气和氮的固定 1．[2023春·高一·云南保山·期末校考]氮气进入超导试验、器官移植、冷冻麻醉手术等领域，主要是利用了氮气的什么性质( ) A.沸点特别低 B.高温下能与金属反应 C.溶解度很小 D.密度与空气接近 2．下列关于N元素在自然界中存在的说法正确的是( ) A.只有游离态 B.只有化合态 C.既有游离态，又有化合态 D.既没有游离态，又没有化合态 3．氮元素在地球上含量丰富，是构成生命体的基本元素之一，大气中的氮是取之不尽的天然资源，它主要以分子形式存在于自然界中，通过化学方法可以将其转化为人类需要的各种含氮化合物。下列属于人工固氮的是( ) A.雷电作用 B.豆科植物的根瘤菌固氮 C.合成氨 D.从空气中分离出 4．[2023春·高三·河北·月考]下列氮及其化合物的性质与用途具有对应关系的是( ) A.呈红棕色，可用于制备硝酸 B.易溶于水，可用作制冷剂 C.受热易分解，可用作氮肥 D.的化学性质稳定，可用作粮食保护气 5．下列关于氮气的说法中，错误的是( ) A.常温下氮气的化学性质不活泼 B.氮气可以用来作保护气 C.氮气可以用来制作氮肥 D.常温下氮气可以支持燃烧 6．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.氮气既无氧化性，也无还原性，不与其他物质发生反应 D.氮气分子中两个氮原子结合很牢固，分子结构稳定 7．[2023春·高一·河北邯郸·期中]氮及其化合物在生活中有重要用途。下列关于氮及其化合物的性质与用途不具有对应关系的是（ ） A.氮气的化学性质很稳定，可用作某些反应的保护气 B.液氨汽化时要吸收大量的热，常用来作制冷剂 C.具有还原性和碱性，可用来检验氯气管道的泄漏 D.硝酸是强酸，可以用来与金属反应制 8．下列关于的叙述错误的是( ) A.是一种无色无味的气体 B.可用作生产氮肥和硝酸的原料 C.可用浓硫酸和碱石灰干燥 D.可用排空气法收集 9．氮是自然界各种生物体生命活动不可缺少的重要元素。氮元素的“价—类”二维图如下图所示，下列说法不正确的是( ) A.在自然界里，氮元素主要以游离态存在于空气中 B.具有一定的还原性，在一定条件下能与NO反应生成 C.硝酸是强氧化性酸，在常温下能与铜发生反应 D.与反应时，只作还原剂 10．下列关于重要非金属元素的用途的叙述不正确的是（ ） A. 食品中添加适量的可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用 B. 自然界中存在游离态的硫和化合态的硫 (如黄铁矿) ，二者均可作为工业上制备硫酸的原料 C. 工业合成氨不仅为农作物的生长提供了必需的氮元素，而且为其他化工产品 (如炸药、农药等) 的生产提供了原料 D. 高压输电线路使用的陶瓷绝缘材料、建筑装饰使用的彩色玻璃、长江三峡大坝使用的水泥、用作砂轮磨料的碳化硅都属于传统的无机非金属材料 11．下列关于氮及其化合物的叙述错误的是( ) A．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入固体，铜粉仍不溶解 B．自然界中，氨是动物体特别是蛋白质腐败后的产物 C．为防止粮食、罐头、水果等食品腐烂，常用氮气作保护气 D．电闪雷鸣的雨天，与会发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收 12．下列关于氮及其化合物的说法，不正确的是( ) A．将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫氮的固定 B．氨碱工业中可以用氨气检查氯气管道是否泄漏 C．工业上制备硝酸是利用和反应生成NO，进一步转化为及 D．为提高作物的养分，可以是将铵态氮肥与碱性肥料(如)混合使用 13．下列有关氮及其化合物的说法正确的是( ) A.分子的结构稳定，因而氮气不能支持任何物质的燃烧 B.氮氧化合物与“光化学烟雾”、“臭氧空洞”的形成有关 C.氮的固定只有在高温、高压、有催化剂存在的条件下才能实现 D.雷雨天气可以产生硝酸，会给农作物带来危害 14．氮是动植物生长不可缺少的元素,含氮化合物也是重要的化工原料。自然界中存在如下图所示的氮元素的循环过程,下列说法不正确的是( ) A.过程①“雷电作用”中发生的反应是:N2+O22NO B.过程③ "固氮作用"中,氮气被还原 C.⑤中涉及的反应可能有:2+O2=2 D.⑥中涉及的反应可能有:2+12H+=N2↑+6H2O 15．下列与氮循环无关的生态环境问题是( ) A.光化学烟雾 B.白色污染 C.水体富营养化 D.酸雨 16．[2023春·高一·贵州六盘水·期末]下列关于物质的性质与用途（或实验现象）对应关系正确的是( ) A.氨气极易溶于水，因此可用作制冷剂 B.浓硫酸具有吸水性和强氧化性，所以能使蔗糖炭化并产生刺激性气味的气体 C.化学性质稳定，因此常用作保护气 D.具有还原性，因此可用于漂白纸张 17．氮及其化合物在生产、生活中有广泛的应用。下列含氮物质的性质与用途具有对应关系的是( ) A.性质稳定，可用于制取氨气 B.溶液呈酸性，可用于除铁锈 C.具有还原性，可用作制冷剂 D.具有强氧化性，可与反应制备硝酸铵 18．氮是动植物生长不可缺少的元素，下列关于氮及其化合物的说法不正确的是( ) A.谚语“雷雨发庄稼”隐含着自然“固氮”过程 B.土壤胶粒对碳铵、硫鞍等氮肥具有保肥作用 C.海水中氮含量高易引发“赤潮” D.光化学污染是氮、硫的化合物在日光的作用下造成的污染 19．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。其中反应④的离子方程式为，下列说法正确的是（ ） A.①②均属于固氮反应 B.海洋中的反硝化作用一定有氧气参加 C.反应④中每生成1mol 共转移 2mol  D.向海洋排放含的废水可能影响海洋中氮的循环 20．氮是生物体的重要组成元素,氮循环涉及地球生物圈的方方面面。某生态系统中氮循环的简图如图所示。 1.该生态系统的豆科植物不施氮肥,仍能表现出良好的长势,其原因是_______________________。 2.雷雨天气常会有微量的硝酸生成,从而为农作物所利用,用化学方程式解释HNO3的形成过程:_______________________。 3.硝化细菌能将NH3氧化为亚硝酸(HNO2)和硝酸,写出在硝化细菌作用下亚硝酸转化为硝酸的化学反应方程式:_______________________。 21．杂志报道了世界上首个成功合成的五氮阴离子盐（白色固体），这是全氮含能材料里程碑式的突破。该盐可简略表示为。 （1）N在元素周期表中的位置是_______。 （2）五氮阴离子的化学式为___________。 （3）该盐在__________（填“酸”或“碱”）中比较稳定。 （4）砷（As）与氮位于同一主族，下列推断正确的是_________（填序号）。 ①砷元素的最低负化合价为-3价 ②该盐中五氮阴离子具有还原性 ③该盐中含有两种阳离子和两种阴离子 22．某课外活动小组利用下列仪器装置和药品进行物质性质和转化关系的探究。当将Ⅱ中铂丝加热至红热时,打开K阀使气流缓缓通过。请回答下列有关问题。 1.如何检验该装置的气密性:_____________________。 2.写出Ⅱ中发生反应的化学方程式:_______________________________。 3.装置Ⅳ及Ⅴ中的现象:___________________________。 4.装置Ⅰ与Ⅲ都能起到干燥气体的作用,两者能否调换位置使用:__________(填“能”或“不能”),理由是_____________________________。 5.烧杯中NaOH溶液的作用是____________________________。 学科网（北京）股份有限公司 $$