第3章 第3节 第1课时 自然界中的氮循环 氮循环中物质的性质及物质之间的转化-【创新教程】2025-2026学年高中化学必修第一册五维课堂Word课时作业（鲁科版2019）

1．下列叙述中与氮的固定无关的是(　　) A．工业合成氨 B．工业上将氨转化成硝酸和其他氮的氧化物 C．豆科植物的根瘤菌吸收空气中的氮气使之转化成植物蛋白质 D．电闪雷鸣的雨天，N2与O2会发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收 解析：B　[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选项中，NH3→HNO3属于含氮化合物之间的转化，所以不是氮的固定。] 2．下列关于NO2性质的描述不正确的是(　　) A．有毒　　　　　 B．无色气体 C．易溶于水 D．密度比空气的大 解析：B　[A.二氧化氮有刺激性气味，有毒，选项A正确；B.二氧化氮为红棕色气体，选项B错误；C.二氧化氮易溶于水、有刺激性气味，选项C正确；D.二氧化氮相对分子质量为46，比空气的平均相对分子质量大，则密度比空气大，选项D正确。] 3．下列关于氮的氧化物的说法中，正确的是(　　) A．氮的氧化物都是酸性氧化物 B．氮的氧化物都既有氧化性，又有还原性 C．NO2与H2O反应生成HNO3，所以NO2是酸性氧化物 D．NO和NO2均有毒 解析：D　[NO、NO2等不是酸性氧化物；N2O5中氮元素为最高价，只有氧化性；NO2与H2O反应生成HNO3时N的价态发生了变化，故NO2不是酸性氧化物。] 4．电闪雷鸣的雨天，空气中的N2会发生一系列反应，生成氮的化合物。雷雨时，一般不可能生成的氮的化合物是(　　) ①NH3　②NO　③NO2　④N2O3　⑤N2O5　⑥HNO3 A．②④⑥ B．②③⑤⑥ C．①④⑤ D．①③⑤ 解析：C　[放电时，空气中的N2和O2会化合生成NO，NO很容易与O2反应生成NO2，NO2溶于水生成HNO3和NO，一般不能生成NH3、N2O3和N2O5。] 5．氮气是大气中含量最多的气体，下列有关氮气的说法正确的是(　　) ①氮元素的非金属性较强，所以氮气是一种活泼的非金属单质 ②常温下，N2既能与O2反应，又能与H2反应 ③通过灼热的镁粉除去N2中的O2 ④“雷雨发庄稼”是指雷雨时可增加土壤中氮肥的含量，此变化属于氮的固定 ⑤3 mol H2与1 mol N2混合反应生成NH3，转移电子的数目小于6×6.02×1023 A．①②③④⑤ B．②③④⑤ C．②④⑤ D．④⑤ 解析：D　[氮元素是非金属性较强的元素，N2的结构式为N≡N，两个氮原子通过三个共价键结合，键能大，难断裂，所以N2是一种不活泼的非金属单质，故①错误。N2既能与O2反应又能与H2反应，但不是常温下：N2＋O22NO，N2＋3H22NH3，故②错误。N2与O2均能与灼热的镁粉发生反应：2Mg＋O22MgO，N2＋3MgMg3N2，所以不能通过灼热的镁粉除去N2中的O2，故③错误。雷雨时，空气中的N2能在放电的条件下转化为NO，进而通过一系列反应转化为HNO3，可增加土壤中氮肥的含量，此变化属于氮的固定，故④正确。N2与H2合成NH3属于可逆反应，1 mol N2与3 mol H2反应的过程中，由于N2不可能完全转化，不可能生成2 mol NH3，所以转移电子的物质的量小于6 mol，故⑤正确。] 6．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．向海洋中排放含NO的废水会影响海洋中NH的含量 解析：D　[A项，海洋中的氮循环起始于氮的还原，错误；B项，海洋中的氮循环属于固氮作用的是②，错误；C项，反硝化作用是氮元素化合价降低的过程，反硝化细菌在氧气不足的条件下还原为N2，不一定有氧气参与，错误；D项，由氮的循环过程可知，NO增多，反硝化作用增强，会进一步影响海洋中NH的含量，正确。] 7．(双选)如图所示，试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物)，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内液面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中液面继续上升，经过多次重复后，试管内完全充满液体，原来试管中盛装的气体是(　　 ) A．可能是N2和NO2的混合气体 B．可能是NO2气体 C．可能是NO与NO2的混合气体 D．只可能是NO2一种气体 解析：BC　[试管内气体为红棕色，故一定含有NO2，也可能含有NO，因为2NO＋O2===2NO2，生成的NO2又可与水反应，使液面上升，NO2、O2与水反应的总反应的化学方程式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，故当试管内气体为NO2或NO2与NO的混合物时，通入适量O2，最终试管内可完全充满液体。由于N2不溶于水，故不可能含有N2。由此可知答案为BC。] 8．(双选)现有NO2、O2的混合气体12 mL，通入足量水中，充分反应后剩余气体2 mL(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积是(　　 ) A．1.2 mL B．2.4 mL C．3 mL D．4 mL 解析：AD　[(总反应式法)根据有关的反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3　3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 设原混合气体中O2的体积为V(O2)，剩余气体可能是O2，也可能是NO。 ①若剩余O2，则V剩＝V(O2)－[12 mL－V(O2)]＝2 mL。 解得V(O2)＝4 mL。 ②若剩余NO，则V剩＝[12 mL－V(O2)－4V(O2)]＝2 mL。 解得V(O2)＝1.2 mL。] 9．实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2的装置如图所示(夹持和加热装置略去)： 下列说法正确的是(　　) A．装置A、B中可依次加入浓硫酸、NaOH溶液 B．若去掉装置C，对产品纯度无影响 C．实验时应先加热C，通入一段时间空气后再加热D D．E中碱石灰的作用是吸收尾气 解析：C　[A错，要制备氮化镁，需要除去空气中的氧气、CO2和水蒸气，则装置A、B中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸。B错，若去掉装置C，镁与氧气反应生成氧化镁，对产品纯度有影响。C对，实验时，应先加热C，通入一段时间空气除去氧气，然后再加热D。D错，装置E中碱石灰的作用是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳。] 10．为除去混入NO中的少量NO2，应将气体通过(　　) A．Na2CO3溶液　　　 B．NaHCO3溶液 C．H2O D．浓硫酸 解析：C　[通过A、B两项都会生成CO2，导致带入新的杂质；H2SO4不和NO2反应；由反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO知，水洗可除去NO中的NO2。] 11．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，并检验装置气密性，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________________________________________________________________________。 产生此现象的化学方程式为____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)2NO＋O2===2NO2　无色NO气体被氧化为红棕色的NO2气体。 (2)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　NO2气体与水反应生成NO气体，同时气体体积减小烧瓶内压强减小引起倒吸。 答案：(1)烧瓶中气体由无色变为红棕色 2NO＋O2===2NO2 (2)①烧杯中红棕色气体又变为无色 ②烧杯中水倒吸到烧瓶中(或烧瓶中液面上升) 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 12．氮氧化物进入大气后，不仅会形成硝酸型酸雨，还可能形成光化学烟雾，因此必须对含有氮氧化物的废气进行处理。 (1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下： NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O　①， 2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O　②，在反应①中，氧化剂是　____________　，还原剂是　________　。在反应②中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为　________　。 (2)汽车尾气中含有CO和NO，消除这两种物质对大气的污染的方法是安装催化转化器，使它们发生反应生成对大气无污染的气体，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)在反应①中NO2中的氮元素化合价降低做氧化剂，NO中的氮元素化合价升高做还原剂；在反应②中氧化剂和还原剂都是NO2，它们的物质的量之比为1∶1。(2)根据质量守恒定律结合题目信息可知，一氧化氮与一氧化碳反应后生成的对大气无污染的物质应为氮气和二氧化碳。 答案：(1)NO2　NO　1∶1 (2)2NO＋2CON2＋2CO2 13．以下是氮循环的一部分： (1)通常状况下，NO2的颜色是　________　。 (2)反应①的化学方程式是___________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)NO2易溶于水，并和水发生化学反应。该反应中，氧化剂是　________　。 (4)化合物A的化学式是　________　。 (5)治理汽车尾气的一种方法是用催化剂使NO与CO发生反应：2NO＋2CO2CO2＋N2。当生成2 mol N2时，被还原的NO为___________________________________mol。 解析：(1)NO2的颜色是红棕色。(2)反应①是N2和O2在放电条件下的反应，化学方程式是N2＋O22NO。(3)NO2易溶于水，发生的反应是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，该反应中NO2的氮元素化合价既有降低又有升高，NO2既是氧化剂又是还原剂。(4)由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO知A的化学式是HNO3。(5)从2NO＋2CO2CO2＋N2看出NO和N2的物质的量之比为2∶1，则生成2 mol N2时反应的NO为4 mol。 答案：(1)红棕色　(2)N2＋O22NO　(3)NO2 (4)HNO3　(5)4 学科网（北京）股份有限公司 $$