课时测评4 氮气与氮的固定、氮氧化物-【金版新学案】2025-2026学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义配套练习word（人教版，单选）

课时测评4　氮气与氮的固定、氮氧化物 (时间：40分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (1－11题，每小题3分，共33分) 题点一　氮气和氮的固定 1.有报道称“氮气能有效减少轮胎的噪音，延长轮胎使用寿命”，关于氮气的性质的说法中，正确的是(　　) A.通常情况下，氮气性质比较稳定 B.可在氧气中燃烧，生成一氧化氮 C.1 mol N2与3 mol H2反应生成2 mol NH3 D.氮元素是活泼的非金属元素，氮气在化学反应中只能作氧化剂 答案：A 解析：氮气分子中含有氮氮三键，性质比较稳定，A项正确；N2不能在O2中燃烧，N2与O2在放电或高温条件下反应生成NO，B项错误；N2与H2的反应是可逆反应，1 mol N2与3 mol H2不可能完全反应生成2 mol NH3，C项错误；氮气中氮元素的化合价为0价，在化学反应中既可以降低也可以升高，既可作氧化剂，也可作还原剂，D项错误。 2.(2024·江西抚州高一检测)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N的废水，会影响海洋中N的含量 答案：D 解析：海洋中的氮循环起始于N2→N，即起始于氮的还原，A项错误；海洋中的氮循环属于固氮作用的是②，B项错误；反硝化作用中N的化合价降低，被还原，而O2是常见的氧化剂，不需要有O2参与，C项错误；根据转化关系图可知，若向海洋排放含N的废水，会使N增多，反硝化作用增强，海洋中N2增多，从而影响海洋中N的含量，D项正确。 3.(2024·涟源市期中)下列有关氮气的说法正确的是(　　) A.氮气是由氮原子构成的双原子分子，所以化学性质不活泼 B.医学常用液氮作冷冻剂，在冷冻麻醉条件下做手术，是利用氮气化学性质的不活泼性 C.H2与N2在一定条件下反应生成NH3，反应中N2体现还原性 D.电闪雷鸣的雨天，雨水中含有一定量硝酸，可能发生的反应有N2＋O22NO 答案：D 解析：氮气性质稳定的原因是两个氮原子之间共用三对电子，破坏这种结构时需要很高的能量，所以化学性质不活泼，A错误；液氮汽化时需要吸收大量的热，使周围环境温度降低，与其化学性质不活泼无关，B错误；H2与N2在一定条件下反应生成NH3，氮元素的化合价由0价变为－3价，化合价降低是氧化剂，体现氧化性，C错误；N2和O2在放电条件下生成NO，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，D正确。 题点二　一氧化氮和二氧化氮 4.为除去混入NO中少量的NO2，可将气体通过(　　) A.Na2CO3溶液 B.NaHCO3溶液 C.水 D.无水硫酸铜 答案：C 解析：将气体通过Na2CO3或NaHCO3溶液都会生成CO2，引入新的杂质；无水硫酸铜与NO2不反应，不能除去NO中的NO2；NO2与H2O发生反应：3NO2＋H2O2HNO3＋NO，故水洗可除去NO中的NO2。 5.将盛有N2和NO2混合气体的试管倒立于水中，经过足够长的时间后，试管内气体的体积缩小为原来的一半，则原混合气体中N2和NO2的体积比是(　　) A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.3∶1 答案：C 解析：将试管倒立于水中，只有NO2和H2O反应，生成的NO与不反应的N2为剩余气体。设原混合气体的体积为V，NO2的体积为x，根据差量法求解： 3NO2＋H2O2HNO3＋NO　ΔV减 3 2 X 解得：x＝，V(N2)＝V－＝，故＝。 6.将盛有1 mol NO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中，再通入0.4 mol O2，充分反应后，整个试管充满水。则原混合气体中NO与NO2体积比为(　　) A.1∶2 B.2∶5 C.3∶7 D.无法确定 答案：C 解析：设1 mol NO和NO2的混合气体中有a mol NO和(1－a) mol NO2，根据4NO＋3O2＋2H2O4HNO3和4NO2＋O2＋2H2O4HNO3可得：a＋＝0.4，所以a＝0.3，V(NO)∶V(NO2)＝3∶7。 7.某集气瓶中的气体呈红棕色，加入足量水，盖上玻璃片振荡，得橙色溶液，气体颜色消失。再拿走玻璃片后，瓶中气体又变为红棕色，则该气体可能是下列混合气体中的(　　) A.H2、NO2、NO B.NO2、NO、N2 C.NO2、NO、O2 D.NO2、CO2、Br2 答案：D 解析：某集气瓶中的气体呈红棕色，其中可能含有NO2和Br2中的至少一种；加入足量水，盖上玻璃片振荡，得橙色溶液，说明气体中一定含有溴蒸气；同时气体颜色消失，再拿走玻璃片后，瓶中气体又变为红棕色，说明该无色气体中含有NO，NO遇空气中的O2发生反应产生红棕色的NO2气体，反应方程式为2NO＋O22NO2，由于NO2溶于水时生成HNO3和NO，发生反应：3NO2＋H2O2HNO3＋NO，则该NO可能是NO2与水反应产生，也可能来自原气体，因此原气体中一定含有Br2，至少含有NO、NO2中的一种，根据各个选项的气体成分分析可知合理选项是D。 题点三　探究氮气及其氧化物的性质 8.(2024·河北迁安高一检测)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 答案：B 解析：NO和N2O反应不可能化合生成NO2，因为氮元素的化合价均升高，没有元素化合价的降低。 9.(2024·黔东南高一检测)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 答案：C 解析：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，A错误；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，B错误；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，C正确；装置E中碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入D中，D错误。 10.对3NO2＋H2O2HNO3＋NO反应的下列说法正确的是(　　) A.氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1 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 NO2参与反应时，有4 mol电子发生转移 答案：D 解析：二氧化氮既是反应的氧化剂又是还原剂，硝酸为反应的氧化产物，一氧化氮是还原产物，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1，故A、B、C错误；反应消耗3 mol二氧化氮，转移2 mol电子，则在反应中若有6 mol NO2参与反应时，有4 mol电子发生转移，故D正确。 11.四支相同试管分别充满下列气体： ①NO2　②SO2和Cl2(体积比1∶1)　③NO2和O2(体积比1∶1)　④NH3和O2(体积比1∶1)， 把四支试管倒扣在水槽中，试管水面上升高度为h1、h2、h3、h4，它们的大小顺序为(　　) A.h2＞h1＞h3＞h4 B.h2＞h1＞h4＞h3 C.h2＞h3＞h4＞h1 D.h2＞h3＞h1＞h4 答案：A 解析：设四支试管均有8 mol气体。①NO2，试管中发生反应3NO2＋H2O2HNO3＋NO，剩余气体为 mol；②SO2和Cl2(体积比1∶1)，试管内反应是Cl2＋SO2＋2H2O2HCl＋H2SO4，剩余气体是0 mol；③NO2和O2(体积比1∶1)，试管内发生的反应是4NO2＋O2＋2H2O4HNO3，所以剩余气体是3 mol；④NH3和O2(体积比1∶1)，NH3完全溶于水，氧气溶解度较小，最后剩余气体是4 mol；故它们的大小顺序为h2＞h1＞h3＞h4。 12.(12分)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)。 (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　　　　　　　。 答案：(1)NO＋NO2N2O3 (2)使尾气中的NO、NO2被充分吸收　Ca(OH)2 (3)排放气体中NO含量升高　产品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高 (4)3N＋2H＋N＋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价和＋4价之间，即为＋3价，据此写出反应方程式：NO＋NO2N2O3。(2)气体上升液体下降，这样气液接触充分，使尾气被充分吸收；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。(3)当n(NO)＞n(NO2)时，NO过量；当n(NO)＜n(NO2)时，NO2过量，剩余NO2会与Ca(OH)2反应生成Ca(NO3)2。(4)依据氧化还原反应原理，N生成NO时氮元素化合价降低，则反应中同时有N中氮元素的化合价升高，可能生成N或NO2，但在水溶液中NO2会与水反应生成N，所以最终产物为N，据此写出离子方程式：3N＋2H＋N＋2NO↑＋H2O。 13.(15分)汽车尾气中常含有CO、NOx等气体，为减轻污染，一般汽车都加装了“催化净化器”，可将汽车尾气中的有毒气体转化为无污染的气体。某化学兴趣小组在实验室模拟汽车尾气处理，设计了如图所示装置(部分夹持装置已略去)。 (1)装置Ⅲ的主要作用为　　　　　　　。 (2)停止加热，打开活塞K，通入适量氧气时，装置 Ⅱ 中可观察到的现象是　　　　。 (3)该套装置的不完善之处是　　　　　　　　。 (4)汽车尾气中含有CO和NOx，消除它们对大气污染的方法是安装催化转化器，使它们发生反应生成两种无毒的气体，其中一种是单质，该反应的化学方程式为　　　　　　 　　　　　　　。 (5)工业上常用纯碱液来吸收NOx，有关反应的化学方程式为2NO2＋Na2CO3NaNO2＋NaNO3＋CO2、NO2＋NO＋Na2CO32NaNO2＋CO2。现有标准状况下a L NO2和b L NO的混合气体恰好被200 mL Na2CO3溶液完全吸收，则a、b应满足的关系为　　　　　　。Na2CO3溶液的物质的量浓度为　　　　 mol·L－1。 答案：(1)检验CO是否转化为CO2　(2)出现红棕色气体　(3)无尾气处理装置　(4)2xCO＋2NOxN2＋2xCO2　(5)a∶b≥1∶1(或a≥b)　 解析：(1)一氧化碳和一氧化氮在催化剂和加热的条件下转化为氮气和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以装置Ⅲ的主要作用是检验CO是否转化为CO2。(2)由于有部分一氧化氮没有转化为氮气，向装置中通入氧气时，装置Ⅱ中一氧化氮与氧气反应生成红棕色的二氧化氮，因此装置Ⅱ中的现象为出现红棕色气体。(3)由于尾气中仍残留未反应的一氧化氮和一氧化碳，所以该装置的不完善之处是无尾气处理装置。(5)依据反应2NO2＋Na2CO3NaNO2＋NaNO3＋CO2、NO2＋NO＋Na2CO32NaNO2＋CO2可知，二氧化氮和一氧化氮的物质的量之比应大于或等于1∶1，气体才会反应完全。与二氧化氮和一氧化氮反应的碳酸钠的物质的量为 mol，与二氧化氮单独反应的碳酸钠的物质的量为 mol，所以碳酸钠的物质的量浓度为＝ mol·L－1。 学生用书⬇第16页 学科网（北京）股份有限公司 $