第5章 5 第二节 第1课时 氮气和氮的氧化物 课后达标素养提升（Word练习）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中化学必修第二册（人教版）不定项

1．(教材习题改编)自然界的氮循环如下图所示，下列说法错误的是(　　) A．氮的固定主要有自然固氮和人工固氮两种方式 B．氧元素参与了氮循环 C．①中N2与O2反应直接生成NO2，NO2与水反应生成HNO3 D．②中的合成氨反应中N2为氧化剂 解析：选C。自然固氮和人工固氮是氮的固定的主要方式，A正确；由题图可知，氧元素参与了氮循环，B正确；①中N2与O2反应生成NO，C错误；②中的合成氨反应中N2转变成NH3，N元素化合价由0价降低到－3价，N2为氧化剂，D正确。 2．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 解析：选B。NO和N2O反应不可能生成NO2，因为氮元素的化合价均升高，没有元素化合价降低。 3．把少量NO2通入过量小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，最后收集到的气体是(　　) A．氧气 B．二氧化氮 C．二氧化氮和氧气 D．二氧化氮和一氧化氮 解析：选C。假设3 mol二氧化氮和水反应生成2 mol硝酸和1 mol一氧化氮，2 mol硝酸和小苏打反应生成2 mol二氧化碳，2 mol二氧化碳和过氧化钠反应生成1 mol氧气，1 mol一氧化氮和0.5 mol氧气反应生成1 mol二氧化氮，所以最后收集到的气体是二氧化氮和氧气。 4．(2025·茂名高一月考)下图所示为氮元素的“价—类”二维图，图中列出了部分转化。 下列说法不正确的是(　　) A．X的化学式为NO B．转化①需要加入还原剂才能实现 C．转化⑤的离子方程式可以表示为H＋＋OH－===H2O D．转化④的化学方程式为NO2＋H2O===HNO3　 解析：选D。X为＋2价含氮氧化物，故X为NO，A正确；转化①为N2转化为NH3，N元素化合价降低，发生还原反应，需要加入还原剂，B正确；转化⑤为HNO3转化为NaNO3，可以通过反应HNO3＋NaOH===NaNO3＋H2O实现，离子方程式为H＋＋OH－===H2O，C正确；转化④为NO2转化为HNO3，化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，D错误。 5．(2025·上饶高一检测)现将少量的NO2缓慢通入Na2SO3溶液中(如右图所示)发生反应，下列说法正确的是(　　) A．可采用向上排空气法收集气体a B．反应结束后，可直接滴入BaCl2溶液检测反应后的生成物中是否含有SO C．该实验发生的反应：NO2＋Na2SO3===NO＋Na2SO4 D．Na2SO3溶液能导电，故Na2SO3溶液为电解质 解析：选C。少量的NO2缓慢通入Na2SO3溶液中，发生氧化还原反应生成NO和Na2SO4。气体a为NO，能与空气中的O2反应生成NO2，不能用排空气法收集，故A错误；Na2SO3会有剩余，剩余的Na2SO3也能与BaCl2反应生成白色沉淀，故不能直接滴入BaCl2溶液检测反应后的生成物中是否含有SO，故B错误；根据氧化还原反应得失电子守恒与原子守恒，该实验发生反应的化学方程式为NO2＋Na2SO3===NO＋Na2SO4，故C正确；Na2SO3溶液是混合物，既不是电解质也不是非电解质，故D错误。 6．如右图所示，试管中盛装的气体呈红棕色，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满整个试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水面继续上升，经过多次重复后，试管被水充满。对原试管中盛装的气体说法正确的是(　　) A．可能是N2与NO2的混合气体 B．可能是NO气体 C．可能是NO与NO2的混合气体 D．一定是NO2气体 解析：选C。试管中盛装的气体呈红棕色，那么一定有二氧化氮存在。根据题述现象可知，原试管中盛装的气体的成分可能为①NO2、②NO2和O2(少量)、③NO2和NO等。 7．在同温同压下，将等体积混合而成的四组气体：①NO2＋O2、②NO2＋NO、③HCl＋N2、④SO2＋O2，分别通入容积相同的试管，并立即倒立于水槽中，如右图所示。待试管内液面稳定后，剩余气体的体积依次为V1、V2、V3、V4，剩余气体的体积最大的是(　　) A．V1 B．V2 C．V3 D．V4 解析：选B。在同温同压下，将等体积混合而成的四组气体分别通入容积相同的试管，并立即倒立于水槽中，①二氧化氮、氧气和水反应生成硝酸：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，根据化学方程式知，参加反应的氧气的体积为氧气总体积的，二氧化氮全部参加反应，所以试管内气体减少的体积为试管容积的，故剩余气体的体积为试管容积的(V1)；②二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总体积的，二氧化氮占混合气体的，所以试管内气体减少的体积为试管容积的，故剩余气体的体积为试管容积的(V2)；③氯化氢全部溶于水，氮气不溶于水，所以试管内气体减少的体积为试管容积的，故剩余气体的体积为试管容积的(V3)；④二氧化硫易溶于水，能和水反应生成亚硫酸SO2＋H2O⥫⥬H2SO3，生成的亚硫酸与氧气反应生成硫酸：2H2SO3＋O2===2H2SO4，氧气不易溶于水，所以试管内气体减少的体积约为试管容积的，故剩余气体的体积约为试管容积的(V4)。综上所述，待试管内液面稳定后，剩余气体的体积最大的是V2。 8．现有12 mL NO2、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)，原混合气体中氧气的体积可能是(　　) A．1.2 mL B．2.4 mL C．3 mL D．4.2 mL 解析：选A。4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，设原混合气体中O2的体积为V(O2)。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．某校化学兴趣小组用如下图所示的装置验证NO2的氧化性和NO的还原性。 已知：①装置甲中发生的反应为Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。 ②硝酸具有挥发性，可将I－氧化成I2。 请回答下列问题： (1)装置乙中的现象是____________________________________。 (2)说明NO具有还原性的操作和现象是_________________________________________________________ _________________________________________________________。 (3)小组一成员对实验设计提出了疑问，他认为乙中的现象不足以证明NO2的氧化性，他的理由是_________________________________________________________ _________________________________________________________ _________________________________________________________。 解析：(1)碘化钾被氧化为单质碘，淀粉遇单质碘变蓝。(2)装置丙中NO2与水反应生成的NO会和氧气反应生成红棕色的NO2，证明NO具有还原性，故操作和现象为打开止水夹，挤压空气囊，装置丙中气体由无色变为红棕色。(3)浓硝酸具有挥发性，且NO2与水反应生成硝酸，硝酸具有强氧化性，也能将碘离子氧化成单质碘，使溶液变蓝，对NO2的性质检验造成干扰。 答案：(1)溶液变蓝色 (2)打开止水夹，挤压空气囊，装置丙中气体由无色变为红棕色 (3)挥发出来的HNO3，以及NO2和水反应生成的HNO3，也可将I－氧化成I2，使溶液变蓝 10．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，设计了如下图所示的装置(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)工业上常用纯碱溶液来吸收NOx，有关反应的化学方程式为2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2、NO2＋NO＋Na2CO3===2NaNO2＋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，a、b应满足的关系为____________。Na2CO3溶液中溶质的物质的量浓度为________mol·L-1。 解析：(1)一氧化碳和一氧化氮在催化剂、加热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，故向装置Ⅱ中通入氧气时，一氧化氮与氧气反应生成红棕色的二氧化氮，因此装置Ⅱ中可观察到的现象为无色气体变为红棕色。(3)由于尾气中仍残留未反应的一氧化氮和一氧化碳，因此该装置的不完善之处是无尾气处理装置。(4)依据题意和质量守恒可知，该反应的化学方程式为2xCO＋2NOxN2＋2xCO2。(5)依据反应2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2、NO2＋NO＋Na2CO3===2NaNO2＋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，气体才能完全被Na2CO3溶液吸收。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。 答案：(1)检验CO是否转化为CO2　(2)无色气体变为红棕色　(3)无尾气处理装置　(4)2xCO＋2NOxN2＋2xCO2　(5)a∶b≥1∶1(或a≥b)　 11～13题每小题有一个或两个选项符合题意。 11．如下图所示，在注射器里吸入20 mL NO(标准状况下)，然后吸入5 mL水。若再吸入30 mL空气(标准状况，按O2占空气总体积的 计算)，夹住弹簧夹，让内外大气压相同，观察现象。下列叙述不正确的是(　　) A.可观察到注射器内气体由无色变成红棕色，最后变成无色 B.可观察到注射器的活塞缓缓向右移动 C.最终剩余气体体积约为36 mL D.所得硝酸的浓度约为0.1 mol·L-1(假设所得硝酸的体积与吸入水的体积相同) 解析：选BD。一氧化氮与氧气发生反应生成二氧化氮，二氧化氮与水发生反应生成硝酸和一氧化氮，反应的化学方程式分别为2NO＋O2===2NO2和3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，总反应的化学方程式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。注射器中一氧化氮的体积为20 mL，氧气的体积为30 mL×＝6 mL，标准状况下，气体体积之比等于物质的量之比，根据4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可知，氧气完全参与反应，参与反应的一氧化氮的体积为8 mL，最终剩余12 mL NO。注射器内气体先由无色变成红棕色，然后慢慢变浅，最终气体为无色，A项正确；反应后气体体积为12 mL＋(30 mL－6 mL)＝36 mL，气体体积减小，故反应过程中注射器的活塞缓缓向左移动，B项错误、C项正确；生成硝酸的物质的量为，故硝酸的浓度为≈0.07 mol·L-1，D项错误。 12．实验室以空气和镁为原料制备 Mg3N2 的装置如下图所示(夹持和加热装置略去)： 下列说法正确的是(　　) A.甲、乙中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸 B.若去掉丙，则对产品纯度无影响 C.实验时应先加热丙，通入一段时间空气后再加热丁 D.戊中碱石灰的作用是吸收尾气 解析：选AC。要制备氮化镁，需要除去空气中的氧气、CO2和水蒸气，甲、乙中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸，选项A正确；若去掉丙，则镁与氧气反应生成氧化镁，对产品纯度有影响，选项B错误；实验时，应先加热丙，通入一段时间空气除去氧气，再加热丁，选项C正确；戊中碱石灰的作用是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，避免进入丁中干扰实验，选项D错误。 13．(2025·济南高一统考)某化学研究小组设计利用硝酸工业尾气(只含NO、NO2)制备亚硝酸钠(NaNO2)的工艺流程如下。已知：NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O。 下列说法错误的是(　　) A．NO2是非电解质，所以其水溶液不能导电 B．用硝酸尾气制备的NaNO2中可能含有NaNO3 C．尾气中NO2的含量越高，NaNO2的纯度越低 D．标准状况下，a L的硝酸尾气用NaOH溶液完全吸收，至少消耗 mol NaOH 解析：选A。NO2是非电解质，但其溶于水生成的HNO3为电解质，故其水溶液能导电，A错误；从已知的两个化学方程式可以看出，尾气中NO2含量高于NO时，就有NaNO3生成，B正确；尾气中NO2的含量越高，生成的NaNO3越多，NaNO2的纯度越低，C正确；从已知的两个化学方程式可以看出，氮氧化物和氢氧化钠参与反应的比例均为1∶1，故消耗氢氧化钠的物质的量为 mol，D正确。 14．(2025·聊城高一月考)亚硝酸钠是一种工业盐，在生产、生活中应用广泛。现用下图所示装置(夹持装置已省略)及试剂，探究亚硝酸钠与硫酸反应及气体产物成分。 已知：①NO＋NO2＋2OH－===2NO＋H2O； ②气体液化的温度：NO2为21 ℃，NO为－152 ℃。　 (1)反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，排除装置中的空气，目的是_________________________________________________________ _________________________________________________________。 (2)该实验装置的明显缺陷是__________________________________。 (3)关闭弹簧夹，打开分液漏斗活塞，滴入70%硫酸后，A中产生红棕色气体。 ①确认A中产生的气体含有NO，依据的现象是 _________________________________________________________。 ②装置B的作用是__________________________________。 (4)通过上述实验探究过程，可得出装置A中反应的化学方程式：_________________________________________________________。 解析：(1)空气中的氧气能氧化NO，所以必须先排除装置中的空气，防止可能生成的NO被氧化成NO2，造成对装置A中反应气体产物检验不完全。 (2)该实验装置的明显缺陷是无尾气吸收装置，会导致氮氧化物直接排放到空气中造成污染。 (3)①已知气体液化的温度：NO2为21 ℃，NO为－152 ℃，若装置A中产生的气体含有NO，则经过装置B冷却后，进入装置C中的气体能和氧气反应生成红棕色气体，即装置C中出现红棕色气体。②NO2气体液化的温度为21 ℃，故装置B的作用是冷凝使NO2完全液化。 (4)装置A中亚硝酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、二氧化氮、一氧化氮和水，反应的化学方程式是2NaNO2＋H2SO4===Na2SO4＋NO2↑＋NO↑＋H2O。 答案：(1)防止可能生成的NO被空气中的氧气氧化 (2)无尾气吸收装置 (3)①装置C中出现红棕色气体　②冷凝使NO2完全液化 (4)2NaNO2＋H2SO4===Na2SO4＋NO2↑＋NO↑＋H2O 15．(1)某化学学习小组为探究NO2和SO2的反应，进行如下实验。 ①图甲两集气瓶中________(填“上”或“下”)瓶颜色深。 ②图乙中反应的现象是__________________________________ _________________________________________________________。 ③图丙中“有红棕色气体产生”说明SO2和NO2反应的产物中有________，说明NO2在该反应中表现________性。 ④由图乙和图丙中的现象写出NO2和SO2反应的化学方程式：_________________________________________________________ _________________________________________________________。 (2)某课外活动小组探究镁与NO2的反应。已知镁与CO2反应的化学方程式：2Mg＋CO22MgO＋C。 ①该小组类比Mg与CO2反应的思路对Mg与NO2的反应进行预测，写出Mg与NO2反应的化学方程式：_________________________________________________________。 ②设计实验验证猜测(用于连接玻璃管的乳胶管均内衬锡纸)。 资料信息：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。 ⅰ.装置A中的试剂是________。 ⅱ.干燥管和装置B的作用分别是______________________、_______________________________________________。 ⅲ.实验开始时正确的操作步骤顺序是________(填字母)。 a.通入NO2 b.打开弹簧夹 c.点燃酒精灯 d.当硬质玻璃管充满红棕色气体后，关闭弹簧夹 解析：(1)①NO2为红棕色气体，SO2为无色气体，故下瓶颜色深。③NO能被空气中的O2氧化成NO2：2NO＋O2===2NO2，“有红棕色气体产生”说明SO2和NO2反应的产物中有NO，体现了NO2的氧化性。(2)①由题意可知，Mg与NO2发生置换反应的化学方程式为4Mg＋2NO24MgO＋N2。②ⅰ.由资料信息可知，装置A中的试剂是NaOH溶液，作用是除去未反应的NO2。ⅱ.干燥管是尾气处理装置，作用是吸收NO2避免污染环境；装置B的作用是用排水法收集N2。ⅲ.实验开始时正确的操作步骤：b(打开弹簧夹)→a(通入NO2，排尽装置中的空气)→d(当硬质玻璃管充满红棕色气体后，关闭弹簧夹)→c(确认充满NO2后点燃酒精灯，开始加热)。 答案：(1)①下　②两气体混合后，颜色由红棕色变为无色 ③NO　氧化　④NO2＋SO2===NO＋SO3 (2)①4Mg＋2NO24MgO＋N2　②ⅰ.NaOH溶液　ⅱ.吸收NO2，避免污染环境　收集N2　ⅲ.badc 学科网（北京）股份有限公司 $