5.2 第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮-【无敌原创】2025-2026学年高中化学必修第二册同步课时卷

第二节 氮及其化合物 第1课时氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮 ■ 基础过关) 1.关于氨气的性质的说法中，错误的是 A.氮在自然界中既以游离态存在又以化合态存在 B.通常情况下，氮气性质很不活泼 C.可在氧气中燃烧生成一氧化氮 D.在反应3Mg+N2一Mg3N2中，N2作氧化剂 2.最新的病毒学研究证实，一氧化氮对SARS病毒有直接抑制作用。下列关于一氧化氮的叙述正确 的是 A.一氧化氨是一种红棕色气体 B.常温常压下，一氧化氨不能与空气中的氧气直接化合 h C.一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到 剂 D.一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集 烘 3.下列关于氮的氧化物的说法中正确的是 长 A.氨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 三 D.NO和NO2均有毒性，都属于大气污染物 那 4.不能实现下列物质间直接转化的元素是 单质 氧化物 氧化物 酸或碱 A.碳 B.氮 C.硫 D.铝 5.空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持 下列措施不利于“蓝天工程”建设的是 A.推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染 B.实施绿化工程，防止扬尘污染 C.研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染 D.加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应量 6.汽车尾气装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示，下列说法正确的是() NO、O 、N N0, 催化剂 A.反应中NO为氧化剂，N2为氧化产物 B.汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2 C.NO和O2必须在催化剂表面才能反应 D.催化转化的总反应为2NO+O2+4CO一4CO2+N2 7.A、B、C、D四支试管中分别充满NO、SO2、NO2、C2中的一种，把它们分别倒立于盛有水的水槽中， 充分放置后的现象如图所示。其中原试管充满NO2的是 A B C D 8.某化学学习小组为探究NO2和SO2的反应，特进行如下实验（如下图所示）。 干燥的S0, 气体 玻璃片 抽出 有红棕色 玻璃片 气体产生 .干燥的NO, 气体 甲 丙 (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 显 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： 。能力提升) 1.已知某厂排放的尾气中NO、NO2的体积比为1：1，该厂采用NaOH溶液来处理该尾气，处理后所 得溶液中只有一种含氮的钠盐。则该含氮的钠盐中，氮元素的化合价为 () A.-3 B.+1 C.+3 D.+5 2.工业废气中氮氧化物是主要污染物，为了治理污染，常通入NH3,发生反应NO,十NH3→N2十 H2O。现有NO、NO2的混合气体3L,用同温同压下3.5LNH3使其恰好完全转化为N2,则混合 气体中NO、NO2的物质的量之比为 () A.1:1 B.1:3 C.2:1 D.1:4 3.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，原来试管中盛装的不可能是 A.氮气与二氧化氮的混合气体 B.氧气与二氧化氮的混合气体 C.一氧化氮与二氧化氮的混合气体 D.二氧化氮一种气体 4.将盛有N2和O2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 5.三效催化剂是最常见的汽车尾气催化剂，其催化剂表面物质转化的关系如图所示，下列说法正确 的是 ( N2、H,0、C0, 还原 CO.CH, Ea(NO2 N0.、02 、储存 A.在转化过程中，氮元素均被还原 B.依据图示推出催化剂不参与储存和还原过程 C.还原过程中生成0.1molN2,转移电子数为0.5NA D.三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、NO,、C,H,三种成分的净化 6.将盛有12mLNO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2mL无色气体，则 原混合气体中O2的体积和剩余的2mL气体可能分别是 () A.1.2 mL,NO B.2.4mL,02 C.3.5mL,02 D.4 mL,NO 7.为了探究气态氧化物(SO2、NO2)的性质，某同学设计了一组实验： 用三只集气瓶收集满二氧化硫、二氧化氨气体，然后将其倒置在水槽中。分别缓慢通入适量O2或 C2,如图A、B、C所示。一段时间后，A、B装置的集气瓶中充满溶液，C装置的集气瓶中还有气体 剩余。 CL 0 B (1)写出装置B中反应的离子方程式： 无敌原创·同步课时卷化学·必修第二册 (2)假设该实验条件下，气体摩尔体积为aL·mol-1。则装置A的集气瓶中得溶液溶质的物质 的量浓度为 。(假设瓶内液体不扩散) (3)通入氧气前在C装置的水槽里滴加几滴紫色石蕊溶液，观察到的现象是 ,通入 氧气后，可能观察到的实验现象是 ,写出反应的总化学方程式： 8.(2022·陕西)研究氮的循环和转化对生产、生活有重要的价值。 I.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,其部分工艺流程如图： 石灰乳 硝酸工业 的尾气 吸收 过滤 无水Ca(N02)2 气体排放 滤渣 (1)上述工艺中采用气液逆流接触吸收（尾气从吸收塔底部进人，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 蕊 化学式)。 (2)生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中C(NO2)2会发生分解，产物之一是NO,据此信息， 牛 小明同学所写的离子反应方程式为2NO2+2H+一NO2十NO个+H2O,有同学认为上述离子 辨 方程式不正确，原因是 (用化学方程式表示)。 Ⅱ.氨氮废水的排放会加速藻类和其他浮游生物的大量繁殖，使水质恶化。利用微生物对氨氨废 水进行处理的流程如图： 亚硝 氨氮 低浓度氨氮废水 酸菌 硝酸菌 含硝酸废水 达标 废水 (NH、NH3·H,Oy ② ③ (H、NO) (④ 废水 已知：HNO2为弱酸，在书写离子方程式时不能拆。 (3)实验室制取NH3的化学方程式为 (4)过程②、③中，在微生物亚硝酸菌和硝酸菌作用下实现NH→NO2→NO5的转化，该过程称 为硝化反应。过程②在空气中进行，在亚硝酸菌的作用下，NH转化为HNO2的离子方程式 为 。1 mol NH可被 L(标准状况下) O2最终氧化成NO3。 (5)利用微生物处理氨氮废水的优点是(4)氢气具有还原性，能将黑色的CuO还原为红色的Cu,且生 成水，水能使无水硫酸铜变蓝色，所以如果有氢气，看到的现象 是：装置E中黑色粉末变红色，F中无水硫酸铜变蓝色。 8.(1)S02S03 (2)碱液（或氨水、氧化剂） (3)①2H2SO3+O2一2H2SO4 ②减小H2SO3+C12+HzO一H2SO,+2HCI (4)①③④ 【解析】(1)硫酸型酸雨是含硫物质燃烧生成的二氧化硫形成的， 依据流程分析可知二氧化硫催化氧化为三氧化硫，三氧化硫溶 于水生成硫酸，反应的过程为：S0,0S0,0,HS0,则A 物质的化学式为SO2,B物质的化学式为SO3。 (2)SO2是酸性氧化物，且SO2中硫元素显十4价，它可能升高 到十6价，具有还原性，作还原剂，依据氧化还原反应，需要加入 氧化剂实现转化，则可让工厂的烟道气通过碱溶液（如氨水）或 氧化剂（如酸性KMnO,溶液）而除去SO2,达到减少污染的 目的。 (3)①雨水的pH变小的原因是由于排放出来的SO2等气体溶 于水后生成H2SO3,H2SO3随雨水的下降，逐渐被空气中的氧 气所氧化，生成易电离的H2SO4,方程式为2H2SO3十O2 2H2SO,从而使雨水的酸性增强：②因氯气能氧化H2SO3生成 硫酸和盐酸，两者都是强酸，酸性增强，H减小，反应的化学方 程式为H2SO3+Cl2十H2O一H2SO十2HCI。 (4)少用煤作燃料、燃料脱硫、开发新的能源等措施可以减少二 氧化硫气体的排放，从而减少酸雨的形成，而土壤中加入石灰， 会引发土壤碱性增强且生成的亚硫酸钙难溶，易使土壤板结，即 ①③④正确。 第二节氮及其化合物 第1课时氮气与氨的固定 一氧化氮和二氧化氮 【基础过关】 1.C【解析】通常情况下，氮气的性质很不活泼，不具有可燃 性，在放电或高温条件下，能跟氧气反应。故选C。 2.C【解析】NO是一种无色难溶于水的气体，可以用排水法收 集；常温常压下，NO容易与氧气直接化合生成NO2。故选C。 3.D【解析】NO、NO2不是酸性氧化物，A错误；最高价氧化物 N2O中氮元素显十5价，处于氮元素的最高价态，只有氧化性， B错误；虽然NO2与H2O反应生成HNO3,但是N的价态发生 了变化，故NO2不是酸性氧化物，C错误；一氧化氮和二氧化氮 都有毒，易造成环境污染，D正确。故选D。 4.D【解析】碳可以先生成一氧化碳，后生成二氧化碳，再和水 反应生成酸，A正确；氮气和氧气反应生成一氧化氮，后生成二 氧化氮，和水反应时生成硝酸，B正确；硫和氧气反应生成二氧 化硫，后和氧气反应生成三氧化硫，再和水反应生成硫酸，C正 确；铝的氧化物只有氧化铝，D错误。故选D。 5.D【解析】A、B、C都是可采取的措施，在D中，若加大不可再 生资源石油、煤的开采，会造成资源缺乏，同时会使空气中SO2、 NOz的含量增加。故选D。 6.D【解析】反应过程中NO、O2为氧化剂，N2为还原产物；汽 车尾气中的N2不是污染物；NO和O2的反应不需要催化剂；根 据题中的图示，可将反应的过程分成如下两步写：2NO十O2 2NO2,2NO2十4CO-N2十4CO2,将两步反应式合并可得总反 应式为2NO十O2+4CO一4CO2+N2。故选D. 7.B【解析】NO不溶于水，对应D项；SO2易溶于水，对应A 项；NO2与水发生反应3NO2十H2O一2HNO3+NO,试管剩余 号的气体，对应B项：根据化学方程式C十H,0-HC十 HCIO和2HCIO一2HCI+O2个可知，充分反应后剩余的气体是 O2,且Cl2与O2满足关系式2Cl2~O2,对应C项。故选B。 8.(1)下 (2)两气体混合后，颜色消失 (3)NO氧化 (4)NO2+SO2=NO+SO3 【解析】图丙中反应生成的气体遇空气显红棕色，说明图乙中反 应生成了NO,即NO2和SO2反应，NO2转化为NO,表现氧化 性，而SO2则表现还原性，被氧化，S元素化合价升高，只能变成 十6价，应转化为SO3。 【能力提升】 1.C【解析】体积比为1：1的NO、NO2通入NaOH溶液中只 生成一种产物，反应后的化合价应介于十2价和十4价之间，应 为+3价，发生反应的化学方程式为NO十NO2十2NaOH一 2NaNO2+H2O。故选C。 2.B【解析】在相同条件下体积比等丁物质的量之比，设混合气 体中NO、NO2的物质的量分别是xmol和ymol,则x+y=3。 根据得失电子守恒可知2x+4y=3.5×3,解得x=0.75、y= 2.25,因此混合气体中NO、NO2的物质的量之比为1：3。故 选B。 3.A【解析】氨气不溶于水，在溶液中不能与氧气反应，水不能 完全充满试管；氧气与二氧化氮混合通入氧气，混合气体完全溶 解，水充满试管；一氧化氮与二氧化氮混合通入氧气，气体完全 溶解，水充满试管；二氧化氮通入氧气，气体完全溶解，水充满试 管。故选A。 4.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+H2O-2HNO3+NO△V 3 12 V x 2 解得兴vN)=v-Y-片，品- 44'(NO,)=3。故选C。 5.D【解析】在转化过程中，氮元素的化合价先升高到十5，再 降低到0，则应是先被氧化，再被还原，A错误；依据题图可知催 化剂参与了储存和还原过程，B错误；还原过程中生成0.1mol N2,不能确定N2由几价的N原子得电子生成，则转移电子数不 能确定，C错误；三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、NO,、 CH,三种成分的净化，D正确。故选D。 6.A【解析】解题依据的化学反应原理为4NO2十O2十 第二节氨及其化合物 2H2O=4HNO3、3NO2+H2O=2HNO3十NO。设O2的体积 第2课时氨和铵盐 为x。剩余的气体有两种可能：①若剩O2,则V剩=x 十(12mL-x)-2mL,解得x=4mL,B.C不正确.®若剩 (基础过关】 1.C【解析】A、B描述的为氨的物理性质，正确；氨和挥发性酸 N0,则Vs=专[12ml-)-4=2ml,解得x=1.2mL,D 挥发出的蒸气反应生成对应的盐，产生白烟，但是通人酸溶液 不正确。故选A。 中，只能得到盐溶液，C错误；氨水中共含有六种粒子，分别是 7.(1)Cl2+SO2+2H2O=4H++2C+SO H2O、NH3、NH3·H2O、NH、OH-和少量的H+,根据氮元素 守恒，D正确。故选C。 (2)mol L 2.D【解析】A.NH3极易溶于水，可用来做喷泉实验；B.氨水 (3)溶液呈浅红色溶液红色加深2SO2+O2十2HO一2HSO, 呈碱性，能使酚酞溶液变红；C.NH3极易溶于水，使烧瓶内的气 【解析】(1)NO2和O2,SO2和CL2按一定比例可完全溶解于水 压小于大气压，在压强差的作用下，烧杯中的水沿导管迅速向上 中形成溶液4NO2+O2+2H2O一4HNO3,SO2+C12+2H2O一 流动，从而形成喷泉；D.C2在水中的溶解度较小，不能用于做 2HC1十H2SO4,而SO2溶于水只有部分SO2与水反应SO2十 喷泉实验。故选D。 H2O一H2SO3,很少量的H2SO3消耗很少量的O2,2H2SO3+ 3.B【解析】大多数铵盐都易溶于水，但NHNO,中的N元 O2=2H2S04。 素，既有一3价也有+5价，所以不是所有铵盐中的N均呈一3 (2)设充满NO2的集气瓶容积为VL,n(NO2)= 价，故选B。 aL·mol7= 4.A【解析】检验铵盐的方法：将某固体（或其溶液）与强碱共 Ymol,倒置于水稽中通人O,形成mol HNO,溶液体积也 热，若产生刺激性气味的气体，且该气体能使湿润的红色石蕊试 纸变蓝，则原固体为铵盐（或其溶液）。故选A。 为VL,故集气瓶中HRO浓度为c(NO,)=V=日 -mol 1mlL1。 5.C【解析】氯化铵受热分解，分解时吸收热量，同时产生的气 体隔绝了空气。故选C。 (3)H2SO3是弱酸，滴加紫色石蕊溶液显浅红色，通人氧气后， 6.A【解析】实验室用铵盐与碱加热制取氨，常用NH4CI与 H2SO被氧化为H2SO,酸性增强，石蕊溶液所显红色变深。 Ca(OH)2反应，该反应是固体与固体的反应，因为有水生成，试 总反应为2S02十O2十2H2O一2H2SO4。 管口应略向下倾斜，③错误。将浓氨水加到CaO上，CaO与水 8.(1)使尾气中NO、NO2被充分吸收Ca(OH) 反应放出大量的热，使NH·H,O分解放出氨；加热浓氨水，加 (2)3NO2+H2O-2HNO+NO 快氨挥发，②④正确。氯化铵分解生成的NH3与HCI冷却后 (3)Ca(OH):+2NH.CI-A_CaCl+2NH,+2H.O 又生成NHCl,不能得到NH3,①错误。故选A。 (4)2NH+3O2-2HNO2+2H2O+2H+44.8 7.D【解析】从储气瓶导管长短及用水吸收R的防倒吸装置， (5)反应条件温和，过程中使用的物质无毒无害，最终产物无 可看出R应是一种比空气密度小，易溶于水的气体。故选D。 污染 8.(1)2NH,C+Ca(OH2△CaC+2NH,◆+2H,0 【解析】(1)气体上升液体下降，这样气液接触充分，使尾气中 (2)a氨的密度比空气的小 NO、NO2与石灰乳充分接触，NO、NO2被充分吸收；根据加人 (3)极易溶于水水溶液显碱性 的原料及生成物，只有Ca(OH)2微溶于水，所以滤渣的主要成 (4)②④ 分为Ca(OH)2。 【解析】(4)尾气处理时不能用密闭的装置，装置①不选，装置 (2)二氧化氨能与水发生反应生成硝酸，产物中不可能生成二氧 ②、④能防止倒吸，装置③会发生倒吸。 化氮，应该生成一氧化氮，二氧化氮和水反应的化学方程式为 【能力提升】 3NO2+H2O-2HNO3+NO. 1.C【解析】四种溶液中，能与Ba(OH)2溶液反应既生成白色 (3)实验室利用氢氧化钙和氯化铵在加热条件下制备氨气，方程 沉淀又生成刺激性气味气体的是(NH:)2SO4,只生成刺激性气 式为Ca(OH)2+2NH,C1△CaCl2+2NH,↑+2H,0. 味气体的是NH,Cl,只生成白色沉淀的是Na2SO4,无明显现象 (4)由流程图可知，在空气中铵根离子中一3价氮被氧化为亚硝 的是NaCl。故选C。 酸中十3价氮，离子方程式为：2NH十3O2一2HNO2+ 2.C【解析】喷泉实验产生的根本原因是烧瓶内外产生气压差， 2H2O+2H+;1 mol NH转化为NO5转移8mol电子，由电子 当把胶头滴管内的液体挤入烧瓶时，四选项均可产生气压差形 得失守恒，氧气转化为一2价的氧，需要2olO2反应，即体积 成喷泉，且HClI能完全溶于水，CO2完全与NaOH溶液反应 为V=nVm=2mol×22.4L/mol=44.8L。 4：1混合的NO2和O2能恰好发生反应，4NO2+O2+2H2O (5)由流程图可知，利用微生物处理氨氮废水的优点为反应条件 4HNO3,故均可使液体充满烧瓶，但NO2与H2O反应时有NO 温和，过程中使用的物质无毒无害，最终产物无污染。 生成，液体不能充满烧瓶。故选C。 51