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
课后篇素养形成
夯实基础轻松达标
1.下列反应起到了固氮作用的是( ) A.工业上N2与H2在一定条件下合成NH3 B.NO与O2反应生成NO2 C.NH3被O2氧化成NO和H2O D.由NH3制备化肥NH4HCO3 答案A 解析由定义知,氮的固定是将大气中游离态的氮转化为氮的化合物。
2.发射卫星的运载火箭,其推进剂引燃后发生剧烈反应,产生大量高温气体从火箭尾部喷出。引燃后产生的高温气体主要是CO2、H2O、N2、NO,这些气体均为无色,但在卫星发射场看到火箭喷出大量“红烟”,产生“红烟”的原因是( ) A.高温下N2遇空气生成NO2 B.NO遇空气生成NO2
C.CO2与NO反应生成CO和NO2 D.NO与H2O反应生成H2和NO2 答案B 解析NO是一种极易被空气中O2氧化的气体,产物是红棕色气体NO2。
3.某氮的氧化物和一氧化碳在催化剂的作用下充分反应,生成氮气和二氧化碳。若测得氮气和二氧化碳的物质的量之比为1∶2,则该氮的氧化物是( ) A.N2O C.NO2 答案B
1
B.NO D.N2O5
解析设氮氧化物的化学式为NOx,由题意得:2NOx+2CO知,该氮氧化物为NO。
N2+2CO2。根据氧原子守恒可
4.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.N2、NO2、Br2 B.NO2、NO、N2 C.NO2、NO、O2 D.N2、O2、Br2 答案A 解析气体呈红棕色说明含有NO2和Br2中的至少一种,溶于水得橙色溶液说明气体中必定含有溴蒸气,所得无色气体遇空气重新变为红棕色说明无色气体含NO。由于NO2溶于水时生成HNO3和NO,原气体可能既有NO2也有Br2,A项正确。
5.在一定温度和压强下,将装有N2和NO2混合气体的试管倒立在水中,经足够长时间后,试管内气体体积缩小为原体积的,则原混合气体中N2与NO2的体积比是 A.2∶3 C.3∶5 答案A 解析NO2与水反应使气体的体积减小,设原混合气体的体积为5 mL,则: 3NO2+H2O
2HNO3+NO ΔV
3 V(NO2)
V(NO2)=3 mL
V(N2)∶V(NO2)=(5 mL-3 mL)∶3 mL=2∶3
6.某同学收集了一集气瓶红棕色气体,用玻璃片盖好,然后向其中加入少量水,振荡后变为无色,然后轻轻移开玻璃片使少量空气进入瓶内,气体又变为红棕色。 (1)集气瓶内红棕色气体是 。
(2)气体颜色变化的原因是 ,写出有关反应的化学方程式: 。 (3)在收集该红棕色气体时采用的方法是 。
1
35
( )
B.3∶2 D.5∶3
1
5 mL×(1-5)
3
2
答案(1)NO2
(2)NO2与H2O反应生成无色的NO;NO遇空气中的O2,与之发生反应生成红棕色的NO2 3NO2+H2O
2HNO3+NO、2NO+O2
2NO2
(3)向上排空气法
解析(1)NO2为红棕色气体;(2)NO2与H2O反应生成无色的NO,NO遇空气中的O2,与之发生反应生成红棕色的NO2;(3)密度大于空气的气体可采用向上排空气法收集。
提升能力跨越等级
1.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。 2.把3体积的NO2气体,依次通过下列3个分别装有足量①NaHCO3饱和溶液,②浓硫酸,③Na2O2的装置后,用排水法把残留气体收集到集气瓶中,集气瓶内气体应是(同温、同压下测定)( ) A.1体积NO
B.2体积NO2和0.5体积O2 C.2体积O2 D.0.25体积O2 答案D 解析①3体积的NO2通入NaHCO3溶液中发生反应3NO2+H2ONaHCO3+HNO3
2HNO3+NO、
NaNO3+H2O+CO2↑,生成2体积CO2和1体积NO;②1体积NO、2
体积CO2和水蒸气通过浓硫酸时,水蒸气被吸收,余下1体积NO和2体积CO2;③2体积
1
CO2与Na2O2发生反应2CO2+2Na2O2学方程式为2NO+O2反应4NO2+O2+2H2O
2Na2CO3+O2,生成1体积O2,NO与O2反应的化
2NO2,生成1体积NO2,剩余0.5体积O2,这两种气体通入水中,发生4HNO3,NO2完全反应,剩余0.25体积O2。
3.(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,试管完全被水充满,对原试管中盛装气体的说法正确的是( )
A.可能是N2与NO2的混合气体 B.可能是NO2气体
C.可能是NO2和NO的混合气体 D.只能是NO2一种气体 答案BC 解析由题意可知,试管最终完全被水充满,说明气体中没有N2。原试管中盛有的是红棕色气体,则一定含有NO2。若为纯净物,则只有NO2;若为混合物,则可能含有NO2和NO。
4.在标准状况下,将O2和NO2按1∶4体积比充满干燥烧瓶,把烧瓶倒置于水中,瓶内液体逐渐上升,假设烧瓶内溶液不向外扩散,最终烧瓶内溶液里溶质的物质的量浓度为( ) A.14 mol·L-1 C. mol·L-1 答案C 解析设烧瓶的体积为V L,则NO2的体积为5V L。根据反应4NO2+O2+2H2O
4
1
1
4
1281
B.5 mol·L-1 D. mol·L-1
142
4
4HNO3,又因
1
O2和NO2的体积比为1∶4,所以最终液体充满整个烧瓶,溶液的体积为V L,原NO2的物质的量为5V L÷22.4 L·mol-1=28V mol,所以硝酸的物质的量浓度为28 V mol÷V L=28 mol·L-1
。
5.某无色混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种。现将此混合气体通过品红溶液,品红溶液褪色;然后向剩余气体中通入空气,很快变为红棕色。则下列对原混合气体成分的判断中正确的是( ) A.肯定含有SO2和NO
1
B.肯定没有Cl2、O2和NO C.可能含有Cl2和O2 D.肯定含有Cl2和NO 答案A 解析因该混合气体无色,故可排除红棕色的NO2和黄绿色的Cl2;混合气体通过品红溶液,品红溶液褪色,说明含有SO2;向剩余气体中通入空气,很快变为红棕色,说明存在NO,则可推知一定不存在O2。故原混合气体中一定存在SO2和NO,肯定没有O2、NO2和Cl2。
6.同温同压下,在3支相同体积的试管中分别充满等体积混合的两种气体,它们是①NO和NO2、②NO2和O2、③NO和N2。现将3支试管均倒置于水槽中,充分反应后,试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3,则下列关系正确的是( ) A.V1>V2>V3 C.V2>V3>V1 答案D 解析可假设试管体积均为2V,则每种气体的体积均为V。当倒置于水槽中时:①中发生反应3NO2+H2O
2HNO3+NO,则剩余气体的体积V1=3V;②中发生反应4NO2+O2+2H2O
3
4
B.V1>V3>V2 D.V3>V1>V2
4HNO3,则剩余气体(O2)的体积V2=4V;③中气体与水不反应,故试管中气体体积V3=2V。综上所述:V3>V1>V2。
7.将V mL NO和NO2的混合气体通过水吸收后,得到无色气体A。将此无色气体A与等体积的O2混合,通过水充分吸收后,得到5 mL无色气体B,试回答: (1)A气体是 ,B气体是 。 (2)A气体的体积是 mL。 (3)V的取值范围是 。 答案(1)NO O2 (2)20 (3)20 解析(1)NO、NO2混合气体与水反应后只能得到无色气体NO,即A为NO。NO与O2等体积混合后与水反应,据4NO+3O2+2H2O 3 4HNO3知,剩余气体为O2。 (2)设A气体的体积为x,则x-4x=5 mL,x=20 mL。 (3)按极限取值法,若V mL气体全为NO,则V=20;若V mL气体全为NO2,则V=60,故其取值范围为20 1
2020-2021学年高一化学人教版(2019)必修2课时训练 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮 练习
