2020新教材高中化学课时作业3氮气与氮的固定一氧化氮和二氧化氮新人教版第二

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2020新教材高中化学课时作业3氮气与氮的固定一氧化氮和二氧化氮新人教版第二

课时作业3 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮 ‎ [学业达标]‎ ‎1.下列各项属于自然固氮的是(  )‎ A.植物从土壤中吸收含氮肥料 B.合成氨制取氮肥 C.豆科植物的根瘤将氮气转变成硝酸盐等含氮的化合物 D.仿生固氮 解析:A、B两项是化合态氮之间的转化,不属于氮的固定;C属于自然固氮;D属于人工固氮。‎ 答案:C ‎2.下列关于自然界中氮循环(如下图)的说法不正确的是(  )‎ A.氮元素均被氧化 B.工业合成氨属于人工固氮 C.含氮无机物和含氮有机物可相互转化 D.碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环 解析:A项,人工固氮合成氨反应中,氮元素的化合价降低被还原,错误;B项,工业合成氨属于人工固氮,正确;硝酸盐转化为蛋白质及经动物消化使蛋白质转化为氨气和铵盐,实现了含氮无机物和含氮有机物的相互转化,并且碳、氢、氧三种元素也参加了氮的循环,C、D正确。‎ 答案:A ‎3.下列关于氮气的说法中,错误的是(  )‎ A.通常情况下,氮气性质比较稳定 B.氮气可经一步反应转化成二氧化氮 C.通常情况下,氮气在水中的溶解度很小 D.跟氢气在一定条件下发生反应时,氮气是氧化剂 解析:N2不能一步转化为NO2,N2+O22NO,2NO+O2===2NO2。‎ 6‎ 答案:B ‎4.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:通过A、B两项都会生成CO2,导致引入新的杂质;浓H2SO4不与NO2反应,故不能除去NO中的NO2;由反应:3NO2+H2O===2HNO3+NO知,水洗可除去NO中的NO2。‎ 答案:C ‎5.下列关于NO的说法正确的是(  )‎ A.NO是酸性氧化物 B.NO只能通过人工合成 C.NO是大气污染,会形成酸雨 D.NO可以用向上排空气法收集 答案:C ‎6.把少量NO2气体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:少量NO2气体通入过量小苏打溶液中,逸出的气体是NO、CO2,二者物质的量比为1:2,同时还有少量水蒸气逸出,再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管,CO2与过氧化钠反应生成的O2与NO反应生成NO2,O2有剩余,同时逸出的少量水蒸气与过氧化钠反应生成O2,所以最后收集到的气体是NO2和O2。‎ 答案:C ‎7.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.一定是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 6‎ 解析: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C。‎ 答案:C ‎8.将40 mL NO2和NO的混合气体通入倒立于水槽中盛满水的试管里,充分反应后试管中剩余20 mL气体,则原混合气体中NO2和NO的体积比为(  )‎ A.2:1 B.1:3‎ C.3:1 D.1:1‎ 解析:3NO2+H2O===2HNO3+NO   ΔV ‎ 3 mL        1 mL   2 mL ‎ V(NO2)            (40 mL-20 mL)‎ =,解得V(NO2)=30 mL 所以原混合气体中V(NO)=40 mL-30 mL=10 mL,因此V(NO2) :V(NO)=30 mL:10 mL=3:1。‎ 答案:C ‎9.在一定条件下,将6体积的NO2(不考虑N2O4)和一定体积的NO置于试管中,并将试管倒置于水中,当通入4.5体积的O2充分反应后,剩余1.5体积气体,则原NO体积可能为(  )‎ ‎①3体积 ②4体积 ③5体积 ④5.5体积 ⑤2体积 A.③ B.⑤ C.④或⑤ D.②或⑤‎ 解析:本题的关键在于理解剩余的1.5体积气体,可能是一氧化氮,也有可能是氧气。若是一氧化氮,则氧气全部反应,二氧化氮完全反应用掉了1.5体积氧气,剩余3体积应该被一氧化氮消耗,所以一氧化氮体积为4体积+1.5体积=5.5体积;若剩余的为氧气,则这过程中一氧化氮消耗的氧气为1.5体积,所以一氧化氮的体积是2体积。‎ 答案:C ‎10.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.1.3 mL B.2.4 mL C.3 mL D.4 mL或1.2 mL 解析:(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。‎ 6‎ ‎②若剩余NO,则V剩=[12 mL-V(O2)-4V(O2)]=2 mL。‎ 解得V(O2)=1.2 mL。‎ 答案:D ‎11.无色的混合气体甲,可能含NO、CO2、NO2、N2中的几种,将一定量的甲气体经过下图实验的处理,结果得到酸性溶液,而几乎无气体剩余,则甲气体的组成为(  )‎ A.NO2、N2 B.NO、CO2‎ C.NO2、CO2 D.NO、CO2、N2‎ 解析:混合气体无色,气体中不含NO2,气体通过Na2O2后显红棕色,说明原混合气体中含有NO,且有与Na2O2反应生成O2的气体CO2,通入水中,溶液呈酸性,且几乎无气体剩余,说明原气体中不含N2。‎ 答案:B ‎ [等级突破]‎ ‎12.同温同压下,在3支相同体积的试管中分别充有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,试管中剩余气体体积分别为V1、V2、V3,则下列关系正确的是(  )‎ A.V1>V2>V3 B.V1>V3>V2‎ C.V2>V3>V1 D.V3>V1>V2‎ 解析:可假设试管体积均为2V,每种气体的体积均为V;当倒置于水槽中时:①中有反应:3NO2+H2O===2HNO3+NO,则剩余气体的体积V1=V;②中有反应:4NO2+O2+2H2O===4HNO3,则剩余O2的体积V2=V;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。‎ 答案:D ‎13.如图所示:在B水槽中装有500 mL水,容积为a mL的试管A充满了NO2和NO的混合气体(标准状况),将试管A倒插入B水槽的水中。充分反应后,试管A中剩余气体的体积为‎0.5a mL。‎ ‎(1)将A倒插入B槽中发生的反应为 6‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________,‎ 该反应中氧化剂与还原剂的质量比为________,原混合气体中NO2和NO的物质的量之比为________。‎ ‎(2)通过导气管C向剩余‎0.5a mL气体的试管A中持续通入氧气,A中可能观察到的现象是______________________。‎ ‎(3)当试管A中充满气体时停止通入氧气,然后将试管取出水槽,水槽B中溶液的物质的量浓度为________mol·L-1(设溶液的体积仍为500 mL)。‎ 解析:‎ ‎(1)试管A倒插入B水槽的水中后,发生反应3NO2+H2O===2HNO3+NO,氧化剂与还原剂均为NO2,质量比为1:2。根据题意有n(NO2)+n(NO)=[n(NO2)+n(NO)],n(NO2) :n(NO)=3:1。‎ ‎(2)试管A中剩余‎0.5a mL气体为NO,通入氧气后,发生反应2NO+O2===2NO2,3NO2+H2O===2HNO3+NO,可写为4NO+3O2+2H2O===4HNO3,无色气体变为红棕色气体,试管中液面不断上升至全充满,继续通入氧气后,试管中液面下降,最后充满无色气体(O2)。‎ ‎(3)试管中充满气体时,根据氮原子守恒,n(HNO3)=n(气体)=×10-3 mol,c(HNO3)== mol·L-1。‎ 答案:(1)3NO2+H2O===2HNO3+NO 1:2 3:1‎ ‎(2)无色气体变为红棕色,试管中液面不断上升至全充满。继续通入氧气后,试管中液面下降,最后充满无色气体 ‎(3) ‎14.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,并检查装置气密性,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:__________________________________________,产生此现象的化学反应方程式为________________________________________。‎ ‎(2)轻轻摇动烧瓶,观察到烧瓶中的现象为 ‎①________________________________________________________________________;‎ 6‎ ‎②________________________________________________________________________。‎ 产生此现象的化学反应方程式为 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 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 6‎
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