5.2 氮及其化合物
课堂例题
例1(易)
1．下列关于N2的说法错误的是
A．通常情况下，N2的性质很稳定，所以N2可在电焊时作保护气
B．氮气的电子式为
C．N2的质量约占空气总质量的
D．氮气的结构式为N≡N
例2(中)
2．在自然界中只以化合态存在的元素是
A．C B．N C．S D．Cl
例1(易)
3．下列关于氮气的说法错误的是
A．氮气在通常情况下不燃烧，也不支持燃烧，不能供给呼吸
B．液氮可用于医学和高科技领域，制造低温环境
C．利用氮气的稳定性，工业上用来替代稀有气体作焊接金属的保护气
D．在高温高压、催化剂条件下与氢气反应时，氮气作还原剂
例2(中)
4．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．医学上常用液氮作冷冻剂，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H2体现还原性
D．电闪雷鸣的雨天，雨水中会含有一定量的硝酸，其中可能发生的反应有N2+2O22NO2
例1(易)
5．下列叙述与氮的固定无关的是
A．工业合成氨
B．工业上将氨转化为硝酸和其他含氮化合物
C．豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为含氮化合物
D．电闪雷鸣的雨天，空气中的氮气会与氧气发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收
例2(中)
6．下图是自然界中的氮循环过程，下列有关叙述错误的是
A．反应①、②及工业合成氨均属于氮的固定
B．反应③的反应方程式为
C．反应④中，生成，至少需要提供
D．过程中参与循环的元素有氮元素，还有氢和氧元素
例1(易)
7．NO分子会污染空气。近年来，科学家发现少量的NO在生物体内许多组织中存在，它有扩张血管、提高免疫、增强记忆力的功能，而成为当前生命科学的研究热点。下列关于一氧化氮的叙述正确的是
A．一氧化氮是酸性氧化物，会形成酸雨
B．常温、常压下，一氧化氮只能通过人工合成
C．一氧化氮为无色气体，在与O2反应中体现还原性
D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集
例2(中)
8．沸石分子筛选择性催化还原的循环过程如图所示。下列说法正确的是
A．反应过程中催化剂未参与电子得失 B．步骤一中与的物质的量之比为
C．每生成理论上消耗 D．所有步骤均有氧化还原反应发生
例1(易)
9．下列关于NO2的说法中，正确的是
A．常温常压下为无色气体
B．NO可与O2反应生成NO2
C．密度比空气小
D．能用排水法收集
例2(中)
10．在NO2与水的反应中，下列说法错误的是
A．H2O中各元素的化合价不发生变化
B．反应生成的气体在空气中能稳定存在
C．3molNO2完全反应转移电子的物质的量为2mol
D．NO2既是氧化剂，又是还原剂
例1(易)
11．有一倒置于水槽且装满水的容器，向其中依次通入一定体积的NO2、NO和O2，充分反应后，若容器中仍充满溶液，则通入的NO2、NO和O2的体积比可能是
A．1∶1∶2 B．4∶3∶2
C．4∶16∶13 D．4∶3∶4
例2(中)
12．如图所示，在注射器里吸入，然后吸入5mL水。若再吸入30mL空气(按体积占计算)，夹住弹簧夹，观察现象(不考虑摩擦力，即所有操作都在常温常压下进行)。已知常温常压下，气体摩尔体积为，下列说法错误的是
A．最终剩余气体中NO体积为12mL
B．可观察到注射器的活塞缓缓向左移动，最终活塞最左端停在约36mL刻度处
C．可观察到注射器内气体由无色变成红棕色，最后变成无色
D．若反应前后液体体积不变，所得硝酸溶液的浓度约为
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】A．由于构成氮气分子的两个氮原子间是氮氮三键，键能很大，所以通常情况下，N2的性质很稳定，所以N2可在电焊时作保护气，故A正确；
B．氮原子最外层有5个价电子，两个氮原子间共用三对电子，可以使得每个氮原子都达到8电子稳定结构，则氮气的电子式为 ，故B正确；
C．在空气中氮气的体积分数约为 ，不是质量分数，故C错误；
D．把电子式中的共用电子对该成短线即为结构式，则氮气的结构式为N≡N，故D正确；
故选C。
2．D
【详解】A．金刚石、石墨都是碳的单质，在自然界中存在单质，选项A错误；
B．空气中存在氮气，氮可以单质形成存在，选项B错误；
C．火山喷口附近有硫单质，选项C错误；
D．氯气性质活泼，在自然界中只能以化合态存在，选项D正确；
答案选D。
【点睛】本题综合考查元素化合物知识，侧重于物质的存在形成的考查，难度不大，注意硫、碳在自然界中的存在形成，学习中注意积累，根据物质的性质判断，空气中可存在氮气、火山喷口附近有硫单质、金刚石、石墨都是碳的单质。
3．D
【详解】A．氮气的化学性质很稳定，在通常情况下不燃烧，也不支持燃烧，不能供给呼吸，A项正确；
B．液氨汽化吸热，可用于制造低温环境，B项正确；
C．氮气的化学性质很稳定，可用作焊接金属的保护气，C项正确；
D．氮气与氢气生成氨气的反应中，N的化合价从0降低到，作氧化剂，D项错误；
答案选D。
4．C
【详解】A．氮气性质稳定的原因是两个氮原子之间的作用力比较强，破坏这种作用力时需要很高的能量，A错误；
B．液氮汽化时需要吸收大量的能量，使周围环境温度降低，与其化学性质的不活泼性无关，B错误；
C．反应的化学方程式为，反应中氢元素化合价升高，氢气作还原剂，C正确；
D．N2和O2在放电条件下生成NO，不能直接生成NO2，D错误；
故选C
5．B
【分析】氮的固定是指将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。
【详解】A．工业合成氨属于氮的固定，属于人工固氮，故A不选；
B．工业上将氨转化为硝酸和其他含氮化合物，属于含氮化合物之间的相互转化，与固氮无关，故选B；
C．豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为含氮化合物，属于微生物固氮，故C不选；
D．电闪雷鸣的雨天，空气中的氮气会与氧气发生反应生成一氧化氮，属于自然固氮，故D不选。
答案选B。
6．C
【详解】A．氮的固定是游离态氮元素转化为化合态氮元素的过程，反应①、②及工业合成氨都是游离态氮元素转化为化合态氮元素的过程，均属于氮的固定，故A正确；
B．由图可知，反应③为一氧化氮与氧气和水反应生成硝酸，反应的化学方程式为，故B正确；
C．由图可知，反应④为在硝化细菌作用下氨气与氧气反应生成硝酸根离子的反应，由得失电子数目守恒可知，生成1mol硝酸根离子需要提供氧气的物质的量为1mol×2=2mol，故C错误；
D．由图可知，自然界中的氮循环过程中参与循环的元素有氮元素，还有氢和氧元素，故D正确；
故选C。
7．C
【详解】A．能和碱反应生成盐和水的氧化物是酸性氧化物，一氧化氮和碱不反应，所以是不成盐氧化物，A错误；
B．电闪雷鸣的雨天， N2和O2在放电条件下生成NO，N2+O22NO，B错误；
C．一氧化氮是一种无色气体，具有还原性能被氧气等氧化剂氧化，氧化后产生二氧化氮，C正确；
D．一氧化氮是一种无色、难溶于水的气体，在空气中易被氧化成红棕色的二氧化氮，故一氧化氮能用排水法收集，不能用排空气法收集，D错误；
故选C。
8．C
【分析】
由图知，步骤一的反应为4Cu++O2+2H2O=4，步骤二的反应为+NO=Cu++HONO，步骤三的反应为HONO+NH3=NH4NO2，步骤四的反应为NH4NO2=N2+2H2O；总反应为4NO+O2+4NH3=4N2+6H2O。
【详解】
A．步骤一中Cu+与O2、H2O反应生成，Cu元素的化合价由+1价升至+2价，Cu+失去电子、被氧化，A项错误；
B．步骤一的反应为4Cu++O2+2H2O=4，O2与H2O的物质的量之比为1∶2，B项错误；
C．根据总反应4NO+O2+4NH3=4N2+6H2O知，每生成1molN2理论上消耗0.25molO2，C项正确；
D．步骤三的反应中元素的化合价没有变化，没有氧化还原反应发生，D项错误；
答案选C。
9．B
【详解】常温常压下NO2为红棕色气体，密度比空气大，易溶于水，不能用排水法收集，排除A、C、D；NO可与O2反应生成NO2， B正确。
故选B。
10．B
【分析】NO2与水反应的化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO，据此分析解答。
【详解】A．H2O中H、O元素的化合价反应前后没有发生变化，A正确；
B．反应生成的NO立即会和空气中的氧气反应生成NO2，因而不能稳定存在，B错误；
C．3molNO2完全反应转移2mol电子，C正确；
D．NO2中+4价N元素，部分化合价升高到+5价，部分降低到+2价，则NO2既是氧化剂，又是还原剂，D正确；
故选B。
11．C
【分析】反应后容器中仍充满溶液，说明没有气体剩余，根据反应：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3、4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3进行判断。
【详解】A．若NO2为1体积，NO为1体积，则消耗=1体积O2，故NO2、NO和O2的体积比为1∶1∶1，A项不符合题意；
B．若NO2为4体积，NO为3体积，则消耗体积O2，故NO2、NO和O2的体积比为4∶3∶，B项不符合题意；
C．若NO2为4体积，NO为16体积，则消耗=13体积O2，故NO2、NO和O2的体积比为4∶16∶13，C项符合题意；
D．若NO2为4体积，NO为3体积，则消耗=体积O2，故NO2、NO和O2的体积比为4∶3∶，D项不符合题意；
故选C。
12．B
【详解】A．30mL空气中氧气体积为30mL×=6mL，根据方程式：2NO+O2=2NO2，20mLNO消耗12mL，生成NO2的体积为12mL，NO2再与水反应，3NO2+H2O=2HNO3+NO，生成NO为12mL×=4mL，所以最后剩余NO为(20-12+4)mL=12mL，A正确；
B．注射器内气体减少，所以注射器的活塞缓缓向左移动，体积为剩余的NO、N2和水的体积，约为41mL，B错误；
C．NO是无色气体，NO2是红棕色气体，所以注射器内气体由无色变成红棕色，最后变成无色，C正确；
D．根据A中分析可知，若反应前后液体体积不变，生成硝酸的物质的量浓度为：，D正确；
故选B。
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