3.3 氮的循环—高一化学鲁科版（2019）必修第一册同步课时训练
一、单选题
1．在日常生活中我们常接触到许多含氮的物质，如：、、、、，则这五种物质中氮元素显示的化合价共有( )
A.5种 B.6种 C.7种 D.4种
2．氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是( )
A.实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物：
B.工业制硝酸过程中的物质转化：
C.汽车尾气催化转化器中发生的主要反应：
D.实验室制备少量的原理：
3．部分含氮及氯物质的价类二维图如下，下列推断不合理的是( )
A.a和c可在一定条件下反应生成b
B.工业上通过a→b→d→e来制备
C.浓的溶液和浓的溶液反应可以得到
D.a和可在一定条件下反应生成b
4．下列装置用于实验室制取NO气体并回收，能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制NO气体
B.用装置乙收集NO气体
C.用装置丙进行NO的尾气吸收
D.用装置丁蒸干溶液获得固体
5．某小组探究Cu与反应，室温下，的稀硝酸遇铜片短时间内无明显变化，一段时间后才有少量气泡产生，向溶液中加入适量硝酸铜，无明显现象；浓硝酸遇铜片立即产生气泡，进一步操作如图：
已知：易溶于水，可部分发生反应。下列说法正确的是( )
A.铜与浓硝酸反应的离子方程式为
B.稀硝酸遇铜片产生气体为无色，该气体遇到空气不变色
C.硝酸铜对稀硝酸与铜反应具有催化作用
D.蓝色溶液B中的或对稀硝酸与铜的反应起催化作用
6．下列关于氮及其化合物的说法正确的是( )
A.实验中常用排水法收集气体 B.久置的浓硝酸浓度减小
C.的过程属于氮的固定 D.浓硝酸常温下不与铁反应
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
8．氮气及N的重要化合物的转化关系如图，则下列说法正确的是( )
A.路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是工业生产硝酸的主要途径
B.反应①②③均需要使用催化剂
C.路线Ⅲ的另一种反应物为水时，每1mol参与反应，转移电子数目为
D.已知某条件下，该条件下每合成1mol放出的热量为46.2kJ
9．由下列实验操作所对应的现象得出的结论正确的是( )
选项 实验操作 现象 结论
A 在某未知盐溶液中加入浓浴液并加热 产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 该未知溶液中存在
B 加热盛有固体的试管 试管底部固体减少，试管口有晶体凝结 加热时固体发生升华
C 常温下将片放入浓硝酸中 无明显变化 常温下，与浓硝酸不反应
D 向装有溶液的试管中加入稀 在管口观察到红棕色气体 分解有生成
A.A B.B C.C D.D
10．下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论正确的是( )
① ② ③
A.由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体
B.红棕色气体表明②中木炭与浓硝酸发生了反应
C.③的气体产物中检测出，能由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
D.由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为氧化产物
二、多选题
11．一定条件下，下列物质与足量的浓硝酸反应且硝酸只表现氧化性的是( )
A.氨气 B.木炭 C.磁性氧化铁 D.亚硝酸钠
12．实验室可选用下列装置和试剂制备氨气，并干燥、收集和处理尾气。下列说法正确的是( )
A.①和②均可用于实验室制备氨气
B.③中盛有碱石灰可用于干燥氨气
C.④可用于收集氨气，气流方向为左进右出
D.⑤中盛有稀硫酸可用于氨气的尾气处理
三、填空题
13．按要求填空。
（1）在一些饮料中可作为添加剂，但应严格控量。某兴趣小组将酸性溶液滴加到葡萄酒试样中，根据消耗酸性溶液的量来测定葡萄酒中的浓度，测定的依据是_______（用离子方程式表示），该方法_______（填“合理”或“不合理”），理由是_______。
（2）氨既是一种重要的化工产品，又是一种重要的化工原料。如图为合成氨以及氨催化氧化制硝酸的流程示意图。请回答下列问题。
①常用作保护气（如填充灯泡、焊接保护等），原因是_______。
②氧化炉中发生反应的方程式为_______。
③A为_______（填化学式），向吸收塔中持续通入A的作用为_______。
④为避免硝酸工业尾气中氮的氧化物（以为例）污染环境，可在“尾气处理装置”中盛装NaOH溶液，相关反应的化学方程式为_______。
⑤汽车尾气中含有NO，NO产生的原因是_______（用化学方程式表示）。
14．将9.6g铜与150mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的和混合气体在标准状况下的体积为4.48L。请回答：
（1）上述反应电子转移的物质的量为___________mol；
（2）铜完全溶解后，消耗的硝酸的物质的量为___________mol；
15．已知氨可以与灼热的氧化铜反应生成氮气和金属铜，用下面示意图中的装置可以实现该反应。
A中装有的和混合物在加热条件下，可以发生反应生成、和。
试回答下列问题：
(1)B中加入的物质是碱石灰(CaO和NaOH的混合物)，其作用是____。
(2)实验时在C中观察到的现象是____，发生反应的化学方程式是_____。
(3)实验时在D中观察到的现象是____，收集到的物质是____。
参考答案
1．答案：B
解析：根据单质中元素的化合价为0，属于单质，故中氮元素的化合价为0；
氧元素显-2价，、NO中氮元素的化合价分别显+4价、+2价；
钠元素显+1价，氧元素显-2价，设NaNO2中氮元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得（+1）+x+（-2）×2=0，则x=+3价；
硝酸铵是由铵根离子和硝酸根离子构成的；铵根的化合价为正一价，其中氢元素化合价为正一价，设铵根中氮元素化合价为x，则x+（+1）×4=+1，x=-3；硝酸根的化合价为负一价，其中氧元素的化合价为负二价，设硝酸根中氮元素化合价为y，则y+（-2）×3=-1，y=+5；
综上所述，这六种物质中氮元素显示的化合价共有-3、0、+2、+3、+4、+5六种；
故选B。
2．答案：B
解析：稀硝酸与铜反应生成无色的NO气体，NO与反应生成红棕色的气体，实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物可通过气体颜色的变化进行探究，A正确；NO与水不反应，B错误；汽车尾气催化转化器可使尾气中的NO和CO反应生成无污染的和，C正确；实验室制备少量可用与共热的方法，D正确。
3．答案：B
解析：A.和NO可在一定条件下可以发生归中反应生成，A正确；
B.工业上通过，，，即来制备，B错误；
C.可通过反应得到氯气，C正确；
D.氨气中的氮-3价，有还原性，氯气有氧化性，两者可在一定条件下反应生成，D正确；
故选B。
4．答案：B
解析：用装置甲制NO时，气体会从长颈漏斗中逸出，故不能用装置甲制NO气体，故A错误；NO不与水反应，可用装置乙收集NO，故B正确；NO不与氢氧化钠溶液反应，不能用装置丙进行NO的尾气吸收，故C错误；加热促进铜离子水解，且生成的稀硝酸易挥发，应在蒸发过程中不断滴加稀硝酸抑制铜离子水解，故D错误。
5．答案：D
解析：本题考查铜与浓硝酸的反应等。铜与浓硝酸反应生成，离子方程式为，A错误；稀硝酸遇铜片产生气体为无色的NO，该气体遇到空气变为红棕色的，B错误；通过对比实验，向溶液中加入适量硝酸铜，无明显现象，说明硝酸铜对该反应没有催化作用，C错误；通过控制变量，蓝色溶液B中加水稀释后硝酸浓度为的稀硝酸，与初始稀硝酸反应进行对比，反应速率快，只能考虑为溶解的或新生成的起催化作用，D正确。
6．答案：B
解析：能与水反应，不能用排水法收集，只能用向上排空气法收集，A项错误；浓硝酸有挥发性，久置的浓硝酸会变为稀硝酸，浓度减小，B项正确；氮的固定是指游离态的氮转化为含氮化合物，C项错误；常温下，浓硝酸与铁发生钝化，钝化是化学变化，D项错误。
7．答案：C
解析：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，和在放电条件下生成NO，，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．答案：D
解析：工业制硝酸的主要途径为氨的催化氧化、NO氧化成、二氧化氮与水反应生成硝酸，路线为，A项错误；NO转化为不需要催化剂，B项错误；二氧化氮与水反应的方程式为，3mol参与反应转移2mol电子，则1 mol参与反应转移mol电子，转移电子数为，C项错误；由反应方程式可知，合成2mol放出热量92.4kJ，则合成1mol放出热量46.2kJ，D项正确。
9．答案：A
解析：
A.能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气，某溶液中加入NaOH浓溶液并加热产生氨气，说明溶液中有铵根离子，A正确；B.加热盛有的试管，受热分解为氨气和HCl，氨气和HCl在试管口遇冷又生成，故不是的升华，B错误；C.铝在浓硝酸中钝化，在表面形成一层致密的氧化膜，阻止内部金属继续反应而不是不反应，C错误；D.酸性条件下，硝酸根离子将亚铁离子氧化为铁离子、硝酸根离子被还原为NO，NO和氧气生成二氧化氮气体，不是硝酸分解，D错误；故选A。
10．答案：A
解析：A.①只能发生浓硝酸的分解反应，，所以产生的气体一定是混合气体，A正确；
B.②产生红棕色气体，可能是木炭与浓硝酸发生了反应，也可能是浓硝酸发生了分解反应，B错误；
C.③的气体产物中检测出，可能是木炭与空气中氧气发生了反应，不能说明木炭一定与浓硝酸发生了反应，C错误；
D.由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的为还原产物，D错误；
故选A。
11．答案：B
解析：
12．答案：BC
解析：
13．答案：（1）；不合理；葡萄酒中存在乙醇，乙醇易被酸性高锰酸钾氧化使溶液褪色
（2）中存在N≡N，所以的化学性质稳定常用作保护气；；；氧气与NO和水发生化学反应生成，目的是氧化NO，使NO尽量充分转化为；；
解析：（1）①酸性具有强氧化性能与气体发生氧化还原反应而褪色，发生反应的离子方程式为：；②不合理；③葡萄酒中存在乙醇，乙醇易被酸性高锰酸钾氧化使溶液褪色；
（2）①氮的原子序数为7，最外层为五个电子，中存在N≡N，所以的化学性质稳定常用作保护气；②合成塔中产生，氨气在氧化炉中发生催化氧化，反应的方程式为：；③A为空气中的；
氧气与NO和水发生化学反应生成，目的是氧化NO，使NO尽量充分转化为；④气体可污染环境，尾气处理装置中加入NaOH溶液，吸收的化学方程式为：；⑤汽车发动机在高温高压放电的条件下空气中的与发生反应生成NO，化学方程式为：。
14．答案：（1）0.3
（2）0.5
解析：（1）铜与浓硝酸反应，，则失去的电子数为；故答案为：0.3；
（2），，，；故答案为：0.5。
15．答案：(1)干燥氨气
(2) 固体由黑变红，有液滴产生；
(3) 产生无色液体；氨水
解析：（1）和混合物在加热条件下，可以发生反应生成、和，所以B装置中的碱石灰需要除水蒸气；故答案为：干燥氨气；
（2）C装置中发生氨与灼热的氧化铜反应生成氮气和金属铜的反应， 观察到黑色固体逐渐变红，有液滴产生；故答案为：固体由黑变红，有液滴产生；
（3）氨气还原氧化铜之后剩余的氨气和产生的水蒸气在冷凝时会形成氨水，则D中观察到的现象是产生无色液体，收集到的物质是氨水；故答案为：产生无色液体；氨水。
