2024-2025学年高一化学苏教版必修二课时作业 氮的固定
一、单选题
1．氮元素在海洋中的循环是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程如图所示。下列关于海洋氮循环的说法正确的是( )
A.海洋中的氮循环起始于氮的氧化
B.海洋中存在游离态的氨
C.海洋中的反硝化作用需要有氧气的参与
D.向海洋中排放含的废水会影响海洋中的含量
2．某无色混合气体可能含有中的几种，将一定量该混合气体经过如图所示实验处理，得到酸性溶液，且几乎无气体剩余。该混合气体的组成为( )
A. B. C. D.
3．下列不属于氮的固定过程的是( )
A.工业合成氨
B.雷雨天气中，与在闪电作用下转化为NO
C.硝酸见光分解
D.豆科植物根瘤菌吸收氮
4．氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中的氮循环起始于氮的固定，循环过程可用如图表示。下列关于海洋氮循环的说法不正确的是( )
A.海洋中存在游离的氮
B.海洋中的氮循环起始于氮的氧化
C.海洋中的氮循环属于固氮作用的一步是②
D.向海洋排放含的废水会影响海洋中的含量
5．三元催化剂能同时实现汽车尾气中的CO、、三种成分的净化，其催化剂表面物质转化的关系如图所示。借助红外光谱确定化合物X中含有。下列叙述错误的是( )
A.加装三元催化设备可减少对大气的污染
B.该转化过程涉及氮的固定
C.BaO或X是该转化过程的催化剂
D.化合物X可能是
6．2022年1月7日，PLOS Biology在线发表了关于玉米生物固氮的研究，为减少化肥使用和发展绿色农业提供重要的理论指导。下列反应中，属于氮的固定的是( )
A.由氨制成碳酸氢铵或硫酸铵 B.与反应生成
C.NO和反应生成 D.和在一定条件下合成氨
7．NO对心脑血管系统功能的改善具有重要作用。下列关于NO的描述不正确的是( )
A.不溶于水
B.可由氮气和氧气在放电条件下反应生成
C.常温下能与氧气化合
D.红棕色气体
8．过多的植物营养物质如尿素等进入水体会恶化水质，导致“水华”现象。尿素属于( )
A.磷肥 B.氮肥 C.钾肥 D.复合肥料
9．某化学兴趣小组通过查阅文献，设计了从阳极泥（成分为Cu、Cu2S、Au、Pt）中回收贵重金属的工艺，其流程如图所示。已知：“酸溶”时Pt、Au分别转化为和，下列判断错误的是( )
A.“焙烧”时，转化为的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：2
B.“酸漫氧化”时，的作用之一是防止排放到空气中污染环境
C.“酸演”时，金溶解的离子方程式为
D.有机层中国收的金盾元素是，萃取分液用到的玻璃仪器是分液漏斗和烧杯
10．部分含氮物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.实验室可用排水法收集e
B.属于人工固氮的过程
C.将c和e通入到强碱溶液中，可生成d
D.工业上可用气体a、空气和水为原料生产f
二、填空题
11．工业或机动车尾气中的会造成环境问题，可用多种方法脱除。
（1）碱液吸收：石灰乳可吸收硝酸工业的尾气（含NO、），获得副产品。
①等物质的量的NO与被吸收，反应的化学方程式为________。
②该工艺需控制NO和的物质的量之比接近1:1，若，则会导致________；若，则会导致__________。
（2）还原法：尿素水溶液热解产生的发生催化反应，可去除尾气中的。与转化生成的反应中，当生成时，转移的电子数为_______mol。
（3）氧化法：“”试剂可将NO氧化为可溶的。
①催化分解产生具有很强氧化性的，将NO氧化为的机理如图所示，Y的化学式为_______。
②NO脱除率随温度的变化如图所示，温度高于120 ℃时，NO脱除率随温度升高呈现下降趋势的主要原因是_______。
12．氮、磷元素的单质和它们的化合物用途广泛，与生产、生活有密切关系。
请回答下列问题。
（1）下列属于氮的固定的是___________。
a.工业上和合成
b.催化氧化生成NO
c.和放电条件下生成NO
d.与灼热的氧化铜反应生成
（2）（联氨）可用作喷气式发动机推进剂、火箭燃料，可由次氯酸钠与氨反应制取，其化学反应方程式为___________。
（3）三氟化氮（）是一种无色、无味的气体，是微电子工业技术的关键原料之一，在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应，该反应的产物有：HF、NO和。
①写出该反应的化学方程式：___________，反应中生成0.2mol，转移的电子数目为___________（表示阿伏加德罗常数的值）。
②无色、无臭，可一旦在空气中泄漏，却易于发现，判断该气体泄漏的现象是___________。
（4）是一种性能优异的无机非金属材料，它的熔点高硬度大，电绝缘性好，化学性质稳定，但生产成本较高。根据以上描述推测可能有哪些用途___________。
a.制作坩埚
b.用作建筑陶瓷
c.制作耐高温轴承
d.制作切削刀具
（5）磷元素可以形成多种含氧酸。
①已知4.0gNaOH最多可中和100mL1溶液，则是___________（填“正盐”或“酸式盐”）。
②已知常温下酸性：，则与足量溶液混合的离子反应方程式为___________。
13．氮及其化合物在生产生活中有着广泛的应用，但同时随意排放氮的化合物也会造成环境污染问题。
Ⅰ.某研究性学习小组设计用如图所示实验装置(夹持仪器省略)制取干燥的氨气并验证具有还原性，请回答下列问题：
(1)实验室制备氨气有多种方法，现欲用与熟石灰反应制取，则甲中的气体发生装置为 (从Ⅱ中选用)
(2)装置丙用于收集，应将导管 (填“a”或“b”)延长至集气瓶底部，装置乙中盛放的试剂为 。
Ⅱ.氨是工业生产硝酸的重要原料，请根据以下工业制硝酸的原理示意图回答含氮化合物相关的问题：
(1)氨气在“氧化炉”中所发生反应的化学方程 。
(2)“吸收塔”尾部会有含、等氮氧化物的尾气排出，为消除它们对环境的破坏作用，通常用以下两种方法处理：
①纯碱溶液吸收法。纯碱吸收的反应原理为：______________________(请完成离子方程式)。
②氨转化法。已知7mol氨恰好能将含和共6mol的混合气体完全转化为，则混合气体中和的物质的量之比 。
Ⅲ.国家规定地下水中氦氧化物的排放标准不超过。氮氧化物可以用酸性硫酸亚铁溶液来吸收，反应原理为；。现测定某地下水脱硝过程中氦氧化物的排放量：收集排放的气体，缓慢通过酸性溶液(过量)，充分反应，量取吸收气体的溶液置于锥形瓶中，用酸性溶液反应过量的(还原产物为)，重复上述实验操作3次，平均消耗酸性溶液的体积为。试通过计算分析地下水脱硝过程中氮氧化物的排放是否符合国家标准 。(已知与酸性溶液不反应)。
三、实验题
14．自然界中的氮循环部分过程如图所示，回答下列问题：
（1）①自然界中实现路径Ⅰ的固氮方式可能是___________(任写一种)。
②在哈伯等科学家的努力下，路径Ⅱ已实现工业大规模合成氨，反应方程式为___________。
（2）①实验室制的化学方程式为___________；
②干燥氨气不可以选用的试剂是___________(填字母)。
a．浓硫酸b．碱石灰c．NaOH固体
（3）除反硝化作用外，铵态氮()与亚硝态氮()也可以在细菌的作用下转化为氮气。请写出所涉及的离子反应方程式___________。该反应中，当产生0.02mol氮气时，转移电子的物质的量为___________。
（4）工业制硝酸时尾气中含有NO、，可用以下两种方法吸收：
①水吸收法。请用化学方程式说明用水吸收的缺陷___________。
②NaOH溶液吸收法。发生的反应有：、。用不同浓度NaOH溶液吸收含量不同的尾气，氮氧化物吸收率与NaOH浓度间的关系如图所示(α表示尾气里的含量)：
ⅰ.根据图中得知___________(填字母)。
a．NaOH溶液浓度越大，氮氧化物的吸收率越大
b．含量越大，氮氧化物的吸收率越大
ⅱ.当α小于50%时，加入能提升氮氧化物的吸收率，原因是___________
参考答案
1．答案：D
解析：由题图可知，海洋中的氮循环起始于（氮的还原），A项错误；海洋中的氮元素以化合态存在，B项错误；反硝化作用中氮元素化合价降低，被还原，而是常见的氧化剂，故不需要有的参与，C项错误；若向海洋中排放含的废水，会使增多，反硝化作用增强，海洋中增多，从而影响海洋中的含量，D项正确。
2．答案：B
解析：
3．答案：C
解析：A.工业合成氨是氮气和氢气在适宜条件下合成氨，氮由游离态转化为化合态，属于氮的固定，A正确；
B.雷雨闪电时，氮气和氢气合成氨气，氮由游离态转化为化合态，属于氮的固定，B正确；
C.硝酸见光分解属于不同化合态的氮之间的转化，C错误；
D.根瘤菌把氮气转化为氨，氮由游离态转化为化合态，属于氮的固定，D正确；
故选C。
4．答案：B
解析：A.在海洋表面水中溶解了少量的氮气,因此海洋中存在游离态的氮,故A错误;
B.图上可以看出海洋中氨的循环起始于氮气转化为,过程中N的化合价降低,被还原,故B错误;
C.氮的固定是指游离态的氨转化为化合态的氨,因此海洋中的氨循环属于固氨作用的一步是②,故C正确;
D.根据转化关系,硝酸根离子增多,反硝化作用增强,因此向海洋排放含的废水会影响海洋中的含量,故D错误;故选C。
5．答案：B
解析：
A.加装三元催化设备可净化汽车尾气中的三种成分的，减少对
大气的污染，A正确；
B.由图可知，该转化过程中没有涉及到氨由单质变化为化合物的过程，故该转化过程没有涉及氮的固定，B错误；
C.根据流程可是，在转化过程中，BaO或X参加反应，但是没有被消耗，为催化剂，C正确；
D.反应产生，D正确。
6．答案：D
解析：A.由氨制成碳酸氢铵或硫酸铵，为化合态的氮转化为化合态的氮，A错误；
B.与反应生成，为化合态的氮转化为化合态的氮，B错误；
C.NO和反应生成，为化合态的氮转化为化合态的氮，C错误；
D.和在一定条件下合成氨，为游离态的氮转化为化合态的氮，D正确；
答案选D。
7．答案：D
解析：NO为无色难溶于水的气体，可由氮气和氧气在放电条件下反应生成，常温下能与氧气化合生成红棕色的;故选D。
8．答案：B
解析：尿素()能提供农作物所必须的营养元素氮，而不含磷、钾营养素，因此尿素属于氮肥，不属于复合肥，故B项正确。综上所述，本题正确答案为B。
9．答案：A
解析：“焙烧”时，CuS转化为CuO反应的化学，氧化剂与还原方程式为剂物质的量之比为2:1，A项错误。
10．答案：A
解析：A.与水反应生成一氧化氮和硝酸，不可用排水法收集，故A错误；
B.是合成氨过程，将游离态的氮转化为化合态的氮属于氮的固定，且人工固氮的过程，故B正确；
C.和通入溶液中，可生成，故C正确；
D.工业上可利用催化氧化为，再由和、反应生成硝酸，故D正确；
故答案为：A。
11．答案：（1）①
②产品中含有；NO会随尾气排放，污染空气
（2）
（3）①
②受热分解
解析：（1）①由题意可知，等物质的量的NO、与石灰乳反应生成和，反应的化学方程式见答案。②NO、与石灰乳反应时，若过量，过量的与石灰乳反应生成和，会导致中混有杂质；若，NO过量，过量的NO不与石灰乳反应，会随尾气排放，污染空气。
（2）由题意可知，在催化剂作用下，与反应生成和，反应的化学方程式为，反应生成时，转移，则生成时，转移。
（3）①由图可知，催化分解产生具有很强氧化性的，在碱性条件下将NO氧化为，则X为，Y为。②温度高于120 ℃时，受热易分解，溶液中的浓度减小，导致NO脱除率随温度升高而下降。
12．答案：（1）ac
（2）NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O
（3）；0.4；出现红棕色气体
（4）acd
（5）正盐；
解析：
13．答案： B；b；碱石灰；； ；1:3；符合
解析：Ⅰ.(1)制时若选用加热与熟石灰的混合物，则应选择固体加热制气装置，且试管口应向下倾斜，所以发生装置选择B，故答案为：B；
(2)的密度比空气小，所以用向上排气法收集，应该将导管b延长到底部；装置乙起到干燥的目的，可以盛装碱石灰；故答案为：b；碱石灰；
Ⅱ.(1)氨气在“氧化炉”中所发生反应的反应为氨气的催化氧化，化学方程式为，故答案为：；
(2)“吸收塔”尾部会有含、等氮氧化物的尾气排出，为消除它们对环境的破坏作用，通常用以下两种方法处理：
①纯碱溶液水解产生碳酸与氢氧化钠，二氧化碳促进平衡向右移动，故纯碱溶液与的反应原理为，故答案为：；
②7mol氨恰好能将含NO和共6mol的混合气体完全转化为，设NO的物质的量是，的物质的量是，反应过程中转移的电子数是，所以，混合气体中NO和的物质的量之比为1:3，故答案为：1:3；
Ⅲ.根据得失电子守恒可知，剩余亚铁离子的物质的量，与氮氧化物反应的亚铁离子的物质的量。
若全部是NO，则，NO的含量为：；
若全部是，则，的含量为：；
故符合。
14．答案：（1）①生物固氮；②
（2）①；②a
（3）；0.06mol
（4）①；②b；③当混合气体中含量小于50%时，具有氧化性的的存在，会使NO氧化成，的含量增大，从而使氮氧化物的吸收率增大
解析：
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