资源简介

专题7　氮与社会可持续发展
第一单元　氮的固定
1 [2025连云港赣榆期中]将空气中游离态的氮转化成含氮化合物叫作氮的固定。下列反应中属于氮的固定的是(　　)
A. 雷电时空气中的N2与O2反应生成NO
B. 由NH3与HCl制NH4Cl
C. 由氨基酸合成人体所需的蛋白质
D. 硝酸盐在细菌作用下生成氮气
2 [2024常州联盟校月考]下列关于NO和NO2的说法正确的是(　　)
A. NO2能与水反应生成硝酸，故NO2是酸性氧化物
B. 除去NO2中混有的NO，可将混合气通入水中
C. NO与NO2互为同素异形体
D. 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO中氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶2
3 [2025扬州高邮期中]实验室制取NO并研究其性质。下列装置能达到相应实验目的的是(　　)
A. 制取NO B. 收集NO C. 生成少量稀硝酸 D. 吸收尾气
4 [2025扬州高邮期中]用NaOH溶液吸收处理氮氧化物，主要反应为NO＋NO2＋2OH－===2NO＋H2O、2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O。下列说法正确的是(　　)
A. NO和SO2均属于电解质
B. SO2和NO2既有氧化性又有还原性
C. NO和NO中N的化合价相同
D. n(NO)∶n(NO2)≥1∶1时，NO和NO2能被NaOH溶液完全吸收
5 [2025南京外国语月考]下列关于自然界中氮循环(如图)的说法错误的是(　　)
A. ①和②均属于氮的固定
B. 氢、氧元素也参与了自然界中的氮循环
C. ④中每生成1 mol NO，消耗2 mol O2
D. ③和⑤过程中氮元素分别被还原和氧化
6 [2024苏州期末]常温下，用H2处理烟气中NO的转化过程如图所示。下列说法正确的是(　　)
A. 步骤Ⅰ反应的离子方程式为Ce4+＋H2===Ce3+＋2H＋
B. 该转化过程中NO被氧化
C. 步骤Ⅱ中每消耗1 mol NO，转移2×6.02×1023个电子
D. 反应过程中，混合溶液内Ce3+和Ce4+的总数减少
7 从化学的视角深刻理解氮循环，合理使用含氮化合物，科学处理大气和水圈中的氮元素，保障地球生态安全，是化学学科的重要研究内容和责任。煤燃烧时，烟气中NO含量随温度和氧气含量的变化如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A. 燃煤过程中发生了氮的固定
B. 燃煤温度越高NOx污染越重
C. 含氧量越高越容易生成NO
D. 煤燃烧不影响自然界氮循环
8 [2025扬州一中期末]“氮的固定”对保障人类生存具有重大意义。一种新型合成氨的原理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A. 理论上过程①中每吸收2.24 L氮气转移0.6 mol电子
B. 过程①②均属于氮的固定
C. 过程①②③发生的反应均属于氧化还原反应
D. 图中所示过程的总反应为2N2＋6H2O4NH3＋3O2
9 [2025南京期末]汽车尾气净化装置“催化转化器”是防止尾气(含一氧化碳、氮氧化物等气体)污染的有效方法，能使尾气中的一氧化碳和氮氧化物发生反应生成可参与大气生态循环的无毒气体。
(1) 汽车尾气中易造成光化学烟雾的物质是________(填字母，下同)。
a. 氮氧化物 b. 二氧化碳 c. 一氧化碳
(2) 下列措施中有利于控制城市空气污染的是__________。
a. 推广电动汽车
b. 加快煤炭开采和使用
c. 开发和使用氢能
(3) 利用CH4也可除去烟气中的氮氧化物，生成物为可参与大气循环的气体，请写出CH4与NO反应的化学方程式：_____________________________________。
(4) 采用NaOH溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下：2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O。若反应时消耗10 L 0.1 mol/L的NaOH溶液，则反应中转移电子的物质的量为________mol。
(5) ClO2在脱硝过程中也具有重要应用。利用ClO2氧化脱硝过程发生的反应如下：5NO＋2ClO2＋H2O===5NO2＋2HCl、2NO2＋H2O===HNO2＋HNO3。随着ClO2溶液初始浓度的增加，脱硝时从溶液中逸出的NO2却随之增加。研究表明，溶液中的ClO2不能吸收NO2，且在一定程度上阻碍水对NO2的吸收。设计实验验证ClO2对水吸收NO2有抑制作用：分别取等体积的蒸馏水和一定浓度ClO2溶液，___________________________________________________________________
______________________________________________________________________
(NO2的浓度可用“NO2浓度传感器”直接测定)。
10 [2024扬州期末]氮氧化物(NO、NO2)是当前环境保护研究的热点课题。
(1) 氮氧化物大量排放对环境造成的影响有____________________________
(写一点)。
(2) 烟气中的NO经O3处理后更易被去除。NO与O3反应的化学方程式为NO＋O3===NO2＋O2。室温下，固定NO的物质的量，改变加入O3的物质的量，反应一段时间后体系中n(NO)和n(NO2)随反应前的变化如图所示。当＞1.000时，反应后NO2的物质的量减少，原因是____________________________
______________________________________________________________________。
(3) 某小组为验证NO与炽热的铜粉(红色)发生反应：2Cu＋2NO2CuO＋N2，设计如图所示的方案。
①能证明NO和Cu反应的实验现象是_________________________________。
②装置中每生成2.24 L(标准状况)N2，转移电子的物质的量是________mol。
③已知：酸性KMnO4溶液吸收NO后会生成Mn2+、NO。烧杯中发生反应的离子方程式为________________________________________________________
______________________________________________________________________。
(4) 某含Fe2+化合物的溶液可吸收NO、NO2并使氮氧化物与含Fe2+化合物结合。用该溶液处理含NO、NO2的烟气，相同条件下氮氧化物的去除率与烟气中氧气体积分数的关系如图所示。
①烟气中氧气的体积分数介于0～2%时，氧气体积分数增大有利于NO转化为NO2，该反应的化学方程式为__________________。与NO相比，NO2更易被溶液吸收去除，原因是__________________________________________________。
②烟气中氧气的体积分数介于2%～8%时，随着O2体积分数的上升，氮氧化物去除率减小，原因是___________________________________________________
______________________________________________________________________。
11 工业或机动车尾气中的NOx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、NO2)，获得副产品Ca(NO2)2。
①等物质的量NO与NO2被Ca(OH)2吸收，反应的化学方程式为___________
______________________________________________________________________。
②采用气-液逆流接触吸收(尾气从塔底进入，石灰乳从塔顶喷淋)，其目的是______________________________________________________________________。
③该工艺需控制NO和NO2的物质的量之比接近1∶1，若n(NO)∶n(NO2)
<1∶1，则会导致____________________；若n(NO)∶n(NO2)>1∶1，则会导致____________________________________。
④生产中需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解，产物之一是NO，该反应的离子方程式为_____________________________________________。
(2) 还原法：尿素水溶液热解产生的氨气发生催化反应可去除尾气中的NOx。NH3与NO2转化生成 N2的反应中，当生成1 mol N2时，转移的电子数为__________mol。
专题7　氮与社会可持续发展
第一单元　氮的固定
1. A　氮的固定是指N2转化为含氮化合物的过程。NH3、氨基酸、硝酸盐发生的反应均不属于氮的固定，B、C、D错误。
2. D　NO2能与水反应生成硝酸和NO，有NO生成，NO2不是酸性氧化物，A错误；NO2能与水反应生成硝酸和NO，NO和水不反应，混合气通入水中不能除去NO2中混有的NO，B错误；同素异形体是同种元素组成的不同单质，C错误；3NO2＋H2O===2HNO3＋NO中降价的N原子与升价的N原子的个数比为1∶2，所以氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶2，D正确。
3. C　浓硝酸与Cu反应生成的气体是NO2，A错误；NO与空气中的O2反应，不能用排空气法收集NO，B错误；可发生反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，C正确；NO与NaOH溶液不反应，也不溶于水，不能用NaOH溶液吸收NO，D错误。
4. B　NO和SO2在水溶液或熔融状态下均不能自身电离出离子，均属于非电解质，A错误；SO2和NO2中的S、N元素均处于中间价态， 故SO2和NO2既有氧化性又有还原性，B正确；NO和NO中N元素的化合价依次为＋3、＋5，化合价不同，C错误；过量的NO不能被NaOH溶液吸收，故 n(NO)∶n(NO2)≤1∶1时，NO和NO2才能被NaOH溶液完全吸收，D错误。
5. D　氮的固定指将N2转化为氮的化合物，反应①将N2转化为NO，属于氮的固定，反应②属于植物固氮，A正确；由图示知，氮循环过程中涉及氢、氧元素，B正确；反应④是O2将NH3氧化为NO，N元素的化合价由－3升高到＋5，失去8个电子，即NO～8e－，根据转移电子关系O2～4e－知，生成1 mol NO需2 mol O2，C正确；反应③中NO转化为NO，氮元素被氧化，反应⑤中NO转化为N2，氮元素被还原，D错误。
6. C　步骤Ⅰ反应的离子方程式为2Ce4+＋H2===2Ce3+＋2H＋，A错误；总反应为2H2＋2NON2＋2H2O，转移4e－，NO被还原，每消耗1 mol NO，转移 2 mol e－，B错误，C正确；Ce4+是催化剂，Ce3+是中间产物，总数恒定，D错误。
7. D　燃煤过程中发生了N2到NO的反应，为氮的固定，A正确；由图可知，温度越高，烟气中NO浓度越高，污染越重，B正确；由图可知，含氧量越高，烟气中NO浓度越高，越容易生成NO，C正确；煤燃烧时使N2转化为NO，污染环境，影响了氮循环，D错误。
8. D　气体所处状况未知，无法依据气体体积计算其物质的量，A错误；氮的固定的反应物之一是N2，故过程②不属于氮的固定，B错误；过程②发生的反应为Li3N＋3H2O===NH3＋3LiOH，不涉及元素化合价的变化，不属于氧化还原反应，C错误。
9. (1) a
(2) ac
(3) CH4＋4NO===CO2＋2H2O＋2N2
(4) 0.5
(5) 在相同时间内以相同的流速向两份溶液中通入NO2，在出口处用NO2浓度传感器测定NO2浓度。若通过蒸馏水逸出的NO2浓度较小，则说明ClO2对NO2的吸收有抑制作用
10. (1) (硝酸型)酸雨；光化学烟雾；破坏臭氧层等(合理即可)
(2) O3将NO2氧化为更高价态氮氧化物
(3) ①玻璃管中粉末由红色变为黑色　②0.4
③3MnO＋5NO＋4H＋===3Mn2+＋2H2O＋5NO
(4) ①2NO＋O2===2NO2　NO2在溶液中的溶解度更大　②O2将Fe2+氧化
11. (1) ①NO＋NO2＋Ca(OH)2===Ca(NO2)2＋H2O
②有利于尾气中NO、NO2与石灰乳的充分接触，从而提高吸收效率
③产品中含有Ca(NO3)2　NO会随尾气排放污染空气
④3NO＋2H＋===NO＋2NO↑＋H2O
(2)

展开更多......

收起↑