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人教版2019必修第二册 第五章 第二节 第1课时 氮气与氮
的固定 一氧化氮和二氧化氮
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列过程属于人工固氨的是
A．工业合成NH B．NH 被催化氧化为NO
3 3
C．用NH 和CO 合成尿素 D．浓HNO 与Cu反应生成NO
3 2 3 2
2．下列反应不属于氮的固定的是
A．工业上用氮气和氢气合成氨气 B．一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮
C．豆科植物根瘤菌将氮气转化为氨 D．雷电时，氮气与氧气反应生成NO
3．下列物质能在空气中燃烧的是（ ）
A．N B．S C．HO D．CO
2 2 2
4．赤铜矿的成份是Cu O，辉铜矿的成份是Cu S，将赤铜矿与辉铜矿混合加热有以下
2 2
反应：2Cu O + Cu S = 6Cu + SO； 对于该反应，下列说法中正确的是
2 2 2
A．反应中铜元素既被氧化又被还原；
B．还原产物与氧化产物的物质的量之比为1:6；
C．Cu S在反应中只作氧化剂；
2
D．反应中被氧化的元素是S
5．海水提溴过程中，将溴吹入吸收塔，使蒸气和吸收剂二氧化硫发生作用以达到富集
的目的，化学反应为 。下列说法不正确的是
A．该反应既是氧化还原反应又是化合反应
B．二氧化硫在反应中作还原剂
C．该反应的离子方程式为
D．溴单质发生了还原反应
6．某工厂废切削液中含有2%-5%的NaNO ，直接排放会造成水污染。已知NaNO 能
2 2
发生反应：2NO -+ xI- + yH+ = 2NO↑+ I +2H O（已配平），下列说法不正确的是
2 2 2
A．上述反应中，x=2，y=4
B．上述反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为1:1
C．若反应中转移1 mol电子，则生成的NO的体积为22.4 L
D．为使NaNO 转化为无污染的N 后再排出，可选用的试剂是NH Cl溶液
2 2 47．下列变化与氧化还原反应无关的是
A．食物变质 B．NaOH保存过程中结块
C．长期放置的干电池失效 D．燃放烟花
8．下列说法正确的是( )
A．用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝
滴落下来说明金属铝的熔点较低
B．用如图装置进行实验，将装置①中的AlCl 滴入装置②浓氢氧化钠溶液中可观察到
3
有大量白色沉淀产生
C．Al O 和MgO均可与NaOH溶液反应
2 3
D．在CO 中，Mg燃烧生成MgO和C在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性
2
9．对NH 在工农业生产中用途的叙述错误的是
3
A．制氮气 B．制氮肥 C．制硝酸 D．做制冷剂
10．盛有O 和NO 的混合气体的量筒倒立在盛有水的水槽中，过一段时间后，量筒内
2 2
的气体体积减小为原来的一半。则原混合气体中O 和NO 的体积比是
2 2
A．2∶1 B．1∶2 C．3∶2 D．3∶1
11．1.92gCu投入到一定量的浓硝酸中,铜完全溶解,生成的气体的颜色越来越浅,共收集
到 672 mL 的气体(标准状况下).将盛有此气体的容器倒扣在水槽中,通入标准状况下一
定体积的氧气,恰好使气体完全溶于水,则通入的氧气的体积为mL
A．168 B．224 C．336 D．672
12．把加热浓HNO 所得的气体全部收集在一个原来几乎真空的容器中，将此容器倒
3
立于盛水的水槽中，待反应完毕，容器里的情况是
A．无气体 B．有NO 和O C．只有NO D．只有O
2 2 2
13．把一定量铁粉放入氯化铁溶液中，完全反应后，所得溶液中Fe2+和Fe3+的溶度恰好
相等，则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量的比为（ ）
A．2:1 B．2:3 C．3:2 D．1:2
二、填空题
14．(1)某反应中反应物与生成物有：AsH 、HSO 、KBrO 、KSO 、HAsO 、HO和
3 2 4 3 2 4 3 4 2
试卷第2页，共3页一种未知物质X。（As为砷元素）
①已知KBrO 在反应中得到电子，则该反应的还原剂是____________________
3
②已知0.2mol KBrO 在反应中得到1mol电子生成X，则X的化学式为_____________
3
③根据上述反应可推知_______
a.氧化性：KBrO >H AsO b.氧化性：HAsO > KBrO
3 3 4 3 4 3
c.还原性：AsH >X d.还原性：X > AsH
3 3
(2)①向MnSO 和硫酸的混合溶液里加入KSO（过二硫酸钾），溶液会发如下反应：
4 2 2 8
Mn2++S O2-+H O→MnO -+SO2-+H+，该反应常用于检验Mn2+的存在。其特征现象是
2 8 2 4 4
_________________，若反应中有0.1 mol还原剂参加反应，则消耗氧化剂的物质的量
为__________
②将NaBiO 固体（黄色微溶）加入到MnSO 和HSO 的混合溶液里加热，固体溶解变
3 4 2 4
为澄清溶液，发生如下反应：
NaBiO+MnSO +H SO →NaSO +Bi(SO )+NaMnO+H O，配平上述反应的化学方程式，
3 4 2 4 2 4 2 4 3 4 2
并用双线桥标出电子转移的方向和数目__________；
三、实验题
15．（1）实验室用金属铜和稀硝酸制取NO的离子方程式为_____。
（2）NO是有毒气体，某学生为防止污染，用分液漏斗和烧杯装配了一套简易的、能
随开随用、随关随停的NO气体发生装置，如图甲所示。
①实验室若没有铜丝，而只有小铜粒，在使用上述装置进行实验时，可用丝状材料包
裹铜粒以代替铜丝进行实验，这种丝状材料的成分可以是____(填序号)。
A．铁 B．铝 C．铂 D．玻璃
②打开分液漏斗的活塞使反应进行，在分液漏斗中实际看到的气体是红棕色的，原因
是____(填化学方程式)。
（3）为证明铜丝与稀硝酸反应生成的确实是NO，某学生另设计了一套如图乙所示的
装置制取NO。反应开始后，可以在U形管右端观察到无色的NO气体。
①长玻璃管的作用是______。②让反应停止的操作方法及原因是_____。
（4）以下收集NO气体的装置，合理的是___(填序号)。
（5）将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO 混合
2
气体在标准状况下的体积为11.2L。请回答：
①NO的体积为_____L，NO 的体积为____L。
2
②待产生的气体全部释放后，向溶液中加入VmLamol·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液
中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为___ mol·L－1。
试卷第4页，共3页参考答案：
1．A
【分析】氮的固定是指游离态氮元素到化合态的过程。
【详解】A．工业合成氨是N 与H 在一定条件下反应生成 ，属于人工固氮，A项正确；
2 2
B． 被催化氧化为 和水，没有游离态氮元素到化合态的过程，不属于人工固氮，B
项错误；
C．用 和 合成尿素，没有游离态氮元素到化合态的过程，不属于人工固氮，C项
错误；
D．浓 与 反应生成 ，没有游离态氮元素到化合态的过程，不属于人工固氮，
D项错误；
答案选A。
2．B
【分析】将游离态的氮（即氮气）转化为化合态的氮（即氮的化合物）的过程，叫做氮的
固定，据此进行判断。
【详解】A．工业上用氮气和氢气合成氨气，是由氮气转化为氮的化合物氨，属于氮的固
定，故A不选；
B．一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，是氮的化合态之间的转化，不属于氮的固定，故B
选；
C．豆科植物根瘤菌将氮气转化为氨，是由氮气转化为氮的化合物，属于氮的固定，故C
不选；
D．氮气与氧气反应生成NO，是由氮气转化为氮的化合物NO，属于氮的固定，故D不选；
故选B。
3．B
【详解】A．N 在空气不能点燃，不具有可燃性，A不合题意；
2
B．S在空气中能剧烈燃烧，S+O SO ，B符合题意；
2 2
C．HO不具有可燃性，C不合题意；
2
D．CO 不具有可燃性，具有不支持燃烧的性质，D不合题意；
2故答案为：B。
4．D
【详解】A. 反应前后，Cu元素的化合价从+1价降低为0价，化合价降低，只是被还原，
A错误；
B. 该反应中氧化产物为Cu，还原产物为二氧化硫，则氧化产物与还原产物的物质的量之
比为6：1，B错误；
C. Cu S在反应中Cu元素的化合价降低，S元素的化合价升高，则既是氧化剂又是还原剂，
2
C错误；
D. 反应前后，S元素的化合价从-2价升高为0价，化合价升高，被氧化，D正确；故答案
为：D。
【点睛】在氧化还原反应中，化合价升高，失去电子，发生氧化反应，产物为氧化产物，
本身作还原剂；化合价降低，得到电子，发生还原反应，产物为还原产物，本身作氧化剂。
5．A
【详解】A． 该反应既是氧化还原反应、但不是化合反应，A错误；
B．硫元素化合价升高、二氧化硫在反应中作还原剂，B正确；
C． 氢溴酸、硫酸均为强酸，则该反应的离子方程式为
，C正确；
D．溴元素化合价降低、溴单质发生了还原反应，D正确；
答案选A。
6．C
【详解】由I元素原子守恒可知x=2，由电荷守恒可计算y=4，故A正确，但不符合题意；
氧化剂是NO -，N元素的化合价由+3降为+2；还原剂是I-，I元素的化合价由-1升高到0，
2
x=2，故物质的量之比为1：1，故正确，但不符合题意；
若反应中转移1 mol电子，则生成的NO为1mol，在标准状况下为22.4L，故C错误，但符
合题意；
由于NH ++NO-=N ↑+2H O，为使NaNO 转化为无污染的N 后再排出，可选用NH Cl溶液，
4 2 2 2 2 2 4
故D正确，但不符合题意。
故选C。
【点睛】涉及到气体体积时，一定要注意是否在标准状况下，这是最容易被忽略的问题。
7．B
答案第2页，共2页【详解】A．食物变质与食物被O 氧化有关，故不选A；
2
B．NaOH保存过程中结块是因为氢氧化钠吸收空气中的水、二氧化碳生成碳酸钠晶体，其
结块与氧化还原反应无关，故选B；
C．干电池失效是因发生自身的氧化还原反应导致其失去供电能力，故不选C；
D．燃放烟花时，烟花中的火药燃烧发生了氧化还原反应，故不选D；
选B。
8．D
【详解】A．Al与氧气反应生成的氧化铝的熔点高，包裹在Al的外面，则Al熔化但不滴
落，现象不合理，故A错误；B．开始时NaOH过量，反应生成偏铝酸钠和氯化钠，没有
白色沉淀产生，故B错误；C．Al O 为两性氧化物，与强碱NaOH溶液反应，而MgO为
2 3
碱性氧化物，不与氢氧化钠溶液反应，故C错误；D．在CO 中Mg燃烧生成MgO和C，
2
还原剂为Mg，还原产物为C，则在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性，故D正
确；故选D。
9．A
【详解】NH 在工农业生产中用途是可以利用氨气制备铵盐做氮肥，也可以催化氧化生成
3
一氧化氮，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，氨气易液化
可以做制冷剂，故合理选项是A。
10．C
【详解】假设量筒的容积是VL，盛有O 和NO 的混合气体的量筒倒立在盛有水的水槽中，
2 2
二者会发生反应：4NO +O +2H O=4HNO ，若剩余的气体是O，则NO 完全反应，NO 的
2 2 2 3 2 2 2
体积是反应的V(NO)= V= V，O 的体积是V(O )=V- V = V，原混合气体中O 和
2 2 2 2
NO 的体积比是( V)：( V) =3:2；若剩余气体是NO，相当于剩余NO ，根据3NO +
2 2 2
HO=2HNO +NO，剩余NO 的体积是3× V =1.5V，原混合气体体积是V，其中的成分气
2 3 2
体不可能大于全部；答案选C。
【点睛】有关氮的氧化物计算题的守恒解题方法：（1）原子守恒法（关系式法）：①NO
和O 混合气体通入水中：由2NO＋O＝2NO 和3NO ＋HO＝2HNO＋NO得总反应为
2 2 2 2 2 3
4NO＋3O＋2HO＝4HNO，因此当体积比V(NO)∶V(O ) ＜4∶3余O；V(NO)∶V(O )＝4∶3恰
2 2 3 2 2 2好完全反应；V(NO)∶V(O )＞4∶3余NO；②NO 和O 混合气体通入水中：由3NO ＋HO＝
2 2 2 2 2
2HNO＋NO和2NO＋O＝2NO 得总反应为4NO ＋O＋2HO＝4HNO，因此当体积比
3 2 2 2 2 2 3
V(NO)∶V(O) ＜4∶1余O；V(NO)∶V(O)＝4∶1恰好完全反应；V(NO)∶V(O)＞4∶1余NO；
2 2 2 2 2 2 2
③NO、NO 和O 三种混合气体通入水中：先按3NO ＋HO＝2HNO＋NO计算出生成的
2 2 2 2 3
NO体积，再加上原来混合气体中NO体积，再按①计算。（2）电子守恒法：当NOx转化
为硝酸时要失去电子，如果是NOx与O 混合，则反应中O 得到的电子数与NOx失去的电
2 2
子数相等。这是得失电子守恒法解答此类题目的依据。
11．C
【分析】Cu和一定量的浓硝酸反应，生成气体的颜色越来越浅，气体为NO 、NO等混合
2
物，收集后倒扣在水槽中，发生4NO ＋O＋2HO=4HNO 、4NO＋3O＋2HO=4HNO ，从
2 2 2 3 2 2 3
中得到氧气得到的电子最终来自于Cu；
【详解】Cu和一定量的浓硝酸反应，生成气体的颜色越来越浅，气体为NO 、NO等混合
2
物，收集后倒扣在水槽中，发生4NO ＋O＋2HO=4HNO 、4NO＋3O＋2HO=4HNO ，从
2 2 2 3 2 2 3
中得到氧气得到的电子最终来自于Cu，1.92g×2/64g·mol－1=n(O )×4，解得
2
n(O )=0.015mol，标准状况下的体积为0.015mol×22.4L·mol－1=0.336L，合336mL，故选项
2
C正确。
12．A
【详解】浓硝酸加热分解4HNO(浓) 2HO+4NO ↑+O ↑，生成的NO 与O 体积比为4：
3 2 2 2 2 2
1，混合气体与水发生反应4NO +O +2H O=4HNO ，NO 与O 按4：1体积比全部转化为
2 2 2 3 2 2
HNO，HNO 易溶于水，作用完毕容器里不存在任何气体，答案选A。
3 3
13．B
【详解】设已反应的Fe3+的物质的量为2mol，则根据Fe+2Fe3+=3Fe2+可知反应生成的Fe2+为
3mol，溶液中Fe2+的物质的量为3mol，溶液中的Fe3+和Fe2+浓度相等，所以未反应的Fe3+的
物质的量为3mol，故已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比为2mol：3mol=2：3，
故答案为B。
14． AsH Br ac 溶液由无色变为紫色 0.25mol
3 2
答案第4页，共2页【详解】（1）①KBrO 在反应中得到电子，所以KBrO 是氧化剂，AsH 变成了HAsO ，
3 3 3 3 4
As元素化合价升高，所以AsH 是还原剂，
3
故答案为AsH ；
3
②设X中溴元素的化合价为a，则0.2mol×(5−a)=1mol，所以a=0，故X为Br ，
2
故答案为Br ；
2
③在反应中，氧化剂为KBrO ，还原剂为AsH ，氧化产物为HAsO ，还原产物为Br ，由
3 3 3 4 2
氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知，氧化性：KBrO >H AsO ，由还原剂的还原性
3 3 4
大于还原产物的还原性可知，还原性：AsH >X (Br)，
3 2
故答案为ac；
（2）①由反应可知生成MnO -，溶液由无色变为紫色；Mn元素化合价由+2价升高为+7价，
4
升高5价，S元素化合价由+7价降低为+6价，2个S共降低2价，故0.1mol还原剂参加反
应，消耗氧化剂的物质的量为0.1×5÷2=0.25mol，
故答案为溶液由无色变为紫色，0.25mol；
②反应中NaBiO→Bi(SO )，Bi元素化合价由+5价降低为+3价，每生成1个Bi(SO ) 共
3 2 4 3 2 4 3
降低4价，MnSO →NaMnO ，Mn元素化合价由+2价升高为+7价，共升高5价，化合价升
4 4
降最小公倍数为20，故Bi(SO ) 系数为5，MnSO 系数为4，根据元素守恒可知，NaBiO
2 4 3 4 3
的系数为10，NaMnO 系数为4，根据钠元素守恒可知NaSO 的系数为3，根据硫酸根守
4 2 4
恒可知HSO 的系数为14，根据氢元素守恒可知HO的系数为14，配平反应的化学方程式，
2 4 2
标出电子转移的方向和数目为：，
故答案为
。
15． 3Cu＋8H＋＋2 NO-=3Cu2＋＋4HO＋2NO↑ CD 2NO＋O=2NO 接收
3 2 2 2
被气体压出U形管的液体，防止稀硝酸溢出 关闭U形管右端导气管上的活塞；
反应产生的气体将U形管右端管内的稀硝酸向下压，使铜丝与稀硝酸分开，反应就会停止
CD 5.8 5.4
【分析】（1）金属铜和稀硝酸反应生成硝酸铜和NO气体；
（2）①由题意可知，这种成分不能与稀硝酸反应，而Fe、Al与硝酸反应，所以AB不行；
②二氧化氮是红棕色的气体，一氧化氮很容易和空气中的氧气化合，生成红棕色的二氧化
氮气体；
（3）①为了证明产生的气体是NO，则该实验装置要防止产生的气体与空气接触，长玻璃
管可以接收被气体压出U形管的液体，防止稀硝酸溢出；
②关闭U形管右端导气管上的活塞，反应产生的气体使稀硝酸液面下降，从而使铜丝与稀
硝酸分开，反应停止；
（4）NO能与空气中的氧气反应，故不能用排空气法收集NO，只能用排水法收集；
（5）根据守恒的原理计算NO、NO 的体积，以及硝酸溶液的浓度。
2
【详解】（1）金属铜和稀硝酸反应生成硝酸铜和NO气体，反应的化学方程式：
答案第6页，共2页3Cu+8HNO （稀）═3Cu(NO )+2NO↑+4HO，离子方程式为：3Cu+8H++2NO-═3Cu2+
3 3 2 2 3
+2NO↑+4HO，
2
故答案为3Cu+8H++2NO-═3Cu2++2NO↑+4HO；
3 2
（2）①由题意可知，这种成分不能与稀硝酸反应，而Fe、Al与硝酸反应，所以AB不行，
故答案为CD；
②一氧化氮很容易和空气中的氧气化合，生成红棕色的二氧化氮气体，所以，制取一氧化
氮的装置打开分液漏斗的活塞使反应进行，在分液漏斗中实际看到的气体是红棕色的，发
生2NO+O ═2NO ，故答案为2NO+O ═2NO ；
2 2 2 2
（3）①为了证明产生的气体是NO，则该实验装置要防止产生的气体与空气接触，长玻璃
管可以接收被气体压出U形管的液体，防止稀硝酸溢出，故答案为接收被气体压出U形管
的液体，防止稀硝酸溢出；
②关闭U形管右端导气管上的活塞，反应产生的气体使稀硝酸液面下降，从而使铜丝与稀
硝酸分开，反应停止，故答案为关闭U形管右端导气管上的活塞；反应产生的气体将U形
管右端管内的稀硝酸向下压，使铜丝与稀硝酸分开，反应就会停止；
（4）NO能与空气中的氧气反应，故不能用排空气法收集NO，只能用排水法收集，C和D
装置符合题意，E装置是洗气装置，故答案为CD；
（5）①设混合气中NO和NO 的物质的量分别是x和y。
2
则x＋y＝11.2L÷22.4L/mol＝0.5mol ①
金属铜的物质的量是32.64g÷64g/mol＝0.51mol
则根据电子的得失守恒可知n(e-)3x＋y＝2n(Cu2+)=0.51mol×2 ②
由①、②解得x＝0.26mol、y＝0.24mol
所以NO和NO 的体积分别是0.26mol×22.4L/mol＝5.8L，0.24mol×22.4L/mol＝5.4L。
2
故答案为5.8，5.4；
②溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀后，溶液中的溶质恰好是硝酸钠，
则根据原子守恒可知，硝酸钠的物质的量是0.001Vamol
所以原硝酸溶液的浓度为 ＝
故答案为 。答案第8页，共2页
