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第五章 化学生产中的重要非金属元素
第二节 氮及其化合物 课时作业
第一课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮
基础达标
1．通常状况下，氮气的性质不活泼的原因是( )
A．氮分子中有三个共价键，键能很大 B．氮元素非金属性很弱
C．氮分子中氮元素化合价为零 D．固态氮属于分子晶体
【答案】A
【解析】氮气的性质不活泼是因为含有氮氮三键，氮氮三键非常稳定，断裂时需要吸
收大量的能量，所以氮气不活泼，性质非常稳定， 故选：A。
2．下列关于氮的循环，叙述错误的是（ ）
A．氮气转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定
B．氮的固定可以通过自然固氮和人工固氮的方式实现
C．人类的生产活动参与了氮的循环过程
D．氮的循环过程中只有氮元素被氧化的过程
【答案】D
【解析】A．氮气转化为氮的化合物的过程即游离态的氮变为化合态的氮叫做氮的固
定，故A正确；B．氮的固定可以通过自然固氮和人工固氮的方式实现，雷雨生庄稼是自
然固氮，合成氨是人工固氮，故B正确；C．人类的生产活动参与了氮的循环过程，如人
工合成氨，氮肥的使用等，故C正确；D．氮的循环过程中可以是氮元素被氧化，也可以
是氮元素被还原，故D错误。综上所述，答案为D。
3．N 是空气的重要组成部分，因此有科学家根据蒸汽机的原理，设计制造出液氮蒸
2
汽机，即利用液态氮的蒸发来驱动机车，从而达到环境保护的目的。其主要依据是
（ ）
A．液态氮的沸点为-195.8 ℃，远低于常温
B．N 在空气中燃烧放热
2
C．N 与H 反应放热
2 2
D．N 在空气中约占78%(体积分数)
2
【答案】A【解析】氮气化学性质稳定，不容易参加化学反应；液氮的沸点很低，极易汽化，汽
化时吸收热量，体积膨胀而驱动机车转动，此过程中不产生污染物，保护了环境，跟氮气
的化学性质及在空气中的体积分数无关；故选A。
4．氮是植物生长必需的元素，在大气中主要以分子形式存在在放电条件下，与O 可
2
发生反应： 。20世纪初，德国化学家哈伯等首次合成了氨气，化学方程式
为： ，生成的NH 与HCl反应合成氮肥。固氮可分为人工固氮
3
和自然固氮。下列可实现自然固氮的是（ ）
A．N→NO B．N→NH C．NH →NO D．NO→NO
2 2 3 3 2
【答案】A
【解析】氮的固定是指由游离态的氮转化为化合态的氮的过程，据此分析解题：A．
N 在打雷放电的时候能与O 反应生成NO，故N→NO属于自然固氮，A符合题意；B．N
2 2 2 2
和H 在高温、高压、催化剂作用下生成NH ，故N→NH 属于人工固氮，B不合题意；
2 3 2 3
C．由分析可知，NH →NO不属于氮的固定，C不合题意；D．由分析可知，NO→NO 不
3 2
属于氮的固定，D不合题意；故答案为：A。
5．下列关于氮的氧化物的说法中，正确的是( )
A．氮的氧化物都是酸性氧化物
B．氮的氧化物都既有氧化性，又有还原性
C．NO 与 HO 反应生成 HNO，所以 NO 是酸性氧化物
2 2 3 2
D．NO 和 NO 均有毒
2
【答案】D
【解析】NO、NO 等不是酸性氧化物；NO 中氮元素为最高价，只有氧化性；NO 与
2 2 5 2
HO反应生成HNO 时N的价态发生了变化，故NO 不是酸性氧化物。
2 3 2
6．下列关于氮及其化合物的说法正确的是（ ）
A．N 的化学性质稳定，但在一定条件下，可与O、H 等发生反应
2 2 2
B．NO、NO 均为大气污染气体，在大气中可稳定存在
2
C．NO、NO 均易溶于水
2
D．NO、NO 均能与水发生反应
2
【答案】A
【解析】A． N 的化学性质稳定，但在一定条件下，可与O、H 等发生反应生成一
2 2 2氧化氮、氨气等，故A正确；B．NO 、NO 均为大气污染气体，在大气中不能稳定存
2
在，NO易氧化成NO ，NO2易与水反应生成硝酸，故B错误；C． NO难溶于水、NO 易
2 2
与水反应，故C错误；D． NO不与水反应、NO 能与水发生反应，故D错误；故选A。
2
7．德国滤清专家曼胡默尔推出一项新技术，用于降低污染严重地区的二氧化氮(NO )
2
浓度。下列关于氮的氧化物的说法中正确的是( )
A．氮的氧化物都是酸性氧化物，都是大气污染物
B．氮的氧化物都既有氧化性，又有还原性
C．NO 与HO反应生成HNO，所以NO 是酸性氧化物
2 2 3 2
D．可以用排空气法收集NO
2
【答案】D
【解析】氮的氧化物均会对大气产生污染，NO、NO 不是酸性氧化物，A项错误；
2
NO 中氮元素为最高价，只有氧化性，B项错误；酸性氧化物是指能与碱反应生成盐和水
2 5
的氧化物，有些酸性氧化物可与水化合生成酸，反应中中心元素化合价不变，HNO 对应
3
的酸性氧化物是NO ，C项错误；收集NO 能用排空气法，因为NO 不与空气成分反应，
2 5 2 2
且密度比空气大，D项正确。
8．在汽车尾气净化装置中，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。下列
说法不正确的是( )
A．该转化过程中有3种元素的化合价发生变化
B．NO和O 必须在催化剂表面才能反应
2
C．该装置将有毒的NO和CO转化为无毒的CO 和N
2 2
D．该催化转化的总反应的化学方程式为2NO＋O＋4CO=====4CO＋N
2 2 2
【答案】B
【解析】由图可知发生反应的化学方程式为 2NO＋O ＋4CO=====4CO ＋N ，该转化
2 2 2
过程中有N、O、C 3种元素的化合价发生变化，A、D正确；NO不稳定，与氧气反应生成
NO ，该反应不需要催化剂，B错误；由化学方程式可知该装置将有毒的NO和CO转化为
2
无毒的CO 和N，C正确。
2 2
9．众所周知，一氧化氮是一种大气污染物，是吸烟、汽车尾气及垃圾燃烧等释放出的
有害气体，但是这种最常见、最简单的气体小分子在生物体内却是一种重要的信使分子，
具有保护心血管、降低血压以及提升记忆力的作用。下列关于NO的说法正确的是 ( )
A．NO是无色气体，易溶于水，是酸性氧化物
B．NO在人体内可作“信使分子”，能扩张血管，提高免疫力等，因此大气中的 NO对人体无害
C．NO在空气中可以转为NO ，二者都是大气污染物
2
D．NO在化学反应中，只能作还原剂，不能作氧化剂
【答案】C
【解析】NO是无色、不溶于水的气体，NO不与碱反应，不是酸性氧化物，故A项错
误；NO有毒，为大气污染物，对人体有害，故B项错误；NO和O 发生反应：2NO＋
2
O===2NO ，NO、NO 都是大气污染物，C项正确；NO分子中氮元素化合价为＋2价，为
2 2 2
中间价态，在一定条件的反应中既可作氧化剂，又可作还原剂，D项错误。
10．在一定条件下，将m体积NO和n体积O 同时通入倒立于水中且盛满水的容器
2
内，充分反应后，容器内残留体积的气体，该气体与空气接触后变为红棕色，则 m与n的
比值为( )
A．3∶2 B．2∶3 C．8∶3 D．3∶8
【答案】C
【解析】气体与空气接触后变为红棕色，说明反应后NO是过量的。NO和氧气同时通
入水中的化学方程式是4NO＋3O ＋2HO===4HNO ，所以参加该反应的NO是，所以氧气
2 2 3
的体积是×＝n，所以m与n的比值为8∶3。
能力提升
11．诺贝尔化学奖曾授予德国化学家Gerhard Ertl，以表彰他对固体表面化学研究过程
中的重大发现。使CO、NO 等在铂表面发生化学反应转变成无毒气体，以减少汽车尾气中
x
有毒气体的排放，正是此项研究的重要应用之一。下列有关说法不正确的是 ( )
A．CO在铂表面被氧化生成CO，铂起催化作用
2
B．汽车尾气中的NO 在铂表面发生反应的产物是N
x 2
C．CO在铂表面可能和O、NO 反应
2 x
D．NO、CO、CO 均能与人体中的血红蛋白结合
x 2
【答案】D
【解析】CO、NO 在铂表面发生的反应为CO＋NO CO ＋N(未配平)，也可能是
x x 2 2
CO与O 反应，此过程中铂作催化剂；CO 不能与人体中的血红蛋白结合。
2 2
12．在同温同压下，将等体积混合而成的四组气体：
①NO ＋O 、②NO ＋NO、③HCl＋N 、④SO ＋O ，分别通入体积相同的试管，并
2 2 2 2 2 2
立即倒立于水槽中，如图所示。待试管内液面稳定后，剩余气体的体积依次为 V 、V 、
1 2
V、V，则剩余气体的体积最小的是 ( )
3 4A．V B．V C．V D．V
1 2 3 4
【答案】A
【解析】假设每种气体的体积都是a，试管的容积为2a，气体减少的体积等于试管内
液体的体积。①根据反应4NO ＋O＋2HO===4HNO 可知，NO 完全反应，剩余气体是
2 2 2 3 2
O，剩余O 的体积为a－＝；②根据反应3NO ＋HO===2HNO ＋NO可知，生成NO的体
2 2 2 2 3
积为，所以剩余气体是NO，其体积为；③氮气和水不反应，氯化氢极易溶于水，所以剩
余气体的体积为a；④SO 溶于水时，可与水反应生成HSO ，HSO 不稳定，易分解，该
2 2 3 2 3
反应是可逆反应，O 和水不反应，故剩余气体的体积大于a。综上所述，剩余气体的体积
2
最小的是①。
13.氮循环是海洋生态系统的基础和关键，其中无机氮循环过程如下图所示。
亚硝酸盐是氮循环中的重要物质。下列关于亚硝酸钠(NaNO )性质的推测中，不合理
2
的是资料：HNO 为弱酸，NO -在碱性条件下能稳定存在。
2 2
A．NaNO 具有氧化性 B．NaNO 具有还原性
2 2
C．NaNO 能与HSO 反应 D．NaNO 能与NaOH反应
2 2 4 2
【答案】D
【解析】A．根据转化图可知NO -可转化为N，N元素化合价降低，NO -做氧化剂，
2 2 2
说明NaNO 具有氧化性，A正确；B．NaNO 中N元素为+3价，N元素最高价态为+5价，
2 2
因此NaNO 具有还原性，B正确；C．已知HNO 为弱酸，根据强酸制弱酸原理，NaNO 能
2 2 2
与HSO 反应生成HNO，C正确；D．已知NO -在碱性条件下能稳定存在，则NaNO 不能
2 4 2 2 2
与NaOH反应，D错误；故选：D。
14．人类可以主动参与氮循环，合成氨工业就是参与的手段之一。以天然气为原料合
成氨是新的生产氮肥的方法，它具有污染小、成本低等诸多优点，其过程大体如图所示：(1)写出用天然气制备氢气的化学方程式：___________________________________。
(2)写出合成尿素反应的化学方程式：_______________________________________。
(3)写出O 与NH 反应生成NH NO 和HO的化学方程式：
2 3 4 3 2
_________________________。
(4)每生产1molNH NO 最少需要NH ______________mol，而要生产这些NH 又最少需
4 3 3 3
要CH________________mol。
4
【答案】(1) CH+2H O CO+4H
4 2 2 2
(2) CO+2NH CO(NH )+H O
2 3 2 2 2
(3) 2NH +2O ==NH NO +H O
3 2 4 3 2
(4) 2 0.75
【解析】（1）甲烷和水蒸气在催化剂作用下生成二氧化碳和氢气，反应的化学方程式
为CH+2H O CO+4H ；
4 2 2 2
（2）根据流程图，二氧化碳和氨气在一定条件下生成尿素和水，反应的化学方程式为
CO+2NH CO(NH )+H O。
2 3 2 2 2
（3）O 与NH 反应生成NH NO 和HO，氧元素化合价由0降低为-2、N元素化合价
2 3 4 3 2
由-3升高为+5，根据得失电子守恒，反应的化学方程式2NH +2O ==NH NO +H O；
3 2 4 3 2
（4）根据反应方程式2NH +2O ==NH NO +H O，每生产1molNH NO 最少需要
3 2 4 3 2 4 3
2molNH ；根据氢元素守恒，要生产2molNH ，需要3mol氢气，根据CH+2H O
3 3 4 2
CO+4H ，生产3mol氢气，最少需要0.75molCH。
2 2 4直 击 高 考
【答案】(1)检验 CO 是否转化为 CO (2)出现红棕色气体 (3)无尾气处理装置
2
(4)2xCO＋2NO=====N＋2xCO (5)a∶b≥1∶1或a≥b
x 2 2
