高中 | 氮的固定和自然界中氮的循环 题目答案及解析

稿件来源:高途

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必修一

第四章 非金属及其化合物

第四节 氨 硝酸 硫酸

氮的固定和自然界中氮的循环

氮元素的“价态-类别”二维图如下:

 

上述转化过程属于固氮的是         (填编号)。

[["①②"]]

氮的固定是将氮元素由游离态转化为化合态,上述转化过程中,由$\rm {{N}_{2}}$作反应物,只有$\rm {{N}_{2}}\to NO$$\rm {{N}_{2}}\to N{{H}_{3}}$两个反应,所以属于固氮的是①②。

发射卫星的运载火箭推进剂引燃后产生大量气体,含有$\rm C{{O}_{2}}$$\rm {{H}_{2}}O$$\rm {{N}_{2}}$$\rm NO$等,这些气体无色,但在卫星发射现场可看到火箭尾部喷出大量红色气体,写出产生红色气体的化学方程式:         。

[["$\\rm 2NO+{{O}_{2}}=2N{{O}_{2}}$"]]

$\rm NO$$\rm {{O}_{2}}$反应,气体由无色转化为红色,反应的化学方程式:$\rm 2NO+{{O}_{2}}=2N{{O}_{2}}$

已知土壤胶体粒子带负电荷,土壤中施用含氮总量相等的下列化肥,从化学式分析其中肥效最低的是         (肥效高低取决于相关元素是否不易或易流失)。

A.$\rm {{(N{{H}_{4}})}_{2}}S{{O}_{4}}$   B.$\rm N{{H}_{4}}Cl$   C.$\rm NaN{{O}_{3}}$   D.$\rm N{{H}_{4}}N{{O}_{3}}$

[["C"]]

土壤胶体粒子带负电荷,易吸附阳离子,阴离子不能被吸附,易随水土流失,所以化肥中,植物营养元素存在于阴离子中时,不能被土壤吸收,则下列化肥中,肥效最低的是$\rm NaN{{O}_{3}}$,故选:C。

水合肼($\rm {{N}_{2}}{{H}_{4}}\cdot {{H}_{2}}O$)溶液显弱碱性,其电离与$\rm N{{H}_{3}}\cdot {{H}_{2}}O$相似,写出水合肼的电离方程式         。

[["$\\rm {{N}_{2}}{{H}_{4}}\\cdot {{H}_{2}}O\\rightleftharpoons {{N}_{2}}H_{5}^{+}+O{{H}^{-}}$"]]

水合肼($\rm {{N}_{2}}{{H}_{4}}\cdot {{H}_{2}}O$)溶液显弱碱性,其电离与$\rm N{{H}_{3}}\cdot {{H}_{2}}O$相似,则水合肼的电离方程式:$\rm {{N}_{2}}{{H}_{4}}\cdot {{H}_{2}}O\rightleftharpoons {{N}_{2}}H_{5}^{+}+O{{H}^{-}}$

在燃油汽车尾气排放装置里,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如下图所示:

 

根据图示,写出催化转化的总化学方程式,并标注电子转移的方向和数目:_______。

[["

"]]

根据图示,$\rm NO$$\rm {{O}_{2}}$$\rm CO$催化转化为$\rm C{{O}_{2}}$$\rm {{N}_{2}}$,反应方程式为$\rm 4CO+2NO+{{O}_{2}}\begin{matrix} \underline{\underline{催化剂}} \\ {} \\\end{matrix}4C{{O}_{2}}+{{N}_{2}}$,标注电子转移的方向和数目为:

${\rm N}{{\rm O}_{x}}$代表由$\rm N{{O}_{2}}$$\rm NO$组成的混合气体,现有等体积的${\rm N}{{\rm O}_{x}}$$\rm N{{H}_{3}}$恰好完全反应生成无害气体,该无害气体是         ,根据上述条件推算出${\rm N}{{\rm O}_{x}}$中的$x=$        。

取25.6克铜与100毫升$63\%$的浓硝酸($\rho =1.45\ \rm g/mL$)反应,当铜完全溶解后,产生的$\rm NO$$\rm N{{O}_{2}}$混合气体折算到标准状况下的体积为11.2升。

[["$\\rm {{N}_{2}}$","1.5或$\\rm \\dfrac{3}{2}$"]]

等体积的${\rm N}{{\rm O}_{x}}$$\rm N{{H}_{3}}$恰好完全反应生成无害气体$\rm {{N}_{2}}$等,则${\rm N}{{\rm O}_{x}}$中,$\rm N$元素显$\rm +3$价、$\rm O$元素显$\rm -2$价,根据上述条件推算出${\rm N}{{\rm O}_{x}}$中的$x=1.5$$\dfrac{3}{2}$

工业生产中为了盛装大量浓硝酸,常选择         作为罐体材料。

A.铜   B.铂   C.铝   D.镁

[["C"]]

铜、镁都能与浓硝酸持续反应,铂的成本很高,铝在常温下遇浓硝酸发生钝化,所以工业生产中为了盛装大量浓硝酸,常选择铝作为罐体材料,故选:C。

该浓硝酸的物质的量浓度是         $\rm mol/L$

[["14.5"]]

该浓硝酸的物质的量浓度是$\rm \dfrac{1000\times 1.45\times 63\%}{63}\ mol/L=14.5\ mol/L$

用上述浓硝酸配制$\rm 100\ mL\ 1.00\ mol/L$稀硝酸,以下操作可能会导致所配溶液浓度偏低的是         。

A.配制过程中烧杯和玻璃棒未洗涤

B.配制前容量瓶未干燥

C.摇匀后液面低于刻度线

D.定容时俯视液面

E.量取浓硝酸时操作很慢

F.稀释后未冷到室温就转移和定容

[["AE"]]

配制过程中烧杯和玻璃棒未洗涤,附着少量硝酸,使容量瓶内硝酸的物质的量减小,所配硝酸溶液的浓度偏低,故A符合题意;配制前容量瓶未干燥,对硝酸的物质的量、溶液的体积都不产生影响,故B不符合题意;摇匀后液面低于刻度线,有少量溶液附着在刻度线上方,一段时间后会自然留下,不影响硝酸的浓度,故C不符合题意;定容时俯视液面,所配溶液的体积偏小,浓度偏高,故D不符合题意;量取浓硝酸时操作很慢,致使部分硝酸挥发,溶质的物质的量减小,所配溶液浓度偏低,故E符合题意;稀释后未冷到室温就转移和定容,所配溶液体积偏小,浓度偏高,故F不符合题意。

上述反应过程中,当硝酸的浓度降到         $\rm mol/L$时,开始生成$\rm NO$气体。(假设反应过程中溶液体积保持$\rm 100\ mL$且不考虑溶质挥发)(要求写出求解过程,只有结果不得分)

[["7.5"]]

$n(\rm Cu)=\dfrac{25.6\ g}{64\ g/mol}=0.4\ mol$$n({\rm N{{O}_{2}}})+n(\rm NO)=\dfrac{11.2\ L}{22.4\ L/mol}=0.5\ mol$,设$n({\rm N{{O}_{2}}})=x$,则$n({\rm NO})=0.5-x$,依据得失电子守恒可得$x+3(0.5-x)=0.4\ \rm mol\times 2$$x=0.35\ \rm mol$,由反应方程式$\rm Cu+4HN{{O}_{3}}(浓)=Cu{{(N{{O}_{3}})}_{2}}+2N{{O}_{2}}\uparrow +2{{H}_{2}}O$,可求出消耗$\rm HN{{O}_{3}}$的物质的量为$2x=0.7\ mol$,此时硝酸的浓度为$\rm \dfrac{0.1\ L\times 14.5\ mol/L-0.7\ mol}{0.1\ L}=7.5\ mol/L$,所以当硝酸的浓度降到$\rm 7.5\ mol/L$时,开始生成$\rm NO$气体。

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