高中化學 專題4 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展 4.2.1 氮氧化物的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)化課時作業(yè) 蘇教版必修1

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1、 專題4 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展 4.2.1 氮氧化物的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)化 [對點訓練] 知識點1　N2、NO、NO2的主要性質(zhì) 1．下列敘述中正確的是(　　) A．N2既可以和O2反應，又可以和H2反應，因此N2的化學性質(zhì)很活潑 B．在NO2和H2O的反應中，NO2是還原劑，H2O是氧化劑 C．雷雨時，發(fā)生氮的固定變化可增加土壤中硝酸鹽類氮肥的含量 D．NO可用向上排空氣法收集 【解析】　在通常情況下，N2的化學性質(zhì)不活潑；在3NO2＋H2O===2HNO3＋NO反應中，NO2既是還原劑又是氧化劑；NO用排水法收集。 【答案】　C 2．下列關于實驗室收集NO和NO2氣體的方法中，

2、正確的是(　　) A．都是排水法 B．都用向上排空氣法 C．NO用向上排空氣法，NO2用排水法 D．NO用排水法，NO2用向上排空氣法 【解析】　NO易與O2反應，所以NO不能用排空氣法收集，只能用排水法；NO2可與H2O反應，所以不能用排水法收集，只能用向上排空氣法。 【答案】　D 3．據(jù)估計，高空大氣中的O2吸收紫外線可生成臭氧，臭氧可分解：O3O2＋O。臭氧與大氣污染物之一的NO發(fā)生反應：NO＋O3NO2＋O2，NO2＋O===NO＋O2，縱觀這些反應可以看出NO是作(　　) A．氧化劑 B．還原劑 C．催化劑 D．干燥劑 【解析】　分析題給兩個反應，發(fā)現(xiàn)NO在反

3、應前后不變，所以NO是催化劑。 【答案】　C 4．上世紀80年代后期人們逐漸認識到，NO在人體內(nèi)起著多方面的重要生理作用。下列關于NO說法錯誤的是(　　) A．NO是具有刺激性的紅棕色氣體 B．NO是汽車尾氣的有害成分之一 C．NO在人體的血管系統(tǒng)內(nèi)具有傳送信號的功能 D．NO能夠與人體血紅蛋白結合，造成人體缺氧中毒 【解析】　NO在生物體內(nèi)許多組織中存在，它有擴張血管、提高免疫、增強記憶的功能，而成為當前生命科學的研究熱點，被稱為“明星分子”。NO為無色氣體，NO2才是紅棕色氣體。 【答案】　A 5．在NO2被水吸收的反應中，發(fā)生還原反應的物質(zhì)和發(fā)生氧化反應的物質(zhì)的質(zhì)量比為

4、(　　) A．3:1 B．1:3 C．1:2 D．2:1 【解析】　3NO2＋H2O===2HNO3＋NO,3 mol NO2中，有2 mol氮的價態(tài)升高，1 mol氮的價態(tài)降低，所以發(fā)生還原反應的NO2與發(fā)生氧化反應的NO2的物質(zhì)的質(zhì)量比為1:2。 【答案】　C 6．發(fā)射宇宙飛船的運載火箭的推進劑引燃后，產(chǎn)生大量的高溫氣體從尾部噴出，該氣體的主要成分是CO2、H2O、N2、NO等，在發(fā)射現(xiàn)場可看到火箭尾部產(chǎn)生大量紅色氣體，其原因是(　　) A．高溫下N2遇空氣生成NO2 B．NO遇空氣生成NO2 C．CO2與NO反應生成CO和NO2 D．NO與H2O反應生成H2和NO2

5、 【解析】　2NO＋O2===2NO2(紅棕色)。 【答案】　B 7．將一個盛有NO2的試管倒置在盛有水的水槽中，觀察到試管中的氣體顏色__________，同時試管中的液面__________，最終試管中的液面大約停在了試管的________處。若實驗是在標準狀況下完成，且進入試管中的溶液不向外擴散，則所得溶液的物質(zhì)的量濃度為________。 【解析】　發(fā)生反應：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NO2為紅棕色氣體，NO是無色氣體，此反應發(fā)生使氣體的顏色變淺，試管內(nèi)氣體壓強減小，液面上升至2/3處(余1/3)。 設試管的體積為V，則所得硝酸溶液的物質(zhì)的量濃度為： c＝＝

6、mol/L。 【答案】　變淺　上升　2/3體積　 mol/L 8．通常情況下，氮氣很不活潑，其原因是N2分子內(nèi)部結構穩(wěn)定，不容易被破壞。 (1)在一定條件下氮氣也可以與其他物質(zhì)反應，有兩種氣體，一種能夠氧化N2，一種能夠還原N2，請分別寫出這兩個反應的化學方程式： ①氧化N2：______________________________________________________； ②還原N2：________________________________________________。 (2)Mg可以在N2中燃燒生成氮化鎂，寫出該反應的化學方程式_____________

7、___________________________________________， 在該反應中N2表現(xiàn)________性。 (3)已知氮化鎂可以與水反應生成氫氧化鎂和氨氣，寫出該反應的化學方程式________________________________________________。 【解析】　本題主要考查了根據(jù)條件寫化學方程式的能力，氧化N2的反應中，氮元素的化合價升高，還原N2的反應中，氮元素的化合價降低。 【答案】　(1)①N2＋O22NO ②N2＋3H22NH3 (2)3Mg＋N2Mg3N2　氧化 (3)Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑

8、 知識點2　氮氧化物的來源、危害和防治 9．環(huán)保部門每天通過新聞媒體向社會發(fā)布以污染物濃度為標準確定空氣質(zhì)量的信息。這些污染物是(　　) A．二氧化硫、氮氧化物、懸浮粒子 B．二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳 C．二氧化碳、氮氧化物、懸浮粒子 D．稀有氣體、氮氧化物、懸浮粒子 【解析】　二氧化硫、氮氧化物、懸浮粒子是空氣質(zhì)量好壞的信息(注意CO2不是)。 【答案】　A 10．選用下列物質(zhì)填空(填序號)： ①二氧化碳　②二氧化硫?、鄣趸铩、芊锇? (1)會破壞臭氧層的物質(zhì)是________； (2)過量會導致溫室效應加劇的物質(zhì)是________； (3)造成酸雨的物質(zhì)是

9、________； (4)導致光化學煙霧的物質(zhì)是________。 【答案】　(1)③④　(2)①　(3)②③　(4)③ 知識點3　有關氮的氧化物和氧氣共同溶于水的計算 11．在一定條件下，將等體積的NO和O2的混合氣體置于試管中，并將試管倒立于水槽中，充分反應后剩余氣體的體積約為原氣體總體積的幾分之幾？ 【解析】　根據(jù)反應2NO＋O2===2NO2和反應3NO2＋H2O===2HNO3＋NO得到總反應式：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，根據(jù)該反應知試管中最后剩余O2的體積約為試管容積的＝。 【答案】　 [鞏固提升] 1．氮氣能大量存在于空氣中的根本原因是(　　)

10、A．氮氣性質(zhì)穩(wěn)定，即使在高溫下也很難跟其他物質(zhì)發(fā)生反應 B．氮氣比空氣輕，且不溶于水 C．氮分子中兩個氮原子結合很牢固，分子結構穩(wěn)定 D．氮氣無氧化性，也無還原性，不與其他物質(zhì)反應 【解析】　N2性質(zhì)穩(wěn)定，但高溫下可與O2等物質(zhì)反應，在不同反應中表現(xiàn)出氧化性或還原性；氮氣比空氣輕且不溶于水并不是N2能大量存在于空氣中的根本原因。 【答案】　C 2．在常溫下，向盛滿水并倒置于水槽中的試管里先后通入4 mL NO2、4 mL NO、5 mL O2，經(jīng)過一段時間后，試管里剩余的氣體有(　　) A．NO B．O2 C．NO2和O2 D．NO和O2 【解析】　4 mL

11、NO2可消耗1 mL O2,4 mL NO可消耗3 mL O2，故剩余1 mL O2。 【答案】　B 3. (雙選)如圖所示，試管中盛裝的是紅棕色氣體，當?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r，試管內(nèi)水面上升，但不能充滿試管，當向試管內(nèi)鼓入氧氣后，可以觀察到試管中水柱繼續(xù)上升，經(jīng)過多次重復后，試管內(nèi)完全被水充滿，原來試管中盛裝的可能是什么氣體(　　) A．可能是N2與NO2的混合氣體 B．可能是O2與NO2的混合氣體 C．可能是NO與NO2的混合氣體 D．只可能是NO2一種氣體 【解析】　紅棕色氣體可能為NO2，從“經(jīng)過多次重復后，試管內(nèi)完全被水充滿”可知，原氣體中不可能含有不溶于水，且在

12、常溫下不與氧氣反應的氮氣。 【答案】　BC 4．下列關于自然界中氮循環(huán)(如圖所示)的說法不正確的是(　　) A．氮元素均被氧化 B．工業(yè)合成氨屬于人工固氮 C．含氮無機物和含氮有機物可相互轉(zhuǎn)化 D．碳、氫、氧三種元素也參與了氮循環(huán) 【解析】　人工固氮中氮氣轉(zhuǎn)化為氨氣，是N2轉(zhuǎn)化為NH3的過程，N化合價由0→－3價，化合價降低，被還原，故A錯誤；工業(yè)合成氨是典型的人工固氮方法，故B正確；根據(jù)圖像知，通過生物體可以將銨鹽和蛋白質(zhì)相互轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)了含氮的無機物和有機物的轉(zhuǎn)化，故C正確；生物體合成蛋白質(zhì)的過程也有碳、氫、氧三種元素的參與，故D正確。 【答案】　A 5．在標準狀況下，

13、將O2和NO2按1:4體積比充滿干燥燒瓶，把燒瓶倒置于水中，瓶內(nèi)液體逐漸上升，假設燒瓶內(nèi)溶液不擴散，最終燒瓶內(nèi)溶液里溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為(　　) A. molL－1 B. molL－1 C. molL－1 D. molL－1 【解析】　設燒瓶的體積為V L，由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3知NO2的體積為V L。又O2和NO2的體積比為1:4，所以最終液體充滿整個燒瓶，溶液的體積為V L，NO2的物質(zhì)的量為V L22.4 Lmol－1＝V mol，所以硝酸的物質(zhì)的量濃度為V molV L＝ molL－1。 【答案】　C 6．在汽車尾氣凈化裝置里，氣體在催化劑表面吸附與釋

14、放的過程如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．NO是該過程的中間產(chǎn)物 B．NO和O2必須在催化劑表面才能反應 C．汽車尾氣的主要污染成分包括CO2和NO D．汽車尾氣的主要污染物是CO和NO 【解析】　NO2是該過程的中間產(chǎn)物；NO和O2的反應不需要催化劑；汽車尾氣的主要污染成分包括CO和NO。 【答案】　D 7．A、B、C三種氣體，A為無色不溶于水的氣體單質(zhì)，在一定條件下，A與O2反應生成B。B無色且難溶于水，它也能與O2反應生成C。C易溶于水并與水反應生成B，反應后所得溶液呈酸性，則： (1)三種氣體的化學式為A________，B________，C________

15、。 (2)除去A氣體中的少量O2的方法是______。 (3)除去B中的少量C的方法是______________。 【解析】　A為無色不溶于水的氣體單質(zhì)，A可能是H2、N2、O2，A與O2反應生成B，B無色難溶于水，則A為N2，B為NO，C為NO2。 【答案】　(1)N2　NO　NO2 (2)通過灼熱的銅絲網(wǎng) (3)通過盛水的洗氣瓶后干燥 8．氮氧化物進入大氣后，不僅會形成硝酸型酸雨，還可能形成光化學煙霧。因此必須對含有氮氧化物的廢氣進行處理。 (1)用氫氧化鈉溶液可以吸收廢氣中的氮氧化物，反應的化學方程式如下： NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 在該反

16、應中，氧化劑是________，還原劑是________。 (2)汽車尾氣中含有一氧化氮和一氧化碳，經(jīng)過排氣管中的催化轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化為對大氣無污染的物質(zhì)。寫出該反應的化學方程式___________________________________________________。 (3)在一定條件下氨氣亦可用來將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無污染的物質(zhì)。寫出氨氣和二氧化氮在一定條件下反應的化學方程式：_________________________________________________。 【解析】　(1)在該反應中NO2中的氮元素化合價降低作氧化劑，NO中氮元素化合價升高作還原劑。 (2)根

17、據(jù)質(zhì)量守恒定律結合題目信息可知，一氧化氮與一氧化碳反應后生成的對大氣無污染的物質(zhì)應為氮氣和二氧化碳。 (3)根據(jù)質(zhì)量守恒定律結合題目信息可知，氨氣和二氧化氮反應后生成的無污染的物質(zhì)為氮氣和水。 【答案】　(1)NO2　NO (2)2NO＋2CON2＋2CO2 (3)6NO2＋8NH37N2＋12H2O 9．(1)如圖所示，用儀器A、B和膠管組成裝置收集NO氣體(儀器A已經(jīng)經(jīng)過氣密性檢驗；除水外不能選用其他試劑)。正確的操作步驟是________________________________________________________________________。 (2

18、)將一個充滿NO的試管倒扣于水槽中，然后向試管中通入一定量的O2，試管中恰好充滿水時，則通入的O2與原NO氣體的體積比為________。若假設生成的溶質(zhì)不向外擴散，且為標準狀況，則所得的溶液的物質(zhì)的量濃度應為________。 【解析】　(2)設試管的容積為1 L，生成的溶質(zhì)HNO3的物質(zhì)的量為x。 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 4 4 mol x＝ mol 則c(HNO3)＝＝ molL－1 【答案】　(1)在A中加滿水，蓋緊瓶塞，用膠管連接b和c接口，由a導入NO氣體，水通過b和c排入B中 (2)3:4　 molL－1 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375