2020_2021學(xué)年新教材高中化學(xué)第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第2節(jié)第1課時(shí)氮?dú)馀c氮的固定一氧化氮和二氧化氮練習(xí)含解析新人教版必修2

1、第1課時(shí) 氮?dú)馀c氮的固定 一氧化氮和二氧化氮基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)一、選擇題(每小題只有1個(gè)選項(xiàng)符合題意)1眾所周知，一氧化氮是一種大氣污染物，是吸煙、汽車尾氣及垃圾燃燒等釋放出的有害氣體，但是這種最常見、最簡(jiǎn)單的氣體小分子在生物體內(nèi)卻是一種重要的信使分子，具有保護(hù)心血管、降低血壓以及提高性能力的作用。下列關(guān)于no的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(c)ano是無(wú)色氣體bno是汽車尾氣的有害成分之一c可以用向上排空氣法收集nodno在一定條件下也可作氧化劑解析：no是一種無(wú)色易被氧化的有毒氣體，故a正確；no、no2、co、碳?xì)浠衔锏仁瞧囄矚獾挠泻Τ煞?，則no是汽車尾氣的有害成分之一，故b正確；no易與空氣中o2反應(yīng)，不

2、能用排空氣法收集，故c錯(cuò)誤；no在一定條件下可反應(yīng)6no4nh3=5n26h2o反應(yīng)中 ，no做氧化劑，故d正確。2伴隨著國(guó)六標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，以及最嚴(yán)的監(jiān)管制度出臺(tái)，給尾氣處理行業(yè)帶來(lái)新的機(jī)遇。某汽車生產(chǎn)廠家為汽車裝有的一種尾氣處理裝置使用鉑作催化劑，可將co、no、no2和碳?xì)浠衔锏绒D(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì)，有效降低了尾氣對(duì)環(huán)境的危害。下列有關(guān)說(shuō)法中不正確的是(b)a鉑表面被做成蜂窩狀更有利于提高催化效果b在鉑催化下，no可被co氧化為n2c尾氣處理裝置使用鉑作催化劑可加快co的氧化d氮氧化合物在鉑催化下，可將co氧化為co2解析：由題意知鉑作催化劑，可加快反應(yīng)速率；做成蜂窩狀增大了接觸面積，有利于提

3、高催化效果；co具有還原性；所以選b。二、非選擇題3溴是深紅棕色揮發(fā)性液體。在空氣中迅速揮發(fā)為紅棕色氣體。易溶于乙醇、乙醚、氯仿、二硫化碳、四氯化碳，可溶于水形成橙黃色溶液。溴的熔點(diǎn)是7.2 ，而沸點(diǎn)是58.8 。同樣no2也為紅棕色氣體。某同學(xué)拿到一集氣瓶紅棕色氣體，但沒(méi)有標(biāo)簽，無(wú)法直接確定它是什么成分。(1)該同學(xué)用玻璃片將集氣瓶蓋好，然后向其中加入少量水，振蕩后變?yōu)闊o(wú)色，溶液也為無(wú)色。則集氣瓶?jī)?nèi)紅棕色氣體是什么？出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因是什么？_no2。no2與h2o反應(yīng)生成無(wú)色的no和硝酸。_(2)該同學(xué)對(duì)(1)中集氣瓶繼續(xù)進(jìn)行操作：輕輕移開玻璃片使少量空氣進(jìn)入瓶?jī)?nèi)，氣體又變?yōu)榧t棕色。出現(xiàn)該現(xiàn)

4、象的原因是什么？寫出化學(xué)方程式。_no遇空氣中的o2，與之發(fā)生反應(yīng)生成紅棕色的no2，化學(xué)方程式為2noo2=2no2。_4為了有效實(shí)現(xiàn)no和no2的相互轉(zhuǎn)化，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：按圖組裝好實(shí)驗(yàn)裝置，并檢查裝置氣密性，實(shí)驗(yàn)前用排水法收集半瓶no氣體。(1)打開止水夾，推動(dòng)針筒活塞，使o2進(jìn)入燒瓶。關(guān)上止水夾，觀察到什么現(xiàn)象？原因是什么？_燒瓶中氣體由無(wú)色變?yōu)榧t棕色；發(fā)生了反應(yīng)2noo2=2no2。_(2)然后輕輕搖動(dòng)燒瓶，燒瓶中觀察到什么現(xiàn)象？產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是什么？_燒瓶中紅棕色氣體又變?yōu)闊o(wú)色，燒杯中水倒吸到燒瓶中(或燒瓶中液面上升)；發(fā)生了反應(yīng)3no2h2o=2hno3no。_(3)若最后燒瓶中

5、充滿了水，則原燒瓶中no與通入氧氣的體積之比為多少(同溫同壓下)？用化學(xué)方程式說(shuō)明。_43；發(fā)生的反應(yīng)為2noo2=2no2，3no2h2o=2hno3no，聯(lián)立可得方程式：4no3o22h2o=4hno3，當(dāng)no與氧氣的體積之比為43時(shí)，完全溶于水。_解析：(1)無(wú)色的no能與o2反應(yīng)產(chǎn)生紅棕色的no2。(2)輕輕搖動(dòng)燒瓶，使得no2與水發(fā)生反應(yīng)3no2h2o=2hno3no，所以燒瓶中紅棕色氣體又變?yōu)闊o(wú)色，因?yàn)闊績(jī)?nèi)氣體的量減少，引起燒瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)降低，所以燒杯內(nèi)的水會(huì)倒吸入燒瓶中，使燒瓶中液面上升。(3)發(fā)生的反應(yīng)為2noo2=2no2，3no2h2o=2hno3no，聯(lián)立可得方程式：

6、4no3o22h2o=4hno3，當(dāng)no與氧氣的體積之比為43時(shí)，完全溶于水。5.2019年1月西班牙馬德里市議會(huì)重新啟動(dòng)了二氧化氮(no2)高污染議定書。該議定書旨在改善城市的空氣質(zhì)量，從而加強(qiáng)對(duì)公民健康的保護(hù)，使其免受高污染事件的有害影響，特別是對(duì)患有呼吸問(wèn)題的人和孕婦的有害影響。氮氧化物進(jìn)入大氣后，不僅會(huì)形成硝酸型酸雨，還可能形成光化學(xué)煙霧，對(duì)含有氮氧化物的廢氣進(jìn)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(yīng)的化學(xué)方程式如下：no2no2naoh=2nano2h2o2no22naoh=nano2nano3h2o在反應(yīng)中，氧化劑是哪種物質(zhì)？在反應(yīng)中，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比

7、為多少？_no2_1：1_。由反應(yīng)判斷二氧化氮是否為酸性氧化物？解釋原因。_不是_因?yàn)槎趸c堿反應(yīng)生成兩種鹽，且氮元素化合價(jià)發(fā)生變化。_(2)汽車尾氣中含有co和no，消除這兩種物質(zhì)對(duì)大氣污染的方法是安裝催化轉(zhuǎn)化器，使它們發(fā)生反應(yīng)得到空氣中的成分，從而消除污染，試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。_2no2con22co2_。解析：(1)在反應(yīng)中no2中的氮元素化合價(jià)降低作氧化劑；在反應(yīng)中氧化劑和還原劑都是no2，它們的物質(zhì)的量之比為11。二氧化氮與堿反應(yīng)生成兩種鹽，且氮元素化合價(jià)發(fā)生變化，二氧化氮不是酸性氧化物。(2)根據(jù)原子守恒定律結(jié)合題目信息可知，no與co反應(yīng)后生成的對(duì)大氣無(wú)污染的物質(zhì)應(yīng)為氮

8、氣和二氧化碳。能力提升一、選擇題(每小題有1個(gè)或2個(gè)選項(xiàng)符合題意)1下列關(guān)于氮?dú)獾恼f(shuō)法中，錯(cuò)誤的是(bd)a通常情況下，氮?dú)庑再|(zhì)比較穩(wěn)定b氮?dú)饪山?jīng)一步反應(yīng)轉(zhuǎn)化成二氧化氮c通常情況下，氮?dú)庠谒械娜芙舛群苄跟氫氣在一定條件下發(fā)生反應(yīng)時(shí)，氮?dú)馐沁€原劑解析：n2不能一步轉(zhuǎn)化為no2，n2o22no,2noo2=2no2；n2與h2的反應(yīng)為n23h22nh3，n2是氧化劑。2下列關(guān)于自然界中氮循環(huán)(如下圖)的說(shuō)法不正確的是(ad)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(wú)機(jī)物和含氮有機(jī)物可相互轉(zhuǎn)化d碳、氫、氧三種元素沒(méi)有參與氮循環(huán)解析：人工固氮合成氨反應(yīng)中，氮元素的化合價(jià)降低被還原，a錯(cuò)誤，b

9、正確；硝酸鹽轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)及經(jīng)動(dòng)物消化使蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為氨氣和銨鹽，實(shí)現(xiàn)了含氮無(wú)機(jī)物和含氮有機(jī)物的相互轉(zhuǎn)化；并且碳、氫、氧三種元素也參加了氮的循環(huán)，c正確，d錯(cuò)誤。3為除去混入no中的少量no2，應(yīng)將氣體通過(guò)(c)ana2co3溶液 bnahco3溶液ch2o d濃硫酸解析：通過(guò)a、b兩項(xiàng)都會(huì)生成co2，導(dǎo)致引入新的雜質(zhì)；濃h2so4不與no2反應(yīng)，故不能除去no中的no2；由反應(yīng)：3no2h2o=2hno3no知，水洗可除去no中的no2。4把少量no2氣體通入過(guò)量小蘇打溶液中，再使逸出的氣體通過(guò)裝有足量的過(guò)氧化鈉顆粒的干燥管，最后收集到的氣體是(c)a氧氣 b二氧化氮c二氧化氮和氧氣 d二氧化氮

10、和一氧化氮解析：少量no2氣體通入過(guò)量小蘇打溶液中，逸出的氣體是no、co2，二者物質(zhì)的量比為12，同時(shí)還有少量水蒸氣逸出，再使逸出的氣體通過(guò)裝有足量的過(guò)氧化鈉顆粒的干燥管，co2與過(guò)氧化鈉反應(yīng)生成的o2與no反應(yīng)生成no2，o2有剩余，同時(shí)逸出的少量水蒸氣與過(guò)氧化鈉反應(yīng)生成o2，所以最后收集到的氣體是no2和o2。5如圖所示，試管中盛裝的是紅棕色氣體(可能是混合物)，當(dāng)?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r(shí)，試管內(nèi)液面上升，但不能充滿試管，當(dāng)向試管內(nèi)鼓入氧氣后，可以觀察到試管中液面繼續(xù)上升，經(jīng)過(guò)多次重復(fù)后，試管內(nèi)完全充滿液體，原來(lái)試管中盛裝的氣體是(cd)a可能是n2和no2的混合氣體b一定是no2氣體c可

11、能是no與no2的混合氣體d可能是no2一種氣體解析：試管內(nèi)氣體為紅棕色，故一定含有no2，也可能含有no，因?yàn)?noo2=2no2，生成的no2又可與水反應(yīng)，使液面上升，no2、o2與水反應(yīng)的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為4no2o22h2o=4hno3，故當(dāng)試管內(nèi)氣體為no2或no2與no的混合物時(shí)，通入適量o2，最終試管內(nèi)可完全充滿液體。由于n2不溶于水，故不可能含有n2。由此可知答案為cd。6無(wú)色的混合氣體甲，可能含no、co2、no2、n2中的幾種，將一定量的甲氣體經(jīng)過(guò)下圖實(shí)驗(yàn)的處理，結(jié)果得到酸性溶液，而幾乎無(wú)氣體剩余，則甲氣體的組成為(b)ano2、n2 bno、co2cno2、co2 dn

12、o、co2、n2解析：混合氣體無(wú)色，氣體中不含no2，氣體通過(guò)na2o2后顯紅棕色，說(shuō)明原混合氣體中含有no，且有與na2o2反應(yīng)生成o2的氣體co2，通入水中，溶液呈酸性，且?guī)缀鯚o(wú)氣體剩余，說(shuō)明原氣體中不含n2。7現(xiàn)有no2、o2的混合氣體12 ml，通入足量水中，充分反應(yīng)后剩余氣體2 ml(同溫同壓下)，則原混合氣體中氧氣的體積是(ad)a1.2 ml b2.4 mlc3 ml d4 ml解析：(總反應(yīng)式法)根據(jù)有關(guān)的反應(yīng)：4no2o22h2o=4hno33no2h2o=2hno3no設(shè)原混合氣體中o2的體積為v(o2)，剩余氣體可能是o2，也可能是no。若剩余o2，則v剩v(o2)12

13、mlv(o2)2 ml。解得v(o2)4 ml。若剩余no，則v剩12 mlv(o2)4v(o2)2 ml。解得v(o2)1.2 ml。8同溫同壓下，在3支相同體積的試管中分別充有等體積混合的兩種氣體，它們是no和no2，no2和o2，no和n2?，F(xiàn)將3支試管均倒置于水槽中，充分反應(yīng)后，試管中剩余氣體體積分別為v1、v2、v3，則下列關(guān)系正確的是(d)av1v2v3 bv1v3v2cv2v3v1 dv3v1v2解析：可假設(shè)試管容積均為2v，每種氣體的體積均為v；當(dāng)?shù)怪糜谒壑袝r(shí)：中有反應(yīng)：3no2h2o=2hno3no，則剩余氣體的體積v1v；中有反應(yīng)：4no2o22h2o=4hno3，則剩余

14、o2的體積v2v；中氣體與水不反應(yīng)，故試管中氣體體積v32v。綜上所述，v3v1v2。二、非選擇題9如圖所示：在b水槽中裝有500 ml水，容積為a ml的試管a充滿了no2和no的混合氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，將試管a倒插入b水槽的水中。充分反應(yīng)后，試管a中剩余氣體的體積為0.5a ml。(1)將a倒插入b槽中發(fā)生的反應(yīng)為_3no2h2o=2hno3no_，該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為_12_，原混合氣體中no2和no的物質(zhì)的量之比為_31_。(2)通過(guò)導(dǎo)氣管c向剩余0.5a ml氣體的試管a中持續(xù)通入氧氣，a中可能觀察到的現(xiàn)象是_無(wú)色氣體變?yōu)榧t棕色，試管中液面不斷上升至全充滿溶液。繼續(xù)通入氧氣

15、后，試管中液面又下降，最后充滿無(wú)色氣體_。(3)當(dāng)試管a中充滿氣體時(shí)停止通入氧氣，然后將試管取出水槽，水槽b中溶液的物質(zhì)的量濃度為_moll1(設(shè)溶液的體積仍為500 ml)。解析：(1)試管a倒插入b水槽的水中后，發(fā)生反應(yīng)：3no2h2o=2hno3no，氧化劑與還原劑均為no2，質(zhì)量比為12。根據(jù)題意有n(no2)n(no)n(no2)n(no)，n(no2)n(no)31；(2)試管a中剩余0.5a ml氣體為no，通入氧氣后，發(fā)生反應(yīng)2noo2=2no2,3no2h2o=2hno3no，可寫為4no3o22h2o=4hno3，無(wú)色氣體變?yōu)榧t棕色氣體，試管中液面不斷上升至全充滿溶液，繼續(xù)通入氧氣后，試管中液面又下降，最后充滿無(wú)色氣體(o2)。(3)試管中充滿氣體時(shí)，根據(jù)氮原子守恒，n(hno3)n(氣體)103mol，c(hno3) moll1。10利用石灰乳和硝酸工業(yè)的尾氣(含no、no2)反應(yīng)，既能凈化尾氣，又能獲得應(yīng)用廣泛的ca(no2)2，其部分工藝流程如下：(1)一定條件下，no與no2可以生成一種新的氧化物，試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_nono2n2o3_。(2)上述工藝中采用氣液逆流接觸吸收(尾氣從吸收塔底部進(jìn)入，石灰乳從吸收塔頂部噴淋)，其目的是_使尾氣中的no、no2被充分吸收_；濾渣可循環(huán)使用，濾渣的主要成分是_ca(oh)2_