高中化學(xué)蘇教版硫氮和可持續(xù)發(fā)展 訓(xùn)練36

訓(xùn)練36氮氧化物的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)化訓(xùn)練目標(biāo)1.了解氮的氧化物的主要性質(zhì)和用途。2．理解NO2、NO溶于水的有關(guān)計(jì)算。3．了解氮的氧化物對(duì)環(huán)境的影響。(10分鐘)1．發(fā)射衛(wèi)星的運(yùn)載火箭，其推進(jìn)劑引燃后發(fā)生劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生大量的高溫氣體從火箭尾部噴出。引燃后產(chǎn)生的高溫氣體主要是CO2、H2O、N2、NO，這些氣體均無(wú)色，但在衛(wèi)星發(fā)射現(xiàn)場(chǎng)卻看到火箭噴出大量紅煙。產(chǎn)生紅煙的原因是()A．高溫下N2遇空氣生成NO2B．NO遇空氣生成NO2C．CO2與NO反應(yīng)生成CO與NO2D．NO和H2O反應(yīng)生成H2和NO2答案：B解析：NO在空氣中能被氧氣氧化為NO2，NO2是紅棕色氣體。本題選B。2．實(shí)驗(yàn)室收集NO、NO2兩種氣體，下列收集方法正確的是()A．均可用排水法B．均可用向上排空氣法C．NO用向上排空氣法，NO2用排水法D．NO用排水法，NO2用向上排空氣法答案：D解析：NO易與空氣中的O2反應(yīng)，不與水反應(yīng)，故NO不能用向上排空氣法收集，應(yīng)該用排水法收集；NO2與水反應(yīng)，不與空氣中的O2反應(yīng)且密度比空氣大，故NO2不能用排水法收集，應(yīng)該用向上排空氣法收集。3．除去NO中混入的少量NO2，應(yīng)將該混合氣體通過(guò)下列試劑中的()A．Na2CO3溶液B．NaHCO3溶液C．H2OD．濃硫酸答案：C解析：NO2溶于水生成硝酸和一氧化氮，若混合氣體通入碳酸鈉溶液或碳酸氫鈉溶液中，硝酸會(huì)與碳酸鈉或碳酸氫鈉反應(yīng)生成二氧化碳，引入新雜質(zhì)?；旌蠚怏w通入水中，可以生成一氧化氮，且不引入雜質(zhì)。濃硫酸不與二氧化氮反應(yīng)。本題選C。4．C、N、S都是重要的非金屬元素，下列說(shuō)法正確的是()A．三者對(duì)應(yīng)的氧化物均為酸性氧化物B．實(shí)驗(yàn)室可用NaOH溶液處理NO2和HCl廢氣C．三者的單質(zhì)直接與氧氣反應(yīng)都能生成兩種氧化物D．CO2、NO2、SO2都能與H2O反應(yīng)，其反應(yīng)原理相同答案：B解析：A項(xiàng)，CO、NO為不成鹽氧化物，所以三者對(duì)應(yīng)的氧化物不均為酸性氧化物，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，NO2、HCl會(huì)污染空氣，所以要進(jìn)行尾氣處理，NO2、HCl都可以和NaOH溶液反應(yīng)，故B正確；C項(xiàng)，氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)生成NO，NO被氧氣氧化生成二氧化氮，S在氧氣中燃燒生成二氧化硫，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，CO2＋H2O=H2CO3、SO2＋H2O=H2SO3中沒(méi)有電子轉(zhuǎn)移屬于非氧化還原反應(yīng)，3NO2＋H2O=2HNO3＋NO中有電子轉(zhuǎn)移屬于氧化還原反應(yīng)，故D錯(cuò)誤；故選B。5．可用于區(qū)別溴蒸氣和NO2氣體的試劑是()A．淀粉碘化鉀溶液B．FeCl2溶液C．AgNO3溶液D．NaOH溶液答案：C解析：用AgNO3溶液檢驗(yàn)，能產(chǎn)生淺黃色沉淀的為溴蒸氣。6．空氣中的________是造成光化學(xué)煙霧的主要因素，它主要來(lái)源于________。科學(xué)家研究表明氮的氧化物NOx可以破壞臭氧層，其過(guò)程可簡(jiǎn)單表示為O3＋NO=NO2＋O2，NO2＋O=NO＋O2，這兩個(gè)反應(yīng)循環(huán)反復(fù)，導(dǎo)致O3在大氣平流層中含量減少。因此，NOx在破壞臭氧層中起________作用，臭氧層被破壞的過(guò)程可以用一個(gè)化學(xué)方程式表示：________________________________________________________________________。答案：NO2和NO(或氮的氧化物NOx)石油和煤的燃燒產(chǎn)物、汽車(chē)尾氣、硝酸工廠的尾氣催化O3＋Oeq\o(=,\s\up7(NOx))2O2(35分鐘)一、選擇題(單選)1．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()A．氧氣B．二氧化氮C．二氧化氮和氧氣D．二氧化氮和一氧化氮答案：C解析：少量NO2氣體通入過(guò)量小蘇打溶液中，逸出的氣體為NO、CO2，二者物質(zhì)的量之比為1：2，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、水蒸氣與過(guò)氧化鈉反應(yīng)生成O2，n(NO)：n(O2)小于1：1，所以最后收集到的氣體是NO2和O2。2．標(biāo)準(zhǔn)狀況下將盛滿NO2的大試管倒扣在盛水的水槽中，充分吸收后，試管內(nèi)溶液的物質(zhì)的量濃度為()A．mol·L－1B．mol·L－1C．mol·L－1D．mol·L－1答案：A解析：設(shè)試管的體積為VL，由3NO2＋H2O=2HNO3＋NO知，n(HNO3)＝eq\f(2,3)×eq\f(V,mol，V(HNO3)＝eq\f(2,3)VL，c(HNO3)＝eq\f(\f(2,3)×\f(V,mol,\f(2,3)VL)＝eq\f(1,mol·L－1＝mol·L－1。3．在NO2被水吸收的反應(yīng)中，發(fā)生還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)的NO2的物質(zhì)的量之比為()A．3：1B．1：3C．1：2D．2：1答案：C解析：寫(xiě)出反應(yīng)方程式并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：，所以發(fā)生還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)的NO2的物質(zhì)的量之比為1：2。4．下列污染現(xiàn)象主要與NO2有關(guān)的是()A．臭氧層空洞B．水體富營(yíng)養(yǎng)化C．光化學(xué)煙霧D．溫室效應(yīng)答案：C解析：以一氧化氮和二氧化氮為主的氮氧化物是形成光化學(xué)煙霧的一個(gè)重要原因，故本題選擇C項(xiàng)。5．如圖所示，試管中盛裝的氣體呈紅棕色，當(dāng)?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r(shí)，試管內(nèi)水面上升，但不能充滿試管，當(dāng)向試管內(nèi)鼓入氧氣后，可以觀察到試管中水面繼續(xù)上升，經(jīng)過(guò)多次重復(fù)后，試管被水充滿，對(duì)原試管中盛裝的氣體的說(shuō)法正確的是()A．可能是N2與NO2的混合氣體B．可能是N2O氣體C．可能是NO與NO2的混合氣體D．只可能是NO2一種氣體答案：C解析：試管中盛裝的氣體呈紅棕色，那么一定有二氧化氮存在。根據(jù)題述現(xiàn)象可知，原試管中盛裝的氣體的成分情況可能為①NO2、②NO2和O2(少量)、③NO2和NO等，本題選C。6．在容積為672mL的燒瓶中充滿NO和NO2的混合氣體，將其倒立在水槽里，去塞后再通入280mL氧氣，恰好完全反應(yīng)，且液體充滿燒瓶(氣體體積都已折合為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)，下列有關(guān)敘述正確的是()A．總反應(yīng)為NO＋NO2＋O2＋H2O=2HNO3B．總反應(yīng)為4NO＋8NO2＋5O2＋6H2O=12HNO3C．生成硝酸的物質(zhì)的量濃度約為mol·L－1D．生成硝酸的物質(zhì)的量濃度約為mol·L－1答案：B解析：設(shè)反應(yīng)前NO2的體積為x，NO的體積為y，則：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3xeq\f(x,4)4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3yeq\f(3,4)yeq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＋y＝672mL，,\f(x,4)＋\f(3,4)y＝280mL，))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＝448mL，,y＝224mL。))故參加反應(yīng)的NO2與NO的物質(zhì)的量之比為2：1，則總反應(yīng)為4NO＋8NO2＋5O2＋6H2O=12HNO3。根據(jù)氮元素守恒可得生成的HNO3為mol，燒瓶?jī)?nèi)充滿液體則硝酸的體積為0.672L，故c(HNO3)＝eq\fmol,L)＝mol·L－1。綜上所述，本題選B。7．相同條件下，把xmLCO2通過(guò)足量的Na2O2后再與ymLNO混合。x與y之和為30。若充分反應(yīng)后氣體的體積縮小為15mL，則x：y為()①1：1②2：1③5：4④7：5A．①B．②C．③D．①②③④答案：D解析：根據(jù)題中信息可寫(xiě)出化學(xué)方程式：2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O2①，2NO＋O2=2NO2②。由①＋②得2CO2＋2NO＋2Na2O2=2Na2CO3＋2NO2③。根據(jù)①、②、③進(jìn)行分析：(1)若V(CO2)＝V(NO)，相當(dāng)于反應(yīng)恰好按③式進(jìn)行，即反應(yīng)后V(總)＝eq\f(1,2)[V(CO2)＋V(NO)]。(2)若V(CO2)>V(NO)，相當(dāng)于反應(yīng)按③式進(jìn)行后，剩余CO2按①式進(jìn)行，即反應(yīng)后V(總)＝eq\f(1,2)[V(CO2)＋V(NO)]。(3)若V(CO2)<V(NO)，相當(dāng)于反應(yīng)按③式進(jìn)行后，剩余NO不再變化，即反應(yīng)后V(總)>eq\f(1,2)[V(CO2)＋V(NO)]。綜上所述，當(dāng)x≥y時(shí)，充分反應(yīng)后氣體的體積縮小為原來(lái)的eq\f(1,2)，本題選D。8．NA代表阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值，下列敘述正確的是()A．1mol·L－1Na2CO3溶液中的Na＋數(shù)目為2NAB．常溫常壓下，22.4L氮?dú)夂械牡訑?shù)為2C．常溫常壓下，46gNO2中含有的原子數(shù)為3D．1molNO2與H2O完全反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硝酸時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為NA答案：C解析：A選項(xiàng)沒(méi)有注明溶液的體積；B選項(xiàng)不是標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4L氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量不是19．下列各組氣體，在常溫常壓下不能共存的是()A．SO2與O2B．NO與O2C．O2與N2D．NO2與O2答案：B10．Furchgott博士等三位教授最早提出了NO在人體內(nèi)有獨(dú)特的功能，近年來(lái)此項(xiàng)研究有很大進(jìn)展，因此這三位教授榮獲了1998年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。下列關(guān)于NO的敘述不正確的是()A．NO可能是某些含低價(jià)N物質(zhì)氧化的產(chǎn)物B．NO不是亞硝酸的酸酐C．NO可能是某些含高價(jià)N物質(zhì)還原的產(chǎn)物D．NO是紅棕色氣體答案：D解析：NO中的N元素化合價(jià)為＋2價(jià)，氮元素最高化合價(jià)是＋5價(jià)，最低化合價(jià)是－3價(jià)，而＋2價(jià)是位于＋5價(jià)與－3價(jià)之間的化合價(jià)，所以，它既可能是含低價(jià)N物質(zhì)氧化的產(chǎn)物，又可能是含高價(jià)N物質(zhì)還原的產(chǎn)物，故選項(xiàng)A和選項(xiàng)C正確。亞硝酸(HNO2)中氮元素的化合價(jià)為＋3價(jià)，故NO不是亞硝酸酸酐，選項(xiàng)B正確。NO是無(wú)色氣體，NO2才是紅棕色氣體，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。二、非選擇題11．NO2和溴蒸氣均為紅棕色氣體，現(xiàn)在分別向盛有NO2和溴蒸氣的集氣瓶中加入蒸餾水，反應(yīng)方程式分別為_(kāi)___________________________________________，________________________________________________________________________，產(chǎn)生的現(xiàn)象是：前者溶液呈________色，后者溶液呈________色。若分別向裝有NO2和溴蒸氣的集氣瓶中加入AgNO3溶液，前者產(chǎn)生的現(xiàn)象是________，后者產(chǎn)生的現(xiàn)象是________。由于上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，故可用來(lái)區(qū)別NO2和溴蒸氣。答案：3NO2＋H2O=2HNO3＋NOBr2＋H2O=HBr＋HBrO無(wú)橙紅棕色褪去變成無(wú)色溶液紅棕色褪去，有淺黃色沉淀生成12．(1)如圖所示，用呈中性的水，排水收集純凈的一氧化氮?dú)怏w，經(jīng)多次收集以后，測(cè)得水微顯酸性。水由中性變?yōu)槲⑺嵝缘闹饕蛴衉_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)用排水法收集的一氧化氮?dú)怏w往往不夠干燥。請(qǐng)用中學(xué)化學(xué)范圍內(nèi)的簡(jiǎn)單儀器和常見(jiàn)氣體，設(shè)計(jì)直接收集干燥的一氧化氮?dú)怏w的簡(jiǎn)單方法(只畫(huà)實(shí)驗(yàn)裝置圖即可)。答案：(1)水中溶有少量的氧氣，NO、O2、H2O發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3(2)如圖所示解析：(1)水中溶解著少量的O2是解題思路的盲區(qū)。(2)不能用排空氣法收集一氧化氮。題中提到“用中學(xué)化學(xué)范圍內(nèi)的簡(jiǎn)單儀器和常見(jiàn)氣體”，意思是說(shuō)還是用排氣法收集一氧化氮。此時(shí)要想到，被排氣體易得、無(wú)污染、密度與一氧化氮的密度有較大差別。13．將8mLNO2和O2的混合氣體通入倒立于水槽裝滿水的量筒中，充分反應(yīng)后，剩余氣體為1mL。求原混合氣體中NO2和O2的體積比。答案：當(dāng)1mL剩余氣體為NO時(shí)，V(NO2)：V(O2)＝7：1；當(dāng)1mL剩余氣體為O2時(shí)，V(NO2)：V(O2)＝7：3。1mL剩余氣體可能為NO或O2。解析：(1)若為NO，則由3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，說(shuō)明NO2和O2與水反應(yīng)后剩余NO23mL