高中 化學 必修 第二冊 第五章 化工生產中的重要非金屬元素《第二節(jié) 第1課時 氮氣和氮氧化物》教學設計

第二節(jié)氮及其化合物第1課時氮氣和氮氧化物[學習目標]1.認識氮元素在自然界中的存在形式，了解氮的固定的意義。2.掌握N2的性質。3.掌握NO、NO2的性質及二者的相互轉化。4.掌握NO、NO2與O2混合溶于水的計算。任務一氮氣與氮的固定1．氮元素(1)氮原子的結構特點①位：在元素周期表中位于第二周期第ⅤA族。②構：最外電子層有5個電子，既不容易得到3個電子，也不容易失去5個電子。③性：一般通過共價鍵與其他原子相互結合構成物質。(2)氮元素在自然界中的存在①游離態(tài)：氮元素主要以氮分子的形式存在于空氣中。②化合態(tài)：存在于動植物體內的蛋白質中、土壤和海洋里的硝酸鹽和銨鹽中。2．氮氣的化學性質[交流研討1]根據(jù)氮原子核外電子排布和氮氣分子的結構，推測氮氣的化學活性。提示：由于氮分子內兩個氮原子間以共價三鍵(N≡N)結合，斷開該化學鍵需要較多的能量，所以氮氣的化學性質很穩(wěn)定，通常情況下難以與其他物質發(fā)生化學反應。在高溫、放電等條件下，氮氣可以與氧氣、氫氣、鎂等物質發(fā)生化合反應。(1)還原性：N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放電),\s\do5(或高溫))2NO。(2)氧化性①N2與H2反應：N2＋3H2eq\o(?,\s\up7(高溫、高壓),\s\do5(催化劑))2NH3。②在點燃條件下與金屬鎂反應：N2＋3Mgeq\o(=,\s\up7(點燃),\s\do5())Mg3N2。3．氮的固定(1)含義：將大氣中游離態(tài)的氮轉化為氮的化合物的過程。(2)分類eq\a\vs4\al(氮,的,固,定)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(自然固氮)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(高能固氮（N2＋O2\o(=,\s\up7(放電),\s\do5())2NO）),\a\vs4\al(生物固氮（豆科植物根瘤菌固氮）))),\a\vs4\al(\o(\s\up7(人工),\s\do5(固氮)))\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(工業(yè)合成氨（N2＋3H2\o(?,\s\up7(高溫、高壓),\s\do5(催化劑))2NH3）,\a\vs4\al(仿生固氮)))))4．自然界中氮的循環(huán)[交流研討2](1)大家在吃薯條等膨化食品時，會發(fā)現(xiàn)袋子里東西并不多卻鼓鼓囊囊的，袋子里填充的是食品級的氮氣而非空氣，請說出該食品級氮氣的作用。提示：主要作用有三個方面：①延長食品的保質期；②可以抵御外界潮氣的侵入；③保護食品不被壓碎。(2)通過同學間交流或查閱資料分析液氮用于醫(yī)療手術的原理是什么。提示：液氮揮發(fā)，吸收熱量，使溫度迅速下降，通過極度冷凍將病區(qū)細菌迅速殺死，使得病區(qū)適宜進行醫(yī)療手術。1．下列關于N2的說法中錯誤的是()A．豆科植物的根瘤菌將N2轉化為氮的化合物不屬于氮的固定B．N2＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())2NO，該反應是汽車尾氣造成污染的主要原因之一C．N2在空氣中約占空氣總體積的78%D．在反應3Mg＋N2eq\o(=,\s\up7(點燃))Mg3N2中N2作氧化劑答案：A解析：A．豆科植物的根瘤菌將空氣中的氮轉化為化合態(tài)的氮，屬于生物固氮，A錯誤；B．汽車中的火花塞在打火過程中能引發(fā)氮氣和氧氣反應生成NO，產生的NO會導致空氣污染，B正確；C．氧氣約占空氣體積的21%，氮氣約占空氣體積的78%，C正確；D．在反應3Mg＋N2eq\o(=,\s\up7(點燃))Mg3N2中，氮由0價變?yōu)椋?價，氮氣是氧化劑，D正確；故選A。2．氮在自然界中的循環(huán)如下圖所示。(1)過程①稱為，寫出工業(yè)合成氨反應的化學方程式：________________________________________________________________________，該反應中氮氣顯性（填“氧化”或“還原”，下同）。(2)過程②中能通過的作用將空氣中的氮氣固定下來，寫出③中固氮反應的化學方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，該反應中氮氣顯性。答案：(1)人工固氮N2＋3H2eq\o(?,\s\up7(高溫、高壓),\s\do5(催化劑))2NH3氧化(2)豆科植物根瘤菌N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放電),\s\do5())2NO還原任務二一氧化氮和二氧化氮1．物理性質物質顏色狀態(tài)氣味毒性水溶性NO無色氣體—有毒不溶于水NO2紅棕色氣體有刺激性有毒易溶于水2.化學性質【實驗探究】裝置操作在一支50mL的注射器里充入20mLNO，然后吸入5mL水，用乳膠管和彈簧夾封住管口，振蕩注射器，觀察現(xiàn)象①打開彈簧夾，快速吸入10mL空氣后夾上彈簧夾，觀察現(xiàn)象；②振蕩注射器，再觀察現(xiàn)象現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象①無色氣體變?yōu)榧t棕色；②紅棕色氣體逐漸變?yōu)闊o色，注射器活塞向左移動【實驗結論】(1)NO不溶于水；2NO＋O2=2NO2；(2)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。[交流研討1](1)常溫下能用排空氣法收集一氧化氮嗎？為什么？實驗室中應該怎樣收集一氧化氮？提示：不能。因為發(fā)生反應：2NO＋O2=2NO2。實驗室中應該用排水法收集一氧化氮。(2)農業(yè)上有一句俗語“雷雨發(fā)莊稼”。其中就涉及氮及其化合物的轉化：在一定條件下，氮氣最終轉化為硝酸，然后HNO3與土壤中的礦物作用生成硝酸鹽，為莊稼提供氮肥。請你結合本節(jié)知識，寫出氮氣轉化為硝酸的化學方程式。提示：N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放電))2NO、2NO＋O2=2NO2、3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。3．NO、NO2溶于水的相關計算[交流研討2]為了有效實現(xiàn)NO和NO2的相互轉化，設計如下實驗：按圖組裝好實驗裝置（夾持裝置已省略），并檢查裝置的氣密性，實驗前用排水法收集100mLNO。打開止水夾，不斷地緩慢推動注射器活塞，使O2進入燒瓶。試計算通入多少毫升O2才能使水充滿燒瓶。提示：①2NO＋O2=2NO2，②3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，由①×3＋②×2得：4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3，即當NO和O2的體積比為4∶3時水可以充滿燒瓶，故需通入75mLO2。eq\a\vs4\al()3NO2＋H2O=2HNO3＋NO①2NO＋O2=2NO2②①×2＋②得：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO31．正誤判斷，錯誤的說明原因。(1)由于NO極易與O2反應，并且其密度與空氣相差不多，因此收集NO只能用排水法。(2)由于NO2極易與水反應且密度比空氣大，因此收集NO2只能用向上排空氣法。(3)NO2與H2O反應生成HNO3，故NO2是酸性氧化物。答案：(1)正確(2)正確(3)錯誤，因為反應3NO2＋H2O=2HNO3＋NO為氧化還原反應，NO2中N元素化合價由＋4價歧化為＋5價和＋2價，而酸性氧化物是與H2O反應生成對應的酸且化合價不發(fā)生變化2．下列關于NO和NO2的說法正確的是()A．一氧化氮是一種紅棕色氣體B．NO2不能由N2和O2直接化合得到C．NO和NO2均既可以用排空氣法收集又可以用排水法收集D．NO在空氣中可以長久地存在答案：B解析：A．一氧化氮是無色氣體，故A錯誤；B．N2和O2在放電或高溫條件下直接化合得到NO，故B正確；C．NO與氧氣反應，NO不能用排空氣法收集，NO2能與水反應，NO2不能用排水法收集，故C錯誤；D．NO與氧氣反應生成NO2，NO不能在空氣中長久地存在，故D錯誤；選B。3．標準狀況下，在一不規(guī)則的玻璃容器內充滿NO2氣體后，將其倒置于水槽中，假設容器中的物質不擴散至容器外，則充分反應后容器中所得溶液的物質的量濃度近似是。答案：0.045mol·L-1解析：假設該容器的容積為3L，則二氧化氮的體積為3L，則：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO3×22.4L2mol1×22.4L3Leq\f(6,3×22.4)mol1L反應前后氣體的體積由3L變?yōu)?L，則所得溶液的體積為2L；該溶液的溶質為硝酸，所以硝酸的物質的量濃度為c＝eq\f(n,V)＝eq\f(\f(6,3×22.4)mol,2L)≈0.045mol·L-1。4．將盛有12mL一氧化氮和36mL二氧化氮混合氣體的燒瓶倒置于水中，通入一定量的氧氣，完全反應后，剩余氣體的體積為4mL，則充入的氧氣的體積為。答案：15mL或22mL解析：已知4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3、4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，若剩余氣體為氧氣，則充入的氧氣總體積為4mL＋12mL×eq\f(3,4)＋36mL×eq\f(1,4)＝22mL；若剩余氣體為NO，則充入的氧氣總體積為8mL×eq\f(3,4)＋36mL×eq\f(1,4)＝15mL。1．（2023·鎮(zhèn)遠縣月考）下列反應屬于氮的固定的是()A．用NH3制碳酸氫銨和硫酸銨B．NO遇O2轉化為NO2C．硝酸工廠用NH3氧化制NOD．N2和H2在一定條件下反應生成NH3答案：D解析：A．NH3、碳酸氫銨和硫酸銨中的N都是化合態(tài)，不屬于氮的固定，A錯誤；B．一氧化氮和二氧化氮都是化合態(tài)的氮，不屬于氮的固定，B錯誤；C．氨氣和一氧化氮都是化合態(tài)的氮，不屬于氮的固定，C錯誤；D．氮氣是游離態(tài)的氮，氮氣和氫氣反應生成的氨氣是化合態(tài)的氮，屬于氮的固定，D正確；故選D。2．（2024·佳木斯市期末）下列關于氮氣性質的說法中正確的是()A．點燃條件下，N2在氧氣中燃燒生成NOB．點燃時，N2與金屬Mg反應生成Mg3N2，N2作還原劑C．合成氨反應中，N2發(fā)生氧化反應D．氮氣的化學性質穩(wěn)定，其原因是兩個氮原子之間以共價三鍵結合答案：D解析：A．氮氣和氧氣在放電或高溫條件下生成一氧化氮，A錯誤；B．點燃時，N2與金屬Mg反應生成Mg3N2，N2得電子化合價降低作氧化劑，B錯誤；C．合成氨反應中，N2得電子化合價降低發(fā)生還原反應，C錯誤；D．氮氣的化學性質穩(wěn)定，其原因是兩個氮原子之間以共價三鍵結合，斷開該化學鍵需要較多能量，物質化學性質穩(wěn)定，D正確；故選D。3．NO2在火箭燃料中作氧化劑，下列有關二氧化氮的說法正確的是()A．NO2為紅棕色且有刺激性氣味的氣體B．NO2屬于酸性氧化物C．NO2經(jīng)轉化被植物吸收，屬于氮的固定D．常溫下空氣中N2與O2可以化合成NO2答案：A解析：A．NO2為紅棕色且有刺激性氣味的氣體，A正確；B．NO2與氫氧化鈉溶液反應生成硝酸鈉、亞硝酸鈉和水，故不屬于酸性氧化物，B錯誤；C．氮的固定是指N2轉化為化合物，C錯誤；D．N2與O2可在放電或高溫下反應生成NO，常溫下在空氣中N2與O2不可以化合成NO2，D錯誤；故答案選A。4．現(xiàn)有NO2、O2的混合氣體12mL，通入足量水中，充分反應后剩余氣體2mL（同溫同壓下），則原混合氣體中氧氣的體積是()A．1.3mL B．2.4mLC．3mL D．4mL或1.2mL答案：D解析：根據(jù)有關的反應：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。設原混合氣體中O2的體積為V(O2)，剩余氣體可能是O2，也可能是NO。①若剩余O2，則V剩＝V(O2)－eq\f(1,4)×[12mL－V(O2)]＝2mL。解得V(O2)＝4mL。②若剩余NO，則V剩＝eq\f(1,3)×[12mL－V(O2)－4V(O2)]＝2mL。解得V(O2)＝1.2mL。5．氮氧化物會嚴重污染大氣，所以實驗室必須對含有氮氧化物的廢氣進行處理。用NaOH溶液可以吸收廢氣中的氮氧化物，反應方程式如下：①NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O②2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O(1)在反應①中，參加反應的氧化劑和還原劑的質量之比為。(2)在反應②中，氧化產物是，還原產物是（填化學式）。(3)在反應①②中，參加反應的NaOH均為2mol時，兩個反應轉移電子數(shù)的關系是①②（填“＞”、“＝”或“＜”）。答案：(1)23∶15(2)NaNO3NaNO2(3)＝解析：(1)根據(jù)反應①可知，氧化劑(NO2)和還原劑(NO)的物質的量之比是1∶1，質量之比為23∶15。(2)在反應②中只有氮元素的化合價發(fā)生變化，所以NO2既是氧化劑也是還原劑，氧化產物為NaNO3，還原產物為NaNO2。(3)反應①中2molNaOH參加反應，轉移1mol電子，反應②中2molNaOH參加反應時，轉移1mol電子。課時測評4氮氣和氮氧化物（本欄目內容，在學生用書中以獨立形式分冊裝訂?。╊}點一氮氣和氮的固定1．有報道稱“氮氣能有效減少輪胎的噪音，延長輪胎使用壽命”，關于氮氣的性質的說法中，錯誤的是()A．通常情況下，氮氣性質很不活潑B．可在氧氣中燃燒，生成一氧化氮C．在水中溶解度?。ㄍǔＧ闆r下）D．跟氫氣在一定條件下發(fā)生反應，氮氣是氧化劑答案：B解析：N2在O2中不能燃燒，在放電或高溫條件下N2被O2氧化為NO，B錯誤。2．自然界中的氮循環(huán)部分過程如圖所示，有關氮循環(huán)過程的說法中，正確的是()A．固氮過程中，N2可能做還原劑B．硝化過程的反應物中，NH3屬于鹽C．反硝化過程中，必須有O2的參與D．氮元素可通過氨化過程從無機物轉移到有機物中答案：A解析：A．由題圖可知，固氮過程中，氮氣轉化為硝酸根離子、亞硝酸根離子時，氮元素的化合價升高被氧化，氮氣為還原劑，故A正確；B．氨氣屬于氣態(tài)氫化物，不屬于鹽，故B錯誤；C．由題圖可知，反硝化過程中，硝酸根離子、亞硝酸根離子轉化為氮氣，氮元素的化合價降低被還原，應有還原劑參與，不可能有氧氣參與，故C錯誤；D．由題圖可知，氮元素可通過氨化過程從有機物轉移到無機物中，故D錯誤；故選A。3．（2024·漣源市期中）下列有關氮氣的說法正確的是()A．氮氣是由氮原子構成的雙原子分子，所以化學性質不活潑B．醫(yī)學常用液氮做冷凍劑，在冷凍麻醉條件下做手術，是利用氮氣化學性質的不活潑性C．H2與N2在一定條件下反應生成NH3，反應中N2體現(xiàn)還原性D．電閃雷鳴的雨天，雨水中含有一定量硝酸，可能發(fā)生的反應有N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放電))2NO答案：D解析：A．氮氣性質穩(wěn)定的原因是兩個氮原子之間共用三對電子，破壞這種結合時需要很高的能量，所以化學性質不活潑，A錯誤；B．液氮汽化時需要吸收大量的熱，使周圍環(huán)境溫度降低，與其化學性質不活潑無關，B錯誤；C．H2與N2在一定條件下反應生成NH3，氮元素的化合價由0價變?yōu)椋?價，化合價降低是氧化劑，具有氧化性，C錯誤；D．N2和O2在放電條件下生成NO，一氧化氮與氧氣反應生成二氧化氮，二氧化氮和水反應生成硝酸，D正確；故選D。題點二一氧化氮、二氧化氮的性質與用途4．最新的病毒學研究證實，一氧化氮對SARS病毒有直接抑制作用，下列有關一氧化氮的敘述正確的是()A．一氧化氮是一種紅棕色的氣體B．常溫常壓下，一氧化氮不能與空氣中的氧氣直接化合C．一氧化氮可由氮氣和氧氣在放電的條件下直接化合得到D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集答案：C解析：A．一氧化氮是一種無色的氣體，故A錯誤；B．常溫常壓下，一氧化氮能與空氣中的氧氣直接化合生成二氧化氮，故B錯誤；C．在放電條件下，氮氣和氧氣直接化合得到一氧化氮，故C正確；D．一氧化氮微溶于水，能用排水法收集一氧化氮，故D錯誤。5．為除去混入NO中少量的NO2，可將氣體通過()A．Na2CO3溶液 B．NaHCO3溶液C．水 D．無水硫酸銅答案：C解析：將氣體通過Na2CO3或NaHCO3溶液都會生成CO2，引入新的雜質；無水硫酸銅與NO2不反應，不能除去NO中的NO2；NO2與H2O發(fā)生反應：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，故水洗可除去NO中的NO2，故選C。6．把少量NO2氣體通入過量小蘇打溶液中，再使逸出的氣體通過裝有足量的過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：設NO2為3mol，涉及的反應有3NO2＋H2O=2HNO3＋NO、HNO3＋NaHCO3=NaNO3＋CO2↑＋H2O、2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2、2NO＋O2=2NO2，則3molNO2生成2molHNO3和1molNO，通入小蘇打溶液后生成2molCO2和1molNO，通入足量過氧化鈉后生成1molO2和1molNO，1molO2和1molNO反應后生成1molNO2，剩余0.5molO2，故最后收集到的氣體為1molNO2和0.5molO2。故答案為C。7．某集氣瓶中的氣體呈紅棕色，加入足量水，蓋上玻璃片振蕩，得橙色溶液，氣體顏色消失。再拿走玻璃片后，瓶中氣體又變?yōu)榧t棕色，則該氣體可能是下列混合氣體中的()A．H2、NO2、NO B．NO2、NO、N2C．NO2、NO、O2 D．NO2、CO2、Br2答案：D解析：某集氣瓶中的氣體呈紅棕色，其中可能含有NO2和Br2中的至少一種；加入足量水，蓋上玻璃片振蕩，得橙色溶液，說明氣體中一定含有溴蒸氣；同時氣體顏色消失，再拿走玻璃片后，瓶中氣體又變?yōu)榧t棕色，說明該無色氣體中含有NO，NO遇空氣中的O2發(fā)生反應產生紅棕色的NO2氣體，反應方程式為2NO＋O2=2NO2，由于NO2溶于水時生成HNO3和NO，發(fā)生反應：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，則該NO是NO2與水反應產生，因此原氣體中一定含有Br2、NO2，根據(jù)各個選項的氣體成分分析可知合理選項是D。8．將盛有N2和NO2混合氣體的試管倒立于水中，經(jīng)過足夠長的時間后，試管內氣體的體積縮小為原來的一半，則原混合氣體中N2和NO2的體積比是()A．1∶1 B．1∶2C．1∶3 D．3∶1答案：C解析：將試管倒立于水中，只有NO2和H2O反應，生成的NO與不反應的N2為剩余氣體。設原混合氣體的體積為V，NO2的體積為x，根據(jù)差量法求解：3NO2＋H2O=2HNO3＋NOΔV減32xeq\f(V,2)解得：x＝eq\f(3V,4)，V(N2)＝V－eq\f(3V,4)＝eq\f(V,4)，故eq\f(V(N2),V(NO2))＝eq\f(1,3)。題點三探究氮氣及其氧化物的性質9．實驗室以空氣和鎂為原料制備Mg3N2的裝置如圖所示（夾持和加熱裝置略去）：下列說法正確的是()A．裝置A、B中可依次加入濃硫酸、NaOH溶液B．若去掉裝置C，對產品純度無影響C．實驗時應先加熱C，通入一段時間空氣后再加熱DD．E中堿石灰的作用是吸收尾氣答案：C解析：A錯，要制備氮化鎂，需要除去空氣中的氧氣、CO2和水蒸氣，則裝置A、B中可依次加入NaOH溶液、濃硫酸；B錯，若去掉裝置C，鎂與氧氣反應生成氧化鎂，對產品純度有影響；C對，實驗時，應先加熱C，通入一段時間空氣除去氧氣，然后再加熱D；D錯，裝置E中堿石灰的作用是防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入D中。10．某課外活動小組探究鎂與NO2的反應。已知鎂與CO2反應：2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7(點燃),\s\do5())2MgO＋C。(1)該小組采用類比Mg與CO2反應的思路對Mg與NO2的反應進行預測，寫出Mg與NO2反應的化學方程式：____________________________________________________。(2)設計實驗驗證猜測（用于連接玻璃管的乳膠管均內襯錫紙）。資料信息：2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O。①裝置A中的試劑是。②裝置B的作用是。③實驗開始時正確的操作步驟順序是（填字母）。a．通入NO2b．打開彈簧夾c．點燃酒精燈d．當硬質玻璃管充滿紅棕色氣體后，關閉彈簧夾答案：(1)4Mg＋2NO2eq\o(=,\s\up7(點燃),\s\do5())4MgO＋N2(2)①NaOH溶液②收集N2③badc解析：(1)由題意可知，Mg與NO2發(fā)生置換反應的化學方程式為4Mg＋2NO2eq\o(=,\s\up7(點燃),\s\do5())4MgO＋N2。(2)①由資料信息：2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O可知，裝置A中的試劑是NaOH溶液，作用是除去未反應的NO2。干燥管是尾氣處理裝置，作用是吸收NO2以避免污染環(huán)境。②裝置B的作用是利用排水法收集N2。③實驗開始時正確的操作步驟：b（打開彈簧夾）→a（通入NO2，排盡反應裝置中的空氣）→d（當硬質玻璃管充滿紅棕色氣體后，關閉彈簧夾）→c（點燃酒精燈，確認充滿NO2后才開始加熱）。11．對3NO2＋H2O=2HNO3＋NO反應的下列說法正確的是()A．氧化劑與還原劑的物質的量之比為2∶1B．氧化產物與還原產物的物質的量之比為1∶2C．NO2是氧化劑，H2O是還原劑D．在反應中若有6molNO2參與反應時，有4mol電子發(fā)生轉移答案：D解析：A．二氧化氮既是反應的氧化劑又是還原劑，硝酸為反應的氧化產物，一氧化氮是還原產物，則氧化劑與還原劑的物質的量之比為1∶2，氧化產物與還原產物的物質的量之比為2∶1，故A、B錯誤；C．二氧化氮既是反應的氧化劑又是還原劑，水既不是反應的氧化劑也不是還原劑，故C錯誤；D．反應消耗3mol二氧化氮，反應轉移2mol電子，則在反應中若有6molNO2參與反應時，有4mol電子發(fā)生轉移，故D正確；故選D。12．四支相同試管分別充滿下列氣體：①NO2②SO2和Cl2（體積比1∶1）③NO2和O2（體積比1∶1）④NH3和O2（體積比1∶1），把四支試管倒扣在水槽中，試管水面上升高度為h1、h2、h3、h4，它們的大小順序為()A．h2＞h1＞h3＞h4B．h2＞h1＞h4＞h3C．h2＞h3＞h4＞h1D．h2＞h3＞h1＞h4答案：A解析：設四支試管均有8mol氣體。①NO2，試管中發(fā)生反應3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，剩余氣體為eq\f(8,3)mol；②SO2和Cl2（體積比1∶1），試管內反應是Cl2＋SO2＋2H2O=2HCl＋H2SO4，剩余氣體是0mol；③NO2和O2（體積比1∶1），則試管內發(fā)生的反應是4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，所以剩余氣體是3mol；④NH3和O2（體積比1∶1），NH3完全溶于水，氧氣溶解度較小，最后剩余氣體是4mol；故它們的大小順序為h2＞h1＞h3＞h4；故選A。13．近幾年，我國汽車銷量大幅增長，同時汽車尾氣排放也是目前人類面臨的環(huán)境問題之一。有一種汽車尾氣處理裝置，氣體在催化劑表面吸附與解吸的過程如圖所示，下列說法正確的是()A．反應中N2為氧化劑，NO為還原產物B．汽車尾氣的主要污染成分包括CO、NO和N2C．NO和O2必須在催化劑表面才能反應D．催化轉化總反應為2NO＋O2＋4COeq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5())4CO2＋N2答案：D解析：NO、O2、CO反應產生N2，在反應中N元素化合價降低，得到電子被還原，所以NO是氧化劑，N2為還原產物，A錯誤；汽車尾氣中含有CO、NO、N2和CO2，其中主要污染成分包括CO、NO，而N2是空氣成分，不是污染物，B錯誤；NO和O2在室溫下相遇會發(fā)生反應生成NO2，而不是必須在催化劑表面才能反應，C錯誤；根據(jù)電子守恒、原子守恒，可知上述轉化的總反應的化學方程式為2NO＋O2＋4COeq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5())4CO2＋N2，D正確。14．利用石灰乳和硝酸工業(yè)的尾氣（含NO、NO2）反應，既能凈化尾氣，又能獲得應用廣泛的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，試寫出該反應的化學方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(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入，石灰乳從吸收塔頂部噴淋），其目的是___________________________________________________________________________________________________________________________________；濾渣可循環(huán)使用，濾渣的主要成分是________________________________________（填化學式）。(3)該工藝需控制NO和NO2物質的量之比接近1∶1。若n(NO)∶n(NO2)＞1∶1，則會導致___________________________________________________________________________________________________________________；若n(NO)∶n(NO2)＜1∶1，則會導致________________________________________________________________________________________________________________。(4)生產中溶液需保持弱堿性，在酸性溶液中Ca(NO2)2會發(fā)生分解，產物之一是NO，其反應的離子方程式為___________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)NO＋NO2eq\o(=,\s\up7(一定條件),\s\do5())