氮?dú)馀c氮的固定-一氧化氮和二氧化氮(精練)-(人教版必修第二冊)解析

5.2.1氮?dú)馀c氮的固定一氧化氮和二氧化氮【合格性測試】1．關(guān)于氮?dú)獾男再|(zhì)的說法中，錯誤的是()A．氮在自然界中既以游離態(tài)存在又以化合態(tài)存在B．通常情況下，氮?dú)庑再|(zhì)很不活潑C．可在氧氣中燃燒生成一氧化氮D．在反應(yīng)3Mg＋N2eq\o(=,\s\up15(點(diǎn)燃))Mg3N2中N2作氧化劑【答案】C【解析】通常情況下氮?dú)獾男再|(zhì)很不活潑，不具有可燃性，在放電或高溫條件下，能跟氧氣反應(yīng)。2．最新的病毒學(xué)研究證實，一氧化氮對SARS病毒有直接抑制作用。下列關(guān)于一氧化氮的敘述正確的是()A．一氧化氮是一種紅棕色氣體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?dú)夂脱鯕庠诜烹姉l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】NO是一種無色難溶于水的氣體，可以用排水法收集；常溫常壓下，NO容易與氧氣直接化合生成NO2。3．已知某廠排放的尾氣中NO、NO2的體積比為1∶1，該廠采用NaOH溶液來處理該尾氣，處理后所得溶液中只有一種含氮的鈉鹽。則該含氮的鈉鹽中，氮元素的化合價為()A．－3B．＋1C．＋3D．＋5【答案】C【解析】體積比為1∶1的NO、NO2通入NaOH溶液中只生成一種產(chǎn)物，反應(yīng)后的化合價應(yīng)介于＋2價和＋4價之間，應(yīng)為＋3價，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O。4．四支試管中分別充滿NO、SO2、NO2、Cl2中的一種，把它們分別倒立于盛有水的水槽中，充分放置后的現(xiàn)象如圖所示。其中原試管充滿NO2的是()【答案】B【解析】NO不溶于水，對應(yīng)D項；SO2易溶于水，對應(yīng)A項；NO2與水發(fā)生反應(yīng)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，試管剩余eq\f(1,3)的氣體，對應(yīng)B項；根據(jù)化學(xué)方程式Cl2＋H2O=HCl＋HClO和2HClOeq\o(=,\s\up8(光照))2HCl＋O2↑可知，充分反應(yīng)后剩余的氣體是O2，且Cl2與O2之間滿足關(guān)系式2Cl2～O2，對應(yīng)C項。5．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(nèi)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∶1B．1∶2C．1∶3D．3∶1【答案】C【解析】將試管倒立于水中，只有NO2和H2O反應(yīng)，生成的NO與不反應(yīng)的N2為剩余氣體。設(shè)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312xeq\f(V,2)解得：x＝eq\f(3V,4)，V(N2)＝V－eq\f(3V,4)＝eq\f(V,4)，故eq\f(VN2,VNO2)＝eq\f(1,3)。6．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(nèi)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∶1B．1∶2C．1∶3D．3∶1【答案】C【解析】設(shè)NO2的體積為x，N2的體積為(1－x)，由題意結(jié)合化學(xué)方程式3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，可得eq\f(1,3)x＋(1－x)＝eq\f(1,2)，x＝eq\f(3,4)，1－x＝eq\f(1,4)，N2和NO2的體積比為1∶3。7．酸雨形成的最主要原因是()A．森林遭亂砍濫伐，破壞了生態(tài)平衡B．工業(yè)上大量燃燒含硫燃料C．大氣中二氧化碳的含量增多D．汽車排出大量尾氣【答案】B【解析】空氣中硫的氧化物和氮的氧化物隨雨水降下就形成酸雨。酸雨的形成主要是由于空氣中SO2和NOx的增多。在我國主要是SO2的增多?？諝庵蠸O2的主要來源是①化石燃料(煤和石油產(chǎn)品)的燃燒；②含硫礦石的冶煉；③硫酸、磷肥、紙漿廠的工業(yè)廢氣。目前，由于汽車用的燃料汽油、柴油等都經(jīng)過了脫硫處理，所以形成酸雨的最主要原因是工業(yè)上大量燃燒含硫燃料。8．將盛有12mLNO2和O2的混合氣體的量筒倒立于水槽中，充分反應(yīng)后，還剩余2mL無色氣體，則原混合氣體中O2的體積和剩余的2mL氣體可能分別是()A．1.2mL，NO B．2.4mL，O2C．3.5mL，O2 D．4mL，NO【答案】A【解析】解題依據(jù)的化學(xué)反應(yīng)原理為4NO2＋O2＋2H2O=4HNO33NO2＋H2O=2HNO3＋NO設(shè)O2的體積為x。剩余的氣體有兩種可能：①若剩O2，則V剩＝x－eq\f(1,4)(12mL－x)＝2mL，解得x＝4mL，B、C不正確。②若剩NO，則V剩＝eq\f(1,3)[(12mL－x)－4x]＝2mL，解得x＝1.2mL，D不正確?！镜燃壭詼y試】1．不能實現(xiàn)下列物質(zhì)間直接轉(zhuǎn)化的元素是()eq\x(單質(zhì))→eq\x(氧化物)→eq\x(氧化物)→eq\x(酸或堿)A．碳B．氮C．硫D．鋁【答案】D【解析】A項，碳可以先生成一氧化碳，后生成二氧化碳，再和水反應(yīng)生成酸，正確；B項，氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)生成一氧化氮，后生成二氧化氮，和水反應(yīng)時生成硝酸，正確；C項，硫和氧氣反應(yīng)生成二氧化硫，后和氧氣反應(yīng)生成三氧化硫，再和水反應(yīng)生成硫酸，正確；D項，鋁的氧化物只有氧化鋁，錯誤。2.空氣是人類生存所必需的重要資源。為改善空氣質(zhì)量而啟動的“藍(lán)天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“藍(lán)天工程”建設(shè)的是()A．推廣使用燃煤脫硫技術(shù)，防治SO2污染B．實施綠化工程，防止揚(yáng)塵污染C．研制開發(fā)燃料電池汽車，消除機(jī)動車尾氣污染D．加大石油、煤炭的開采速度，增加化石燃料的供應(yīng)量【答案】D【解析】A、B、C都是可采取的措施，在D中，若加大不可再生資源石油、煤的開采，會造成資源缺乏，同時會使空氣中SO2、NOx的含量增加。3．硝酸工業(yè)尾氣中含有高濃度的NO和NO2，它們都是大氣的重要污染物。已知某廠排放的尾氣中NO、NO2的體積比為1∶1，該廠采用NaOH溶液來處理該尾氣，處理后所得溶液中只有一種含氮的鈉鹽。則該含氮的鈉鹽中，氮元素的化合價為()A．－3B．＋1C．＋3D．＋5【答案】C【解析】設(shè)該含氮鈉鹽中氮元素的化合價為x價，NO、NO2在NaOH溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成含氮元素的鈉鹽，根據(jù)得失電子守恒，推知x－2＝4－x，解得x＝3。4.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，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柱繼續(xù)上升，經(jīng)過多次重復(fù)后，試管內(nèi)完全被水充滿，原來試管中盛裝的不可能是什么氣體()A．氮?dú)馀c二氧化氮的混合氣體B．氧氣與二氧化氮的混合氣體C．一氧化氮與二氧化氮的混合氣體D．二氧化氮一種氣體【答案】A【解析】氮?dú)獠蝗苡谒?，在溶液中不能與氧氣反應(yīng)，水不能完全充滿試管；氧氣與二氧化氮混合倒立水面通入氧氣，混合氣體完全溶解，水充滿試管；一氧化氮與二氧化氮混合倒立水面通入氧氣，氣體完全溶解，水充滿試管；二氧化氮倒立水面通入氧氣，氣體完全溶解，水充滿試管。5．工業(yè)廢氣中氮氧化物是主要污染物，為了治理污染，常通入NH3，發(fā)生反應(yīng)NOx＋NH3→N2＋H2O?，F(xiàn)有NO、NO2的混合氣體3L，用同溫同壓下3.5LNH3使其恰好完全轉(zhuǎn)化為N2，則混合氣體中NO、NO2的物質(zhì)的量之比為()A．1∶1B．1∶3C．2∶1D．1∶4【答案】B【解析】在相同條件下體積比等于物質(zhì)的量之比，設(shè)混合氣體中NO、NO2的物質(zhì)的量分別是xmol和ymol，則x＋y＝3。根據(jù)得失電子守恒可知2x＋4y＝3.5×3，解得x＝0.75、y＝2.25，因此混合氣體中NO、NO2的物質(zhì)的量之比為1∶3。6．在一定條件下，將6體積的NO2和一定體積的NO置于試管中，并將試管倒置于水中，當(dāng)通入4.5體積的O2充分反應(yīng)后，剩余1.5體積氣體，則原NO體積可能為()①3體積②4體積③5體積④5.5體積⑤2體積A．③ B．⑤C．④或⑤ D．②或⑤【答案】C【解析】本題的關(guān)鍵在于理解剩余的1.5體積氣體，可能是一氧化氮，也有可能是氧氣。若是一氧化氮，則氧氣全部反應(yīng)，二氧化氮完全反應(yīng)用掉了1.5體積氧氣，剩余3體積應(yīng)該被一氧化氮消耗，所以一氧化氮體積為4體積＋1.5體積＝5.5體積；若剩余的為氧氣，則這過程中一氧化氮消耗的氧氣為1.5體積，所以一氧化氮的體積是2體積。7．某化學(xué)學(xué)習(xí)小組為探究NO2和SO2的反應(yīng)，特進(jìn)行如下實驗(如下圖所示)。(1)圖1兩集氣瓶中________(填“上”或“下”)瓶顏色深。(2)圖2中反應(yīng)的現(xiàn)象是_____________________________________________________。(3)圖3中“有紅棕色氣體產(chǎn)生”說明SO2和NO2反應(yīng)的產(chǎn)物中有______，說明NO2在該反應(yīng)中顯________性。(4)由圖2和圖3中的現(xiàn)象寫出NO2和SO2反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________________________________________________________________________?！敬鸢浮?1)下(2)兩氣體混合后，顏色消失(3)NO氧化(4)NO2＋SO2=NO＋SO3【解析】圖3中反應(yīng)生成的氣體遇空氣顯紅棕色，說明圖2中反應(yīng)生成了NO，即NO2和SO2反應(yīng)，NO2轉(zhuǎn)化為NO，表現(xiàn)氧化性，而SO2則表現(xiàn)還原性，被氧化，S元素化合價升高，只能變成＋6價，應(yīng)轉(zhuǎn)化為SO3。8．為了探究氣態(tài)氧化物(SO2、NO2)的性質(zhì)，某同學(xué)設(shè)計了一組實驗：用三只集氣瓶收集滿二氧化硫、二氧化氮?dú)怏w，然后將其倒置在水槽中。分別緩慢通入適量O2或Cl2，如圖A、B、C所示。一段時間后，A、B裝置的集氣瓶中充滿溶液，C裝置的集氣瓶中還有氣體剩余。(1)寫出裝置B中反應(yīng)的離子方程式：________________。(2)假設(shè)該實驗條件下，氣體摩爾體積為aL·mol－1。則裝置A的集氣瓶中所得溶液溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為________。(假設(shè)瓶內(nèi)液體不擴(kuò)散)(3)通入氧氣前在C裝置的水槽里滴加幾滴紫色石蕊溶液，觀察到的現(xiàn)象是______________，通入氧氣后，可能觀察到的實驗現(xiàn)象是________________，寫出反應(yīng)的總化學(xué)方程式：_______________________?！敬鸢浮?1)Cl2＋SO2＋2H2O=4H＋＋2Cl－＋SOeq\o\al(2－,4)(2)eq\f(1,a)mol·L－1(3)溶液呈淺紅色溶液紅色加深2SO2＋O2＋2H2O=2H2SO4【解析】NO2和O2，SO2和Cl2按一定比例可完全溶解于水中形成溶液4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，SO2＋Cl2＋2H2O=2HCl＋H2SO4，而SO2溶于水只有部分SO2與水反應(yīng)SO2＋H2OH2SO3，很少量的H2SO3消耗很少量的O2,2H2SO3＋O2=2H2SO4。(2)設(shè)充滿NO2的集氣瓶容積為VL，n(NO2)＝eq\f(VL,aL·mol－1)＝eq\f(V,a)mol，倒置于水槽中通入O2形成eq\f(V,a)molHNO3，溶液體積也為VL，故集氣瓶中HNO3濃度為：c(HNO3)＝eq\f(\f(V,a)mol,VL)＝eq\f(1,a)mol·L－1。(3)H2SO3是弱酸，滴加紫色石蕊溶液顯淺紅色，通入氧氣后，H2SO3被氧化為H2SO4，酸性增強(qiáng)，石蕊溶液所顯紅色變深?？偡磻?yīng)為2SO2＋O2＋2H2O=2H2SO4。9．下表是某城市某日空氣質(zhì)量報告：污染指數(shù)首要污染物空氣質(zhì)量級別空氣質(zhì)量狀況55SO2Ⅱ良該市某校研究性學(xué)習(xí)小組對表中首要污染物SO2導(dǎo)致酸雨的成因進(jìn)行探究。實驗一：用下圖所示裝置進(jìn)行實驗。(1)A裝置的作用是________。(2)實驗過程中，B裝置內(nèi)石蕊試紙的顏色沒有發(fā)生變化，C裝置內(nèi)濕潤的藍(lán)色石蕊試紙變成________色，說明SO2與水反應(yīng)生成一種酸。(3)D裝置的作用是________________，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________。實驗二：(4)往盛有水的燒杯中通入SO2氣體，測得所得溶液的pH________(填“＞”“＝”或“＜”)7，然后每隔1h測定其pH，發(fā)現(xiàn)pH逐漸變小，直至恒定。說明燒杯中溶液被空氣中的氧氣最終氧化成________。(5)查閱資料：SO2形成酸雨的另一途徑：SO2與空氣中的O2在飄塵的作用下反應(yīng)生成SO3，SO3溶于降水生成H2SO4。在此過程中飄塵作________。探究結(jié)論：SO2與空氣中的氧氣、水反應(yīng)生成硫酸而形成酸雨。該市可能易出現(xiàn)酸雨。(6)酸雨造成的危害是：________________________________________________________。(7)汽車排放的尾氣，硝酸、化肥等工業(yè)生產(chǎn)排出的廢氣中都含有氮的氧化物，氮的氧化物溶于水最終轉(zhuǎn)化為________，是造成酸雨的另一主要原因。(8)提出建議：該市汽車數(shù)量劇增，為了減少汽車尾氣造成的污染，建議市政府推廣使用混合型汽油，即往汽油中按一定比例加入________(填“水”或“乙醇”)?！敬鸢浮?1)干燥(2)紅(3)吸收SO2氣體SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2O(4)<硫酸(5)催化劑(6)腐蝕建筑物或金屬制品(7)硝酸(8)乙醇【解析】(1)濃硫酸有吸水性，可以吸收二氧化硫中的水蒸氣，所以濃硫酸的作用為：干燥二氧化硫氣體。(2)