高中化学苏教版硫氮和可持续发展 训练36

训练36氮氧化物的产生及转化训练目标1.了解氮的氧化物的主要性质和用途。2．理解NO2、NO溶于水的有关计算。3．了解氮的氧化物对环境的影响。(10分钟)1．发射卫星的运载火箭，其推进剂引燃后发生剧烈反应，产生大量的高温气体从火箭尾部喷出。引燃后产生的高温气体主要是CO2、H2O、N2、NO，这些气体均无色，但在卫星发射现场却看到火箭喷出大量红烟。产生红烟的原因是()A．高温下N2遇空气生成NO2B．NO遇空气生成NO2C．CO2与NO反应生成CO与NO2D．NO和H2O反应生成H2和NO2答案：B解析：NO在空气中能被氧气氧化为NO2，NO2是红棕色气体。本题选B。2．实验室收集NO、NO2两种气体，下列收集方法正确的是()A．均可用排水法B．均可用向上排空气法C．NO用向上排空气法，NO2用排水法D．NO用排水法，NO2用向上排空气法答案：D解析：NO易与空气中的O2反应，不与水反应，故NO不能用向上排空气法收集，应该用排水法收集；NO2与水反应，不与空气中的O2反应且密度比空气大，故NO2不能用排水法收集，应该用向上排空气法收集。3．除去NO中混入的少量NO2，应将该混合气体通过下列试剂中的()A．Na2CO3溶液B．NaHCO3溶液C．H2OD．浓硫酸答案：C解析：NO2溶于水生成硝酸和一氧化氮，若混合气体通入碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液中，硝酸会与碳酸钠或碳酸氢钠反应生成二氧化碳，引入新杂质。混合气体通入水中，可以生成一氧化氮，且不引入杂质。浓硫酸不与二氧化氮反应。本题选C。4．C、N、S都是重要的非金属元素，下列说法正确的是()A．三者对应的氧化物均为酸性氧化物B．实验室可用NaOH溶液处理NO2和HCl废气C．三者的单质直接与氧气反应都能生成两种氧化物D．CO2、NO2、SO2都能与H2O反应，其反应原理相同答案：B解析：A项，CO、NO为不成盐氧化物，所以三者对应的氧化物不均为酸性氧化物，故A错误；B项，NO2、HCl会污染空气，所以要进行尾气处理，NO2、HCl都可以和NaOH溶液反应，故B正确；C项，氮气和氧气反应生成NO，NO被氧气氧化生成二氧化氮，S在氧气中燃烧生成二氧化硫，故C错误；D项，CO2＋H2O=H2CO3、SO2＋H2O=H2SO3中没有电子转移属于非氧化还原反应，3NO2＋H2O=2HNO3＋NO中有电子转移属于氧化还原反应，故D错误；故选B。5．可用于区别溴蒸气和NO2气体的试剂是()A．淀粉碘化钾溶液B．FeCl2溶液C．AgNO3溶液D．NaOH溶液答案：C解析：用AgNO3溶液检验，能产生浅黄色沉淀的为溴蒸气。6．空气中的________是造成光化学烟雾的主要因素，它主要来源于________。科学家研究表明氮的氧化物NOx可以破坏臭氧层，其过程可简单表示为O3＋NO=NO2＋O2，NO2＋O=NO＋O2，这两个反应循环反复，导致O3在大气平流层中含量减少。因此，NOx在破坏臭氧层中起________作用，臭氧层被破坏的过程可以用一个化学方程式表示：________________________________________________________________________。答案：NO2和NO(或氮的氧化物NOx)石油和煤的燃烧产物、汽车尾气、硝酸工厂的尾气催化O3＋Oeq\o(=,\s\up7(NOx))2O2(35分钟)一、选择题(单选)1．把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，最后收集到的气体是()A．氧气B．二氧化氮C．二氧化氮和氧气D．二氧化氮和一氧化氮答案：C解析：少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，逸出的气体为NO、CO2，二者物质的量之比为1：2，同时还有少量水蒸气逸出，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，CO2、水蒸气与过氧化钠反应生成O2，n(NO)：n(O2)小于1：1，所以最后收集到的气体是NO2和O2。2．标准状况下将盛满NO2的大试管倒扣在盛水的水槽中，充分吸收后，试管内溶液的物质的量浓度为()A．mol·L－1B．mol·L－1C．mol·L－1D．mol·L－1答案：A解析：设试管的体积为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被水吸收的反应中，发生还原反应和氧化反应的NO2的物质的量之比为()A．3：1B．1：3C．1：2D．2：1答案：C解析：写出反应方程式并标出电子转移的方向和数目：，所以发生还原反应和氧化反应的NO2的物质的量之比为1：2。4．下列污染现象主要与NO2有关的是()A．臭氧层空洞B．水体富营养化C．光化学烟雾D．温室效应答案：C解析：以一氧化氮和二氧化氮为主的氮氧化物是形成光化学烟雾的一个重要原因，故本题选择C项。5．如图所示，试管中盛装的气体呈红棕色，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水面继续上升，经过多次重复后，试管被水充满，对原试管中盛装的气体的说法正确的是()A．可能是N2与NO2的混合气体B．可能是N2O气体C．可能是NO与NO2的混合气体D．只可能是NO2一种气体答案：C解析：试管中盛装的气体呈红棕色，那么一定有二氧化氮存在。根据题述现象可知，原试管中盛装的气体的成分情况可能为①NO2、②NO2和O2(少量)、③NO2和NO等，本题选C。6．在容积为672mL的烧瓶中充满NO和NO2的混合气体，将其倒立在水槽里，去塞后再通入280mL氧气，恰好完全反应，且液体充满烧瓶(气体体积都已折合为标准状况下的体积)，下列有关叙述正确的是()A．总反应为NO＋NO2＋O2＋H2O=2HNO3B．总反应为4NO＋8NO2＋5O2＋6H2O=12HNO3C．生成硝酸的物质的量浓度约为mol·L－1D．生成硝酸的物质的量浓度约为mol·L－1答案：B解析：设反应前NO2的体积为x，NO的体积为y，则：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。))故参加反应的NO2与NO的物质的量之比为2：1，则总反应为4NO＋8NO2＋5O2＋6H2O=12HNO3。根据氮元素守恒可得生成的HNO3为mol，烧瓶内充满液体则硝酸的体积为0.672L，故c(HNO3)＝eq\fmol,L)＝mol·L－1。综上所述，本题选B。7．相同条件下，把xmLCO2通过足量的Na2O2后再与ymLNO混合。x与y之和为30。若充分反应后气体的体积缩小为15mL，则x：y为()①1：1②2：1③5：4④7：5A．①B．②C．③D．①②③④答案：D解析：根据题中信息可写出化学方程式：2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O2①，2NO＋O2=2NO2②。由①＋②得2CO2＋2NO＋2Na2O2=2Na2CO3＋2NO2③。根据①、②、③进行分析：(1)若V(CO2)＝V(NO)，相当于反应恰好按③式进行，即反应后V(总)＝eq\f(1,2)[V(CO2)＋V(NO)]。(2)若V(CO2)>V(NO)，相当于反应按③式进行后，剩余CO2按①式进行，即反应后V(总)＝eq\f(1,2)[V(CO2)＋V(NO)]。(3)若V(CO2)<V(NO)，相当于反应按③式进行后，剩余NO不再变化，即反应后V(总)>eq\f(1,2)[V(CO2)＋V(NO)]。综上所述，当x≥y时，充分反应后气体的体积缩小为原来的eq\f(1,2)，本题选D。8．NA代表阿伏加德罗常数的数值，下列叙述正确的是()A．1mol·L－1Na2CO3溶液中的Na＋数目为2NAB．常温常压下，22.4L氮气含有的氮原子数为2C．常温常压下，46gNO2中含有的原子数为3D．1molNO2与H2O完全反应转化为硝酸时转移的电子数为NA答案：C解析：A选项没有注明溶液的体积；B选项不是标准状况下，22.4L氮气的物质的量不是19．下列各组气体，在常温常压下不能共存的是()A．SO2与O2B．NO与O2C．O2与N2D．NO2与O2答案：B10．Furchgott博士等三位教授最早提出了NO在人体内有独特的功能，近年来此项研究有很大进展，因此这三位教授荣获了1998年诺贝尔生理学和医学奖。下列关于NO的叙述不正确的是()A．NO可能是某些含低价N物质氧化的产物B．NO不是亚硝酸的酸酐C．NO可能是某些含高价N物质还原的产物D．NO是红棕色气体答案：D解析：NO中的N元素化合价为＋2价，氮元素最高化合价是＋5价，最低化合价是－3价，而＋2价是位于＋5价与－3价之间的化合价，所以，它既可能是含低价N物质氧化的产物，又可能是含高价N物质还原的产物，故选项A和选项C正确。亚硝酸(HNO2)中氮元素的化合价为＋3价，故NO不是亚硝酸酸酐，选项B正确。NO是无色气体，NO2才是红棕色气体，选项D错误。二、非选择题11．NO2和溴蒸气均为红棕色气体，现在分别向盛有NO2和溴蒸气的集气瓶中加入蒸馏水，反应方程式分别为____________________________________________，________________________________________________________________________，产生的现象是：前者溶液呈________色，后者溶液呈________色。若分别向装有NO2和溴蒸气的集气瓶中加入AgNO3溶液，前者产生的现象是________，后者产生的现象是________。由于上述实验现象明显，故可用来区别NO2和溴蒸气。答案：3NO2＋H2O=2HNO3＋NOBr2＋H2O=HBr＋HBrO无橙红棕色褪去变成无色溶液红棕色褪去，有浅黄色沉淀生成12．(1)如图所示，用呈中性的水，排水收集纯净的一氧化氮气体，经多次收集以后，测得水微显酸性。水由中性变为微酸性的主要原因有________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)用排水法收集的一氧化氮气体往往不够干燥。请用中学化学范围内的简单仪器和常见气体，设计直接收集干燥的一氧化氮气体的简单方法(只画实验装置图即可)。答案：(1)水中溶有少量的氧气，NO、O2、H2O发生化学反应：4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3(2)如图所示解析：(1)水中溶解着少量的O2是解题思路的盲区。(2)不能用排空气法收集一氧化氮。题中提到“用中学化学范围内的简单仪器和常见气体”，意思是说还是用排气法收集一氧化氮。此时要想到，被排气体易得、无污染、密度与一氧化氮的密度有较大差别。13．将8mLNO2和O2的混合气体通入倒立于水槽装满水的量筒中，充分反应后，剩余气体为1mL。求原混合气体中NO2和O2的体积比。答案：当1mL剩余气体为NO时，V(NO2)：V(O2)＝7：1；当1mL剩余气体为O2时，V(NO2)：V(O2)＝7：3。1mL剩余气体可能为NO或O2。解析：(1)若为NO，则由3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，说明NO2和O2与水反应后剩余NO23mL