2017-2018学年高中化学必修一全一册学案(27份)-人教课标版21

第二课时氮气和氮的氧化物大气污染[课标要求]．了解、的性质。．了解、对大气质量的影响，特别是酸雨的成因、危害及防治措施。．能对、、溶于水进行简单计算。.一氧化氮是无色无味难溶于水的有毒气体，易与空气中的氧气反应生成二氧化氮，＋。．二氧化氮是红棕色有刺激性气味的有毒气体，溶于水生成和，化学方程式为＋＋。.一氧化氮是无色无味难溶于水的有毒气体，易与空气中的氧气反应生成二氧化氮，＋。．二氧化氮是红棕色有刺激性气味的有毒气体，溶于水生成和，化学方程式为＋＋。．氮的氧化物溶于水总反应的化学方程式为＋＋＋＋。．<的降雨称为酸雨，酸雨分为硫酸型和硝酸型。前者由引起，后者由引起。\\\(氮气和氮的氧化物)\\\(氮气和氮的氧化物)．氮气()物理性质：无色、无味、难溶于水，密度与空气相近，约占空气体积的。()化学性质①通常情况下，较稳定，与其他物质不反应。②放电或高温下，能与氧气反应生成。化学方程式为＋\(,\\(放电或高温))。．一氧化氮和二氧化氮()物理性质色、态气味密度水溶性毒性无色气体无味比空气略大难溶于水有毒红棕色气体刺激性气味比空气大易溶于水有毒()化学性质①常温下，不稳定，易与化合。化学方程式为＋。②溶于水时与水发生反应。化学方程式为＋＋。[特别提醒]()实验室里收集气体是用排水集气法而不能用排空气法。()检验气体的方法是向气体中通入(或空气)，气体由无色变为红棕色。将充满、的试管分别倒置于水槽中，并通过导管通入少量的氧气。[问题思考]．图试管中观察到的实验现象是什么？与的体积满足怎样的比例，才能使完全转化成?提示：红棕色气体逐渐变为无色，试管内液面上升，持续通入适量，试管内可充满水。当()∶()＝∶时，完全转化成。．图试管中观察到的实验现象是什么？与的体积满足怎样的比例，才能使完全转化成?提示：无色气体先变成红棕色，后逐渐变为无色，试管内液面上升，持续通入适量，试管内可充满水。当()∶()＝∶时，完全转化成。．工业制取硝酸工厂的尾气中含有、，从减少污染物的排放及原料的充分利用角度考虑，如何才能消除硝酸工厂的尾气？提示：向尾气中通入过量的空气，再用足量的水吸收，即可将、完全转化为。氮的氧化物溶于水的计算．相关反应原理＋＋ ①＋②由方程式①×＋②得：＋＋③由方程式①×＋②×得：＋＋④．氮的氧化物溶于水的三种类型()气体：气体溶于水时仅涉及反应①：剩余气体为。()和的混合气体：和的混合气体溶于水时涉及反应③：＝\()<<\()＝\()>\()反应情况过量，剩余气体为恰好完全反应，无气体剩余过量又发生反应①，只剩余()和的混合气体：、的混合气体溶于水时涉及反应④：＝\()<<\()＝\()>\()反应情况过量，剩余恰好完全反应，无气体剩余过量，剩余.如图所示，试管中盛装的是红棕色气体，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柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，对原试管中盛装气体的说法正确的是()①可能是与的混合气体②可能是气体③可能是与的混合气体④只可能是一种气体．①② ．②③．③④ ．①④解析：选是红棕色气体，那么一定有二氧化氮的存在，与水反应后生成一氧化氮，所以没有充满试管，继续通入氧气，最终充满试管，则①肯定错误；如果有少量的氧气，大量的二氧化氮时②可以成立；③中通入足量的氧气，也可以全部被吸收。．将和的混合气通过水吸收后，得到无色气体，将此无色气体与等体积混合，再通过水充分吸收后，收集到无色气体。试回答：()气体是，气体是。()气体的体积是。解析：()溶于水生成，故为，与通入水中发生反应＋＋，二者等体积时，过量，故为；()＋＋\()依题意：－\()＝，＝。答案：()()\\\(、对大气的污染)\\\(、对大气的污染)．和的主要来源、危害和防治．酸雨．常见的环境污染环境污染形成原因主要危害酸雨和氮氧化物的排放土壤酸化，腐蚀建筑物光化学烟雾氮氧化物和碳氢化合物的排放危害人体健康和植物生长环境污染形成原因主要危害臭氧空洞氮氧化物和氟氯代烃的排放地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧赤潮和水华含氮、磷等营养成分的生活污水和工、农业废水的任意排放使藻类过度繁殖，水质恶化，发生在海水中为赤潮，淡水中为水华白色污染聚乙烯塑料的大量使用，任意丢弃破坏土壤结构和生态环境[特别提醒]汽车尾气的主要成分是氮氧化物(主要是汽缸中的电火花和高温使鼓入的空气中的、化合所致)，还含有，改进技术，使之在催化剂的作用下转化为无毒的和：＋\(,\\(催化剂),\\())＋。．环保部门每天通过新闻媒体向社会发布以污染物浓度为标准确定空气质量的信息。在下列各种物质中不属于空气质量指标的是()．二氧化碳 ．氮氧化物．二氧化硫 ．悬浮颗粒解析：选属于大气污染物的是二氧化硫、氮氧化物、悬浮颗粒，是空气成分之一，含量变化只能引起“温室效应”，对空气质量影响不大。．环境污染问题越来越受到人们的关注，造成环境污染的主要原因大多是由于人类生产活动中过度排放有关物质引起的。下列环境问题与所对应的物质不相关的是()．温室效应——．臭氧层破坏——．酸雨——．光化学污染——解析：选项，二氧化碳可以造成温室效应，不合题意；项，臭氧层破坏是因为氟利昂，不是一氧化碳，选；项，硫的氧化物和氮的氧化物形成酸雨，不合题意；项，氮的氧化物可以形成光化学污染，不合题意。[三级训练·节节过关]．以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是()选项氧化物环境问题主要来源酸雨化石燃料的燃烧光化学烟雾汽车尾气的排放温室效应工厂废气的排放中毒燃料的不完全燃烧解析：选项，二氧化碳是造成温室效应的气体，造成酸雨的气体是二氧化硫及氮氧化物，错误；项，氮的氧化物是造成光化学烟雾的气体，错误；项，二氧化碳是造成温室效应的气体，错误；项，有毒，主要来自燃料的不完全燃烧，正确。．在被水吸收的反应中，发生还原反应的物质和发生氧化反应的物质的质量比为()．∶ ．∶．∶ ．∶解析：选＋＋中，有氮原子的价态升高，氮原子的价态降低，所以发生还原反应的与发生氧化反应的的质量比为∶。．下列物质的转化必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成的是()①→②→③→④→⑤→．① ．②⑤．④ ．③④解析：选该题有两个要求：()必须加入氧化剂；()通过一步反应就能完成。反应①、③、④从化合价角度来看都是升高，但反应①→不能通过一步反应完成；而反应③→虽然氮的化合价升高，但不加氧化剂也能完成，如＋＋，在该反应中，既是氧化剂又是还原剂；只有反应④→必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成。．将和的混合气体通入装满水倒立在水槽中的量筒内，一段时间后，最后剩余气体，原混合气体中含体积为()． ．． ．解析：选若体积为，则体积为(－)，二氧化氮气体与水反应的化学方程式为＋＋，由此可知，\()＋(－)＝，＝()，－＝()。．目前，汽车尾气已成为许多大城市空气的主要污染。汽车尾气中含有、等多种污染物。()汽车燃料中一般不含氮，尾气中所含的产生的原因是，化学方程式为。()治理汽车尾气中和的一种方法是：在汽车的排气管上装上一个催化转化装置，使和反应，生成和。反应的化学方程式为。()下列措施中，能减少或控制汽车尾气污染有效且可行的是。①制定严格的尾气排放标准，并严格执行。②开发清洁能源，如氢能汽车、太阳能汽车等。③市民出行戴防毒面具。④市民大量移居城市郊区。解析：()空气中的和在电火花作用下和内燃机燃烧产生的高温条件下反应产生，化学方程式为＋\(,\\(放电),\\())。()和反应生成和，化学方程式为＋\(,\\(催化剂))＋。()①有利于减少污染；②有利于减少污染；③不现实，是污染后再防护的做法，不可取；④不现实，大量移居成本较高，不可取。答案：()空气中的和在电火花作用下和内燃机燃烧产生的高温条件下反应产生＋\(,\\(放电),\\())()＋\(,\\(催化剂))＋()①②．对于心脑血管系统功能的改善具有重要作用。下列关于的描述不正确的是()．难溶于水．可由氮气和氧气在放电条件下反应生成．常温下能与氧气化合．红棕色气体解析：选为无色难溶于水的气体，项错误。．我国酸雨形成的主要原因是()．汽车排出的大量尾气．自然界中硫化物的分解．工业上大量燃烧含硫的燃料．制硝酸厂排出的大量尾气解析：选项，汽车排出的大量尾气中含有、，会导致酸雨，但不是主要原因，错误；项，自然界中硫化物的分解产生很少，不足以形成酸雨，错误；项，工业上大量燃烧含硫的燃料，会产生大量，该气体溶于水形成亚硫酸，亚硫酸再与空气中的氧气发生反应形成硫酸，导致酸雨，是形成酸雨的主要因素，正确；项，制硝酸厂排出的大量尾气中含有、，会导致酸雨，但氮的氧化物主要是形成光化学烟雾，错误。．将盛有和混合气体的试管倒立于水中，经过足够长的时间后，试管内气体的体积缩小为原来的一半，则原混合气体中和的体积比是()．∶ ．∶．∶ ．∶解析：选设的体积为，的体积为(－)，由题意结合化学方程式＋＋↑，可得\()＋(－)＝\()，＝\()，－＝\()，和的体积比为∶。．一定条件下，将等体积的和的混合气体置于试管并将该试管倒置于水槽中至液面不再上升时，剩余气体的体积约为原体积的()．\() ．\()．\() ．\()解析：选根据＋＋可知，过量。设和的体积各，则消耗\()，剩余\()，所以\(×)＝\()。．关于二氧化硫和二氧化氮叙述正确的是()．两种气体都是无色有毒的气体，且都可用水吸收以消除对空气的污染．二氧化硫与过量的二氧化氮混合后通入水中能得到两种常用的强酸．两种气体都具有强氧化性，因此都能够使品红溶液褪色．两种气体溶于水都可以与水反应，且只生成相应的酸解析：选中二氧化氮为红棕色气体；中二氧化氮跟水反应，生成了硝酸，硝酸氧化亚硫酸生成硫酸，能得到两种常用的强酸；中二氧化硫的漂白原理不是利用强氧化性，二氧化硫也不具有强氧化性；中二氧化氮跟水反应，还生成了一氧化氮，故选项符合题意。．将盛有和的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余无色气体，则原混合气体中的体积和剩余的气体分别是()．， ．，．， ．，解析：选解题依据的化学反应原理为＋＋＋＋设的体积为。剩余的气体有两种可能：①若剩，则剩＝－\()(－)＝，解得＝，选项、不正确。②若剩，则剩＝\()[(－)－]＝，解得＝，选项不正确。．某混合气体中可能含有、、、、中的两种或多种。现将此无色透明的混合气体通过品红溶液后，品红溶液褪色，把剩余气体排入空气中，很快变为红棕色。对于原混合气体成分的判断中正确的是()．肯定有和 ．肯定没有、和．可能有和 ．肯定只有解析：选由题意可知，混合气体无色，故无(黄绿色)、(红棕色)；能使品红溶液褪色，说明有；剩余气体排入空气中，很快变为红棕色，说明产生了，进而说明原混合气体中有，故无。．工业废气中氮氧化物是主要污染物，为了治理污染，常通入，发生反应＋—→＋来治理污染。现有、的混合气体，用同温同压下使其恰好完全转化为，则混合气体中、的物质的量之比为()．∶ ．∶．∶ ．∶解析：选在相同条件下体积比等于物质的量之比，设混合气体中、的物质的量分别是和，则＋＝。根据得失电子守恒可知＋＝×，解得＝、＝，因此混合气体中、的物质的量之比为∶。．以下是氮循环的一部分：()通常状况下，的颜色是。()反应①的化学方程式是。()易溶于水，并和水发生化学反应。该反应中，氧化剂是。()化合物的化学式是。()治理汽车尾气的一种方法是用催化剂使与发生反应：＋\(,\\(催化剂))＋。当生成时，被还原的为。解析：()的颜色是红棕色。()反应①是和在放电条件的反应，化学方程式是＋\(,\\(放电),\\())。()易溶于水，发生的反应是＋＋。该反应中的氮元素化合价既有降低又有升高，既是氧化剂又是还原剂。()由＋＋知的化学式是。()从＋\(,\\(催化剂))＋看出和的比为∶，则生成时反应的为。答案：()红棕色()＋\(,\\(放电),\\())()()()．为了探究三种气态氧化物(、、)的性质，某同学设计了一组实验：用三只集气瓶收集满二氧化硫、二氧化氮气体，然后将其倒置在水槽中。分别缓慢通入适量或，如图、、所示。一段时间后，、装置的集气瓶中充满溶液，装置的集气瓶中还有气体剩余。(假设瓶内液体不扩散)：①写出装置中反应的离子方程式：。②假设该实验条件下，气体摩尔体积为·－。则装置的集气瓶中所得溶液溶质的物质的量浓度为。③通入氧气前在装置的水槽里滴加几滴紫色石蕊溶液，观察到的现象是，通入氧气后，可能观察到的实验现象是，写出反应的总化学方程式：。解析：①和，和按一定比例可完全溶解于水中形成溶液＋＋，＋＋＋，而溶于水只有部分与水反应＋，很少量的消耗很少量的＋。②设充满的集气瓶容积为，()＝\(·－)＝\()，倒置于水槽中通入形成\()，溶液体积也为，故集气瓶中浓度为：()＝\()＝\()·－。③是中强酸，且浓度很小时酸性很弱，滴加紫色石蕊溶液显浅红色，通入氧气后，被氧化为，酸性增强，石蕊溶液所显红色变深。总反应为＋＋。答案：①＋＋＋＋－＋\\(－)②\()·－③溶液呈浅红色溶液红色加深＋＋．大气污染是环境污染的一个重要方面，常见的大气污染分一次污染和二次污染，二次污染是排入环境中的一次污染物在物理化学因素或生物作用下发生变化，或与环境中其他物质发生反应生成新的污染物，如＋就是二次污染，由导致的污染就是的二次污染。下列物质：①②③④⑤，不易导致二次污染的是()．①②③④⑤ ．①③⑤．④和⑤ ．只有④解析：选和性质稳定，不易再发生反应导致二次污染。．不能实现下列物质间直接转化的元素是()．碳 ．氮．硫 ．铝解析：选项，碳可以先生成一氧化碳，后生成二氧化碳，后和水反应生成酸，正确；项，氮气和氧气反应生成一氧化氮，后生成二氧化氮，和水反应时生成硝酸，正确；项，硫和氧气反应生成二氧化硫，再和氧气反应生成三氧化硫，再和水反应生成硫酸，正确；项，铝的氧化物只有氧化铝，错误。.按如图进行实验，试管内装有，然后间歇而缓慢地通入，下面有关实验最终状态的描述正确的是()．试管内气体呈红棕色．试管内气体为无色的．试管内气体为无色的．试管内充满了液体解析：选据题意在装有的试管内通入时依次发生反应＋＋＋，二者相加得总反应为＋＋，由于\()＝\()＝\()>\()，即过量，试管内剩余气体为无色的，液体未充满试管。．盛有和的混合气体的量筒倒立在盛有水的水槽中，过一段时间后，量筒内的气体体积减小为原来的一半。则原混合气体中和的体积比是()．∶ ．∶．∶ ．∶解析：选设体积为，体积为(－)，若剩余气体为，由＋＋知，－－\()＝\()，＝\()，－＝\()，两者体积之比为∶；若剩余气体为，由＋＋知为原来总体积的倍，这种情况不存在。．在标准状况下，将和按∶的体积比充满干燥的烧瓶，把烧瓶倒置于水中，瓶内液体逐渐上升，假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶液溶质的物质的量浓度为()．\()·－ ．\()·－．\()·－ ．\()·－解析：选根据化学方程式＋＋，设烧瓶的容积为，则的体积为\()。又因与的体积比为∶，所以最终液体充满烧瓶，溶液的体积为。的物质的量为\()·－，的物质的量也为\()·－，烧瓶内的物质的量浓度为()＝\(\()÷·－)＝\()·－。．在标准状况下，将通入过量的溶液中，再使逸出的气体通过装有足量颗粒的干燥管，最后收集到的气体是()． ．和．和 ．解析：选()＝，由＋＋知，则反应产生硝酸\()，产生\()，与溶液中的发生反应产生，()＝\()，再使逸出的气体通过装有足量颗粒的干燥管，发生反应：＋＋，根据反应物与生成物的物质的量关系可得()＝\()，水蒸气也和反应产生氧气，所以氧气大于\()，与发生反应：＋。由于二者反应时物质的量之比是∶，而实际()＝\()，()>\()，所以氧气过量，反应后气体为过量的氧气与反应产生的的混合气体。．某氮的氧化物是大气污染物之一，在一定温度和有催化剂存在下，该氧化物与氨气()反应只生成氮气和水，若生成的氮气和水的物质的量之比为∶，该氧化物的化学式为()． ．． ．解析：选由题意知：＋\()→＋，\()内表示氮的氧化物，配平后应为＋\()＋，\()中为个原子和个原子，即，该氮的氧化物的化学式为。．氮的某种氧化物和一氧化碳在催化剂的作用下充分反应，生成氮气和二氧化碳。若测得氮气和二氧化碳的物质的量之比为∶，则这种氮的氧化物是()． ．． ．解析：选设这种氮的氧化物的化学式为，反应的化学方程式为＋＋，根据题意得∶＝∶，∶＝∶。．某化学学习小组为探究和的反应，特进行如下实验(如下图所示)。()图两集气瓶中(填“上”或“下”)瓶颜色深。()图中反应的现象是。()图中“有红棕色气体产生”说明和反应的产物中有，说明在该反应中显性。()由图和图中的现象写出和反应的化学方程式：。解析：图中反应生成的气体遇空气显红棕色，说明图