氮与氮的氧化物(备作业)(解析版)

第五章化工生产中的重要非金属元素第二节氮及其化合物课时1氮与氮的氧化物一.单选题1．自然界的氮循环如图所示，下列说法不正确的是()A．①中N2与O2反应生成NOB．②中合成氨属于人工固氮C．③中氮元素被氧化D．氧元素参与了氮循环[答案]C[解析]A对，氮气在足量的氧气中，打雷闪电时涉及的一个反应为N2＋O2eq\o(=,\s\up10(放电))2NO，一氧化氮与氧气反应为2NO＋O2=2NO2；B对，工业合成氨是将N2与H2在一定条件下反应生成NH3，属于人工固氮；C错，③中细菌还原硝酸根中正五价的氮，生成无污染的0价的氮气，所以③中氮元素被还原，而不是被氧化；D对，N2在放电条件下与O2直接化合生成无色且不溶于水的一氧化氮气体，氧元素参与，二氧化氮易与水反应生成硝酸(HNO3)和一氧化氮，3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，氧元素参加了氮循环。2．将大气中氮气转化成氮的化合物的过程称为固氮。如图中能实现人工固氮的是()[答案]D3．有报道称“氮气能有效减少轮胎的噪音，延长轮胎使用寿命”，关于氮气的性质的说法中，错误的是()A．通常情况下，氮气性质很不活泼B．可在氧气中燃烧，生成一氧化氮C．在水中溶解度小(通常情况下)D．跟氢气在一定条件下发生反应，氮气是氧化剂[答案]B[解析]N2在O2中不能燃烧，在放电条件下N2被O2氧化为NO，B错误。4．在NO2与水的反应中，下列判断正确的是()A．氮元素的化合价不发生变化B．氧化剂与还原剂的质量比为2∶1C．NO2只是还原剂D．3molNO2参加反应转移2mol电子[答案]D[解析]5．如图所示，两个连通容器用活塞分开，左右两室(容积相同)各充入一定量NO和O2，且恰好使两容器内气体密度相同。打开活塞，使NO与O2充分反应。下列判断正确的是(不考虑NO2转化为N2O4)()A．开始时左右两室分子数相同B．反应前后NO室压强相同C．最终容器内气体密度与原来相同D．最终容器内无O2存在[答案]C[解析]两边容器的容积相同，密度相同，则气体的质量相同，因为二者的摩尔质量不同，所以气体的物质的量不同，分子数不同，A错误；因为两边气体分子数不同，所以压强不同，又因为发生反应2NO＋O2=2NO2，反应前后气体物质的量减小，NO室压强减小，B错误；根据质量守恒分析，气体总质量不变，容器的总容积不变，所以气体密度与原来相同，C正确；二者质量相同，因为一氧化氮和氧气的摩尔质量之比为30∶32＝15∶16，所以一氧化氮和氧气的物质的量之比为16∶15，二者按物质的量之比为2∶1反应，所以氧气有剩余，D错误。6．在汽车尾气净化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示：下列说法不正确的是()A．该转化过程中有3种元素的化合价发生变化B．NO和O2必须在催化剂表面才能反应C．该装置将有毒的NO和CO转化为无毒的CO2和N2D．该催化转化的总反应方程式为2NO＋O2＋4COeq\o(=,\s\up10(催化剂))4CO2＋N2[答案]B[解析]由题图可以看出发生的反应为2NO＋O2＋4COeq\o(=,\s\up10(催化剂))4CO2＋N2，该转化过程中N、O、C3种元素的化合价发生了变化，A、C、D正确；NO很不稳定，遇到氧气就被氧化为NO2，B错误。7．(易错题)无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、N2中的几种，将一定量的甲气体经过如图实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则甲气体的组成为()A．NO2、N2 B．NO、CO2C．NO2、CO2 D．NO、CO2、N2[答案]B[解析]混合气体无色，气体中不含NO2，气体通过Na2O2后显红棕色，说明原混合气体中含有NO，且有与Na2O2反应生成O2的气体CO2，通入水中，溶液呈酸性，且几乎无气体剩余，说明原气体中不含N2。8.下列关于NO和NO2的叙述正确的是()。A.NO是一种红棕色气体B.常温、常压下,NO不能与空气中的氧气直接化合C.含等质量的氧元素的NO和CO的物质的量相等D.NO2可用排水法收集[答案]C[解析]NO是一种无色气体。常温、常压下,NO易与氧气直接化合生成NO2。NO2能与水反应,故不能用排水法收集。9.关于二氧化硫和二氧化氮叙述正确的是()。A.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B.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C.两种气体都具有强氧化性,因此都能够使品红溶液褪色D.两种气体溶于水都可以与水反应,且只生成相应的酸[答案]B[解析]二氧化氮与水反应,生成硝酸和一氧化氮,二氧化硫溶于水生成亚硫酸,硝酸氧化亚硫酸生成硫酸。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。10．将盛有10mLNO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中，再通入4mLO2，充分反应后，整个试管充满水。则原混合气体中NO与NO2体积比为()A．1:2B．2:5C．3:7D．无法确定[答案]C[解析]设10mLNO和NO2的混合气体中有amLNO和(10－a)mLNO2，根据4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3和4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3可得：eq\f(3,4)a＋eq\f(10－a,4)＝4，所以a＝3，V(NO)V(NO2)＝37。11．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，试管被水充满，原来试管中盛装的气体是()A．肯定是NO2气体B．肯定是O2与NO2的混合气体C．肯定是NO气体D．可能是NO与NO2的混合气体[答案]D[解析]由气体“红棕色”推测肯定含有NO2，与水反应后生成物有NO，由“向试管内鼓入氧气多次后，试管被水充满”，则试管中原来可能还含有NO或含有O2。由4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3,4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3这两个方程式进行判断，可能是NO与NO2的混合气体；若是O2与NO2的混合气体，当O2过量，试管就不可能被水充满，因此，原试管中可能情况之一是O2与NO2的混合气体且O2不过量。二.非选择题12．(素养题)氮氧化物会严重污染大气，所以实验室必须对含有氮氧化物的废气进行处理。用NaOH溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应方程式如下：①NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O②2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O(1)在反应①中，参加反应的氧化剂和还原剂的质量之比为________。(2)在反应②中，氧化产物是________，还原产物是________(填化学式)。(3)在反应①②中，参加反应的NaOH均为2mol时，两个反应转移电子数的关系是①________②(填“＞”“＝”或“＜”)。[解析](1)根据反应①可知，氧化剂(NO2)和还原剂(NO)的物质的量之比是1∶1，质量之比为23∶15。(2)在反应②中只有氮元素的化合价发生变化，所以NO2既是氧化剂也是还原剂，氧化产物为NaNO3，还原产物为NaNO2。(3)反应①中2molNaOH参加反应时，转移1mol电子，反应②中2molNaOH参加反应时，转移1mol电子。[答案](1)23∶15(2)NaNO3NaNO2(3)＝13．(素养题)为了有效实现NO和NO2的相互转化，设计如下实验：按图组装好实验装置，并检验装置气密性，实验前用排水法收集半瓶NO气体。(1)打开止水夹，推动针筒活塞，使O2进入烧瓶。关上止水夹，首先观察到烧瓶中的现象：__________________，产生此现象的化学方程式为____________________。(2)轻轻摇动烧瓶，观察到烧瓶中的现象为①_______________；②__________________________。产生此现象的化学方程式为_______________。[答案](1)烧瓶中气体由无色变为红棕色2NO＋O2=2NO2(2)①烧杯中红棕色气体又变为无色②烧杯中水倒吸到烧瓶中(或烧瓶中液面上升)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO14.氮氧化物进入大气后,不仅会形成硝酸型酸雨,还可能形成光化学烟雾,因此必须对含有氮氧化物的废气进行处理。(1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物,反应的化学方程式如下:NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O①2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O②在反应①中,氧化剂是,还原剂是。

在反应②中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为。(2)汽车尾气中含有CO和NO,消除这两种物质对大气的污染的方法是安装催化转化器,使它们发生反应生成对大气无污染的物质。写出该反应的化学方程式:。(3)在一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气与二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式:。

答案:(1)NO2NO1∶1(2)2NO+2CON2+2CO2(3)6NO2+8NH37N2+12H2O15.(1)将一充满NO的试管倒扣于水槽中,然后向试管中通入一定量的O2,试管中恰好充满水时,则原NO气体与通入的O2的体积比为,假设生成的溶质不向外扩散,且为标准状况,则所得溶液溶质的物质的量浓度应为。

答案:4∶30.045mol·L-1解析:NO与O2混合后完全溶于水,则总反应为4NO+3O2+2H2O4HNO3,因此NO与O2的体积比为4∶3。假设原来NO体积为1L,则反应后溶液体积为1L。n(NO)=122.4mol,反应生成HNO3的物质的量为122.4mol,溶液溶质的物质的量浓度为1(2)同温同压下,在3支相同的试管中分别充有等体积混合的两种气体,它们是①NO和NO2;②