1、课时作业27 氮氧化物的产生与转化时间：45 分钟 满分：100 分一、选择题(每小题 4 分，共 48 分)1火箭使用偏二甲肼作燃料，四氧化二氮作氧化剂。引燃后产生的高温气体主要有 CO2、H2O、NO、N2，但在卫星发射现场却看到火箭尾部喷出大量红烟，产生红烟的原因是()A高温下 N2 遇空气生成 NO2BNO 遇空气生成 NO2CCO2 和 NO 反应生成 NO2 和 CODH2O 和 NO 反应生成 H2 和 NO2B解析：NO 与空气中的氧气相遇，即可快速地发生氧化还原反应，生成 NO2，NO2 是一种红棕色，具有刺激性气味的有毒气体。反应的化学方程式为 2NOO2=2NO2。故选
2、B。2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()N2NO2 NO2NO NO2HNO3 N2NO N2NH3A BC DC解析：该题有两个要求：(1)必须加入氧化剂；(2)通过一步反应就能完成。从化合价角度来看氮的化合价都升高，但N2NO2 不能通过一步反应完成；而NO2HNO3 不加氧化剂也能完成，如 3NO2H2O=2HNO3NO，在该反应中，NO2既是氧化剂又是还原剂；只有N2NO 必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成，如 N2O2=放电或高温2NO。3下列有关环境问题的因果关系错误的是()选项原因结果A植树造林温室效应BSO2 和 NO2 大量排放酸雨C汽车尾气的排放光
3、化学烟雾D含氮、磷等生活废水的大量排放赤潮A解析：温室效应是由 CO2 引起的，植树造林能降低大气中的CO2 浓度，缓解温室效应；B 项，SO2 和 NO2 等酸性气体的大量排放，会导致酸雨；C 项，汽车尾气中含氮氧化物、碳氢化合物，可引起光化学烟雾；D 项，氮、磷等营养元素可使水体富营养化，引起赤潮。4四支试管中分别充满 NO、SO2、NO2、Cl2 中的一种，把它们分别倒立于盛有水的水槽中，放置一段时间后的现象如图所示。其中原试管充满 NO2 的是()B解析：NO2 溶于水的反应为 3NO2H2O=2HNO3NO，故放置一段时间后试管内的气体约占试管体积的13，B 项符合题意。52012
4、年中国汽车销量大幅增长，同时也带来了严重的空气污染。汽车尾气装置中，气体在催化剂表面吸附与解吸的过程如图所示，下列说法正确的是()A反应中 NO 为氧化剂，N2 为氧化产物B汽车尾气的主要污染成分包括 CO、NO 和 N2CNO 和 O2 必须在催化剂表面才能反应D催化转化总反应为 2NOO24CO=催化剂4CO2N2D解析：根据题图可知，在没有催化剂的情况下，NO 首先与O2 反应生成 NO2：2NOO2=2NO2；NO2 具有较强的氧化性，CO 具有还原性，二者在催化剂表面发生氧化还原反应生成CO2 和 N2：2NO24CO=催化剂N24CO2；反应反应可得催化转化总反应：2NOO24CO
5、=催化剂4CO2N2，在此反应中，NO、O2 是氧化剂，N2 是还原产物，CO2 既是氧化产物，又是还原产物，A 错误，D 正确；N2 不是汽车尾气排放的污染物，B 错误；NO 在常温下就可以和 O2 反应转化为 NO2，C 错误。6某集气瓶里的气体呈红棕色，加入足量水，盖上玻璃片，振荡，得橙色溶液，气体颜色消失，再打开玻璃片后，瓶中气体又变为红棕色，该气体可能是下列混合气中的()AN2、NO2、Br2BNO2、NO、N2CNO2、O2、NO DN2、O2、Br2A解析：集气瓶内气体呈红棕色，可能含溴蒸气或 NO2 气体，加水后原气体红棕色消失，溶液呈橙色，说明混合气中一定含溴蒸气；打开玻璃片
6、后瓶中气体又变为红棕色，说明溶于水后的气体中含 NO，NO 可能是原混合气体的组成成分，也可能是由 3NO2H2O=2HNO3NO 而来，对比题中选项可知 A 项正确。7.(双选)如图所示，试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物)，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()A可能是 N2 与 NO2 的混合气体B可能是 NO2 气体C可能是 NO 与 NO2 的混合气体D只可能是 NO2 一种气体BC8将 3 mol 的 NO2 气体依次通入下列三个分别装
7、有足量NaHCO3 饱和溶液，浓 H2SO4，Na2O2 的装置后，用排水法把残留气体收集起来，则收集到的气体是(同温、同压下测定)()A1 mol NOB1 mol NO2 和 0.05 mol O2C2 mol O2D0.25 mol O2D解析：3NO2H2O=2HNO3NO 由此可知有 1 mol NO产生，有 2 mol HNO3 生成，根据 HNO3NaHCO3=NaNO3H2OCO2可知，2 mol HNO3 与足量 NaHCO3 反应有 2 mol CO2 产生。2CO22Na2O2=2NaCO3O2 由此可知有 1 mol O2 产生，此时剩余气体为 1 mol NO 和 1
8、 mol O2。用 排 水 法 收 集 时，发 生 如 下 反 应：4NO 3O2 2H2O=4HNO3。由此可知最后剩余 0.25 mol O2，故选 D。9如图所示，两个连通容器用活塞分开，左右两室(体积相同)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C解析：两边容器的体积相同，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
9、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 2NOO2=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，容器的总体积不变，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 30321516，所以一氧化氮和氧气的物质的量之比为 1615，二者按物质的量之比为 21 反应，所以氧气有剩余，D 错误。10下列有关 NO、NO2 的说法不正确的是()ANO2 是红棕色气体，易溶于水，不属于酸性氧化物BNO 可以用排水法收集，但不能由 N2 和 O2 化合得到CNO、NO2 在一定条件下可以相互转化，且二者都
10、是引起光化学烟雾的大气污染物DNO、NO2 都有毒，且 NO 是汽车尾气的有害成分之一B解析：A 项，NO2 是红棕色气体，易溶于水，由于 NO2 与碱反应不能生成对应的盐和水，因此 NO2 不是酸性氧化物，正确；B 项，NO 难溶于水，可以用排水法收集，在放电条件下 NO 可由 N2 和 O2 化合得到，错误；C 项，NO 与氧气反应会生成 NO2，NO2 溶于水会生成 HNO3 和 NO，因此二者可以相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物，正确；D 项，NO、NO2都有毒，且汽车发动时，在电火花作用下 N2 和 O2 化合会产生NO，正确。11标准状况下，将 4.48 L NO2
11、和 NO 组成的混合气体通入100 mL 水中，气体体积缩小为 2.24 L。假设液体的体积不变，则下列说法不正确的是()A所得溶液中溶质的物质的量浓度为 1.0 molL1B剩余气体中氮元素与氧元素的质量比为 78C原混合气体中 NO2 和 NO 的体积比为 11D反应过程中转移的电子总数约为 0.16.021023C解析：NO2 与 H2O 反应：3NO2H2O=2HNO3NO，已知气体体积缩小 2.24 L，则原混合气体中含有 3.36 L NO2 和 1.12 L NO，二者的物质的量之比等于体积之比为 31，C 项不正确；反应生成 0.1 mol HNO3，其物质的量浓度为 1.0
12、molL1，A 项正确；剩余气体为 NO，其中氮元素与氧元素的质量比为 78，B 项正确；该反应是歧化反应，生成 0.1 mol HNO3 时，转移 0.1 mol 电子，D 项正确。12相同条件下，把 x mL CO2 通过足量的 Na2O2 后再与 y mL NO 混合。x 与 y 之和为 30。若充分反应后气体的体积缩小为 15 mL，则 xy 为()11 21 54 75A仅 B仅C仅 DD解 析：根 据 题 中 信 息 可 写 出 化 学 方 程 式：2CO2 2Na2O2=2Na2CO3O2，2NOO2=2NO2。由 得 2CO2 2NO 2Na2O2=2Na2CO3 2NO2 。
13、根据进行分析：(1)若 V(CO2)V(NO)，相当于反应恰好按式 进 行，即 反 应 后 V(总)12 V(CO2)V(NO)。(2)若V(CO2)V(NO)，相当于反应按式进行后，剩余 CO2 按式进行，即反应后 V(总)12V(CO2)V(NO)。(3)若 V(CO2)12V(CO2)V(NO)。综上所述，当 xy 时，充分反应后气体的体积缩小为原来的12，本题选 D。二、非选择题(共 52 分)13.(12 分)利用如图所示的装置收集以下 8 种气体：H2，Cl2，O2，HCl，NH3，NO，SO2，NO2。(1)若烧瓶是干燥的，则由 B 口进气，可收集的气体是，若由 A 口进气，可收
14、集的气体有。(2)若在烧瓶内充满水，可收集的气体有，气体应由口进入。(3)若烧瓶中装入适量浓硫酸，可以用它来干燥的气体有，气体应由口进入。AB解析：(1)从 B 口进气是收集密度比空气大的气体，若从 A口进气则收集密度比空气小的气体，用排气法收集的气体必须与O2 不反应，且密度与空气密度相差较大。(2)若用排水法收集，则气体必须不溶于水，应从 A 口进。(3)若用浓 H2SO4 干燥气体，必须从 B 口进气。对于同一个装置，从不同的角度去审视可能有不同的作用。加强学生思维的灵活性和开放性是思维训练的重要方面，是打破思维定势的有效方式。14(16 分)中国科学院官方微信于 2017 年 3 月发
15、表灰霾专题，提出灰霾中细颗粒物的成因，部分分析如下图所示。(1)根据上图信息可以看出，下列哪种气体污染物不是由机动车行驶造成的。aSO2 bNOx cVOCs dNH3(2)机动车大量行驶是污染源之一。汽车发动机废气熄燃控制系统主要工作原理如图所示；写出熄燃过程中 NO 发生的主要反应的方程式：。a2NOO2=2NO2(3)科学家经过研究发现中国霾呈中性，其主要原因如下图所示：请判断 A 的化学式并说明判断理由：。SO24，因为反应之前 S 为4 价，NO2 中的 N 为4 价，反应之后 HONO 中 N 元素为3 价，氮元素化合价降低，则必有元素化合价升高，综合推断，应是 S 元素化合价从4
16、 价升高到6 价，在液体中应以 SO24 形式存在(4)煤燃烧排放的烟气含有 SO2 和 NOx，采用 NaClO2 溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。将含有 SO2 和 NOx 的烟气通入盛有 NaClO2 溶液的反应器中，反应一段时间后，测得溶液中离子浓度的有关数据如下(其他离子忽略不计)：离子NaSO24NO3HCl浓度/(molL1)5.51038.5104y2.01043.4103SO2 和 NaClO2 溶液反应的离子方程式是。表中 y。2SO2ClO2 2H2O=2SO24 Cl4H6104解析：(1)根据图中信息可以看出机动车行驶造成的污染有NOx、VOCs、NH3，S
17、O2 不是由机动车行驶造成的。(2)熄燃过程中 NO 被氧气氧化生成 NO2，发生的主要反应的化学方程式为2NOO2=2NO2。(4)SO2 和 NaClO2 溶液发生氧化还原反应生成硫酸根离子和氯离子，根据得失电子守恒、电荷守恒以及原子守恒可知反应的离子方程式是 2SO2ClO2 2H2O=2SO24Cl4H。由于溶液呈中性，则表中 y5.51032.01043.410328.51046104。15(12 分)某研究性学习小组的一个课题是“NO2 是否支持木条的燃烧？”由于实验室中没有现成的 NO2 气体，该小组的同学设计了两种方案(图中铁架台等夹持仪器已略去)：.实验装置如图甲所示。(1)
18、硝酸铜固体加热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气。写出该反应的化学方程式：。(2)当集气瓶中充满红棕色气体时，木条复燃。有的同学得出“NO2 能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确？(填“正确”或“不正确”)，理由是。2Cu(NO3)2=2CuO4NO2O2正确Cu(NO3)2 分解产生的 O2 的体积分数与空气中 O2 的体积分数相等，但空气不能使带火星的木条复燃，所以 NO2 能支持燃烧.实验装置如图乙所示。(1)写出浓硝酸受热分解的化学方程式：。(2)实验开始后木条上的火星逐渐熄灭，有的同学提出“NO2不能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确？(填“正确”或“不正确”
19、)，理由是。4HNO3(浓)=4NO2O22H2O不正确可能是由于产生大量的水蒸气所致解析：.(1)硝酸铜固体加热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气，所以该反应的化学方程式是 2Cu(NO3)2=2CuO4NO2O2。(2)2Cu(NO3)2=2CuO4NO2O2，该反应中氧气占总气体体积的五分之一，与空气中氧气的体积分数基本相同，若 NO2 不支持燃烧，则木条不会复燃，根据实验现象知，二氧化氮支持燃烧，故结论正确。.(1)浓硝酸具有强挥发性，且不稳定，在加热条件下能分解生成二氧化氮、氧气和水，化学方程式为 4HNO3(浓)=4NO2O22H2O。(2)该反应的反应条件是加热，加热过程中有水蒸
20、气生成，产生的大量水蒸气阻碍了 NO2 的助燃，导致NO2 不能支持木条的燃烧的假象，所以结论不正确。16(12 分)为了探究几种气态氧化物的性质，某同学设计了以下实验：用三只集气瓶收集二氧化硫、二氧化氮气体，倒置在水槽中。然后，分别缓慢通入适量氧气或氯气，如图所示。一段时间后，A、B 装置中集气瓶充满溶液，C 装置中集气瓶里还有气体。(1)如果装置 A 中通入的氧气恰好使液体充满集气瓶，假设瓶内液体不扩散。写出 A 中总反应的化学方程式：；该实验对工业上生产硝酸的启示是。假设该实验条件下，气体摩尔体积为 a Lmol1，集气瓶中溶液的物质的量浓度为。(2)实验前在 C 水槽里滴加几滴紫色石蕊
21、试液，通入氧气前后，实验现象变化可能为；写出化学方程式：。4NO2O22H2O=4HNO3在吸收塔里充入足量空气1a molL1红色由浅变深2SO2O22H2O=2H2SO4(3)溶液充满集气瓶后，在 B 水槽里滴加硝酸钡溶液，可能观察到的现象为；写出所有反应的离子方程式：；证明 B 水槽反应后溶液里有氯离子的操作方法是。出现白色沉淀Cl2SO22H2O=2ClSO24 4H，Ba2SO24=BaSO4取少量反应后的溶液于试管中，向试管里加入过量的硝酸钡溶液，待沉淀完全后，静置，取上层清液加硝酸银溶液，若产生白色沉淀，则说明原溶液中含有 Cl解析：(1)A 瓶中发生的反应有：3NO2H2O=2
22、HNO3NO,2NOO2=2NO2，总反应的化学方程式为：4NO2O22H2O=4HNO3。工业上利用二氧化氮与水反应制硝酸，为了使原料充分利用，不排放大气污染物 NO，应向吸收塔(向二氧化氮中)通入足量空气，使氮的氧化物全部转化成硝酸。设 A 装置中集气瓶体积为 V L，二氧化氮气体体积为 V L，n(NO2)V La Lmol1Va mol，最后充满液体，硝酸溶液体积为 V L，c(HNO3)Va molV L 1a molL1。(2)二氧化硫溶于水生成亚硫酸，亚硫酸是中强酸，通入氧气反应后，生成强酸(硫酸)，溶液红色变深。(3)氯气在水中将二氧化硫氧化成硫酸，检验氯离子前要除去 SO24。
