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(B)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NO2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(
2、C)N2NO2NO2NONO2HNO3N2NON2NH3A BC D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N2O22NO。3下列有关环境问题的因果关系错误的是(A)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汽车尾气的排放光化学烟雾D含氮、磷等生活废水的大量排放赤潮解析：温室效应是由CO2引起的，植树造林能降低大气中
3、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，B项符合题意。52012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(D)A
4、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2NOO24CO4CO2N2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N2：2NO24CON24CO2；反应反应可得催化转化总反应：2NOO24CO4CO2N2，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
5、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(A)AN2、NO2、Br2 BNO2、NO、N2CNO2、O2、NO DN2、O2、Br2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)
6、，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(BC)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8将3 mol的NO2气体依次通入下列三个分别装有足量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)(D)A1 mol NOB1 mol NO2和0.05 mol O2C2 mol O2D0.25 mol O2解析：3NO2H2O=2H
7、NO3NO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 mol O2。用排水法收集时，发生如下反应：4NO3O22H2O=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
8、为N2O4)(C)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
9、剩余，D错误。10下列有关NO、NO2的说法不正确的是(B)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
10、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(C)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0.16.021023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
11、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 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(D)11215475A仅 B仅C仅 D解析：根据题中信息可写出化学方程式：2CO22Na2O2=2Na2CO3O2，2NOO2=2NO2。由得2CO22NO2Na2O2=2Na2CO32NO
12、2。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)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)V(CO2)V(NO)。(3)若V(CO2)V(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，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
13、A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B口进入。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
14、哪种气体污染物不是由机动车行驶造成的a。aSO2bNOxcVOCsdNH3(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：2NOO2=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：SO，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价升高到6价，在液体中应以SO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
15、。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NaSONOHCl浓度/(molL1)5.51038.5104y2.01043.4103SO2和NaClO2溶液反应的离子方程式是2SO2ClO2H2O=2SOCl4H。表中y6104。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，SO2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
16、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2SO2ClO2H2O=2SOCl4H。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)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：2Cu(NO3)22CuO4NO2O2。(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？
17、正确(填“正确”或“不正确”)，理由是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：4HNO3(浓)4NO2O22H2O。(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？不正确(填“正确”或“不正确”)，理由是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)22CuO4NO2O2。(2)2Cu(NO3)22CuO4
18、NO2O2，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
19、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：4NO2O22H2O=4HNO3；该实验对工业上生产硝酸的启示是在吸收塔里充入足量空气。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 molL1。(2)实验前在C水槽里滴加几滴紫色石蕊试液，通入氧气前后，实验现象变化可能为红色由浅变深；写出化学方程式：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出现白色沉淀；写出所有反应的离子方程式：Cl2SO
20、22H2O=2ClSO4H，Ba2SO=BaSO4；证明B水槽反应后溶液里有氯离子的操作方法是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=2HNO3NO,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) mol，最后充满液体，硝酸溶液体积为V L，c(HNO3) 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SO。