高中化学必修1第4章第3节第2课时（一氧化氮、二氧化氮及酸雨）

高中化学必修1第4章第3节第2课时（一氧化氮、二氧化氮及酸雨）

第四章 第三节 第2课时 （一氧化氮、二氧化氮及酸雨）‎ 一、选择题 ‎1．一氧化氮对“非典”病毒的抑制作用明显。下列关于NO的说法正确的是(　　)‎ A．NO是酸性氧化物 B．NO只能通过人工合成 C．NO是大气污染物，会形成酸雨 D．NO可以用向下排空气法收集 ‎2．在体积为V L的密闭容器中通入a mol NO和b mol O2，反应后容器内氮原子数和氧原子数之比为(　　)‎ A. B. C. D. ‎3．在标准状况下，将O2与NO按3∶4的体积比充满一个干燥烧瓶，将烧瓶倒置于水中，瓶内液面逐渐上升，最后烧瓶内溶液的物质的量浓度为(　　)‎ A．0.045 mol·L－1 B．0.036 mol·L－1 C．0.026 mol·L－1 D．0.030 mol·L－1‎ ‎4．相同条件下，在容积相同的三个烧瓶内分别充满干燥的NH3、HCl、NO2气体，做喷泉实验，所得三种溶液的物质的量浓度比为(　　)‎ A．3∶3∶2 B．2∶2∶3 C．1∶1∶1 D．无法比较 ‎5．工业废气中的氮氧化物是主要污染物，为了治理污染，常通入NH3：利用NOx＋NH3―→N2＋H2O反应来治理污染。现有NO、NO2混合气体3 L，用同温同压下3.5 L NH3恰好使其完全转化为N2，则混合气体中NO、NO2的物质的量之比为(　　)‎ A．1∶1　　　　　B．2∶1 C．1∶3 D．1∶4‎ ‎6．下列关于NO的叙述正确的是(　　)‎ A．NO是一种红棕色的气体 B．常温常压下，NO不能与空气中氧气直接化合 C．含等质量的氧元素的NO和CO的物质的量相等 D．NO易溶于水，不能用排水法收集 ‎7．在NO2被水吸收的反应中，发生还原反应和氧化反应的物质的质量之比为(　　)‎ A．3∶1 B．1∶3 C．1∶2 D．2∶1‎ ‎8．导致下列现象的主要原因与排放SO2有关的是(　　)‎ A．酸雨 B．光化学烟雾 C．臭氧空洞 D．温室效应 ‎9．随着资源的开发和现代化工业的发展，你认为减少酸雨以保护环境可采取的措施是 ‎①尽量少用煤作燃料　②把工厂的烟囱加高　③将燃料脱硫后再燃烧　④开发新的清洁能源　⑤植树造林⑥在已酸化的土壤中加石灰 A．①②③④ B．③④⑤⑥ C．①③④ D．①③④⑤‎ ‎10．一定条件下，将等体积NO和O2充入一试管，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积约为原总体积的(　　)‎ A. B. C. D. ‎11．把3体积的NO2气体，依次通过下列3个分别装有①NaHCO3饱和溶液，②浓H2SO4，③Na2O2的装置后，用排水法把残留气体收集到集气瓶中，集气瓶内气体应是(同温同压下测定)(　　)‎ A．1体积NO B．2体积NO2和0.5体积O2 C．2体积O2 D．0.25体积O2‎ ‎12．(2008年高考广东卷)设阿伏加德罗常数(NA)的数值为nA，下列说法正确的是(　双选　)‎ A．1 mol Cl2与足量Fe反应，转移的电子数为3nA B．1.5 mol NO2与足量H2O反应，转移的电子数为nA C．常温常压下，46 g的NO2和N2O4混合气体含有的原子数为3nA D．0.10 mol Fe粉与足量水蒸气反应生成的H2分子数为0.10nA ‎13．将充有m mL NO和n mL NO2的量筒倒立于水槽中，然后通入m mL O2，若m＜n，则充分反应后，量筒内气体的体积为(单位：mL)(　　)‎ A．3(m－n) B．m＋ C. D. ‎14．2009年12月10日，东风公司宣布，公司成立至今累计产销已突破1000万辆大关。东风汽车装有的一种尾气处理装置使用铂作催化剂，可将CO、NO、NO2和碳氢化合物等转化为无害的物质，有效降低了尾气对环境的危害。下列有关说法中不正确的是(　　) ‎ A．铂表面被做成蜂窝状更有利于提高催化效果 B．在铂催化下，NO可被CO氧化为N2‎ C．尾气处理装置使用铂作催化剂可加快CO的氧化 D．碳氢化合物在铂催化下，可直接将CO氧化为CO2‎ ‎15．将盛 有N2和NO2(无N2O4)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N2和NO2的体积比是(　　)‎ A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．3∶1‎ 二、非选择题 ‎16．NO分子因污染空气而臭名昭著，近年来，发现少量的NO在生物体的许多组织中存在，它具有扩张血管、免疫、增强记忆的功能，而成为当前生命科学研究的热点，NO亦被称为“明星分子”。请回答下列问题：‎ ‎(1)NO对环境的危害在于________。‎ A．破坏臭氧层 B．高温下能使一些金属被氧化 C．造成酸雨 D．与人体血红蛋白结合 ‎(2)在含Cu＋的酶的活化中心中，亚硝酸根离子可转化为NO，写出Cu＋和亚硝酸根离子(NO2－)在酸性水溶液中反应的离子方程式__________________________________________。‎ ‎(3)常温下，把NO气体压缩到1.01×108 Pa，在一个体积固定的容器里加热到50 ℃，发现气体的压力迅速下降，压力降至略小于原压力的就不再改变，已知其中一种产物为N2O，写出上述变化的化学方程式_____________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎17．“可持续发展”是全球经济发展的共同课题，“珍惜地球，保护环境”已成为我国的基本国策。汽车尾气(含有烃类、CO、SO2和NO等物质)是城市空气的污染源，治理方法之一是在汽车排气管上装一个“催化转化器”(用铂、钯合金作催化剂)，它的特点是使CO与NO反应，生成两种可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧及SO2催化氧化。‎ ‎(1)写出CO与NO在催化剂作用下的反应方程式：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)“催化转化器”‎ 的缺点是在一定程度上提高了空气的酸度，其原因是_____________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)控制城市空气污染源方法可行的有(　　)‎ A．开发氢能源 B．使用电动车 C．植树造林 D．戴上呼吸面具 ‎18．某研究性学习小组的一个课题是“NO2能否支持木条的燃烧？”由于实验室中没有现成的NO2气体，该小组的同学设计了两个方案，方案一如图甲所示，方案二如图乙所示。请回答下列问题(本题不考虑N2O4存在产生的影响)。已知浓HNO3受热分解与金属和浓HNO3反应的方程式分别为：‎ ‎4HNO3(浓)4NO2↑＋O2↑＋2H2O Cu＋4HNO3(浓)Cu(NO3)2＋2H2O＋2NO2↑‎ ‎(1)方案一实验开始后木条上的火星逐渐熄灭，有的同学得出“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”)，理由是___________________。‎ ‎(2)硝酸铜固体加热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气，该反应的化学方程式是______________________________；将生成的气体通入水中的现象_____________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)方案二实验当集气瓶中充满红棕色气体时，木条复燃了，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_______________。‎ ‎(4)为了更直接说明“NO2能否支持木条燃烧”这一问题，请你重新设计一个简单的实验方案，简述实验原理和主要操作______________________________________________ ‎ ‎ 。 ‎ ‎19．将装有30 mL NO和NO2(设无N2O4)混合气体的试管倒立在水中，经过足够长的时间，到水面不再上升为止，此时试管内剩余气体的体积为16 mL。求原混合气体中NO和NO2各多少毫升？‎ ‎20．在一支容积为25 mL的试管内充满NO2和O2的混合气体，将试管倒置于水中，充分反应后：‎ ‎(1)若无气体剩余，原混合气体中NO2和O2的体积各为多少？‎ ‎(2)若气体剩余5 mL，原混合气体中NO2和O2的体积各为多少？‎ 第四章 第三节 第2课时 一氧化氮、二氧化氮及酸雨详解 一、选择题：‎ ‎1、解析：选C。A中，NO是不成盐氧化物，它不能与水反应生成酸；B中，NO可由N2和O2在雷雨天气获得；C中，由于2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，故NO是大气污染物，能形成酸雨；D中，因NO易与O2反应，不可用排空气法收集。‎ ‎2、解析：选C。NO和O2的反应在密闭容器中进行，根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和个数没有增减，即原子守恒，所以，＝＝＝。‎ ‎3、解析：选C。由于NO和O2恰好反应：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，即最后溶液充满整个烧瓶。设烧瓶容积为V L，则n(NO)＝n(HNO3)＝V/22.4 mol，而反应后溶液体积为V L，‎ 故c(HNO3) =mol·L－1＝0.026 mol·L－1。‎ ‎4、解析：选C。HCl、NH3全部溶于水，溶液充满整个烧瓶。设烧瓶容积为V L，则所得溶液的物质的量浓度为：‎ c＝＝ mol/L。‎ 对NO2，由反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ‎ 3 mol 2 mol ‎ n(HNO3)‎ 得n(HNO3)＝ mol，‎ 溶液的体积也充满烧瓶体积的，代入浓度计算式，求得c(HNO3)＝ mol/L。‎ ‎5、解析：选C。若为NO，则反应方程式为：6NO＋4NH3===5N2＋6H2O,3 L NO需用同温同压下2 L NH3；若为NO2，则反应方程式为：6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O,3 L NO2需用同温同压下4 L NH3。用十字交叉法计算：‎ 即混合气体中n(NO)∶n(NO2)＝1∶3。‎ ‎6、解析：选C。本题考查的是NO的性质。NO是一种无色难溶于水的气体，可以用排水法收集。常温常压下，NO容易与氧气直接化合生成NO2。‎ ‎7、解析：选C。写出反应方程式并标出电子的转移：‎ 可知氧化剂和还原剂均是NO2，所以发生还原反应和氧化反应的物质的质量之比为1∶2。‎ ‎8、解析：选A。酸雨与人们排放的SO2‎ 有关；光化学烟雾与碳氢化合物、一氧化碳和氮的氧化物有关；臭氧空洞与氟氯烃(即氟利昂)有关；温室效应与大气中的二氧化碳有关。‎ ‎9、解析：选C。防止污染应从源头抓起，要从根本上解决酸雨的危害，必须阻止二氧化硫的产生和排放，所以①③④符合题意。‎ ‎10、解析：选C。4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3；若NO和O2都取4体积，则反应后剩余O2 1体积，所以充分反应后剩余气体的体积约为原总体积的。‎ ‎11、解析：选D。为计算方便可先假设3体积的NO2的物质的量为3 mol。则①3体积的NO2通入NaHCO3溶液中发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO后，生成HNO32 mol，NO 1体积；2 mol HNO3和2 mol NaHCO3发生反应：NaHCO3＋HNO3===NaNO3＋H2O＋CO2↑，生成2体积的CO2；②1体积NO和2体积CO2和水蒸气通过浓硫酸时，水蒸气被吸收，余下1体积NO和2体积CO2；③2体积CO2与Na2O2发生反应：2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2，生成1体积O2,1体积NO与1体积的O2反应：2NO＋O2===2NO2，生成1体积NO2，剩余0.5体积O2，这两种气体通入水中，发生反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，NO2完全反应，剩余0.25体积的O2。‎ ‎12、解析：选BC。1 mol Cl2只能得到2 mol e－，A错误。3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，易知B正确。C中，可把N2O4看作2NO2，则有1 mol NO2，所以有3 mol原子；也可以用极端假设的方法，可看作全部是NO2或全部是N2O4考虑，即可得出结果。3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，由方程式可知D错误。‎ ‎13、解析：选C。由电子得失守恒：NO2NO3－，NONO3－；O22O2－。‎ 设最后剩余NO x mL，根据电子得失总数相等有：3(m－x)＋n＝4m。‎ 解得x＝ mL。‎ ‎14、解析：选B。由题意知铂作催化剂，可加快反应速率；做成蜂窝状增大了接触面积，有利于提高催化效果；CO具有还原性；所以选B。‎ ‎15、解析：选C。将试管倒立于水中，只有NO2和H2O反应，生成的NO与不反应的N2为剩余气体。设原气体的体积为V，设NO2的体积为x，根据差量法求解：‎ ‎3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　ΔV减 ‎3 2‎ x 解得：x＝。‎ 故V(N2)＝V－＝。‎ 故＝。‎ 二、非选择题 ‎16、解析：(1)NO具有极强的还原性，它不能使金属氧化。‎ ‎(2)由题中的信息可知，Cu＋被氧化，它一定被氧化为Cu2＋，NO2－被还原为NO，则反应的离子方程式为：Cu＋＋NO2－＋2H＋===Cu2＋＋NO↑＋H2O。‎ ‎(3)T、V一定时，＝，若气体反应为3 mol，则生成的气体物质为2 mol，已知生成物中有N2O，它若为1 mol，NO应为3 mol，根据质量守恒，生成的另1 mol气体物质是NO2，所以化学方程式为3NON2O＋NO2。‎ 答案：(1)AC ‎(2)Cu＋＋NO2－＋2H＋===Cu2＋＋NO↑＋H2O ‎(3)3NON2O＋NO2‎ ‎17、解析：CO与NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使SO2的转化(催化剂作用下)，可知CO与NO反应生成的是N2和CO2。问题(1)可解决。联想到SO2可催化氧化成SO3，在空气中溶于水形成H2SO4，故问题(2)的答案为SO2转化为SO3，SO3与水形成H2SO4的酸雾。植树造林和戴呼吸面具都不是控制污染源的可行方法，故问题(3)的答案为A和B。‎ 答案：(1)2CO＋2NO2CO2＋N2‎ ‎(2)SO2转化为SO3，SO3与水形成H2SO4的酸雾 ‎(3)AB ‎18、解析：本题通过对比评价两套实验方案锻炼学生的评判思维，最后又增设开放性题设让学生自我设计新方案，培养了学生的创新能力。方案一中由于水蒸气的存在会影响实验结果的判断，方案二中虽然混有O2，但考虑到空气的组成比例与之相似，因而可以证明。最后实验设计要除去NO2中的水蒸气，利用纯净的NO2做实验可充分证明“NO2能支持燃烧”。‎ 答案：(1)不正确　带火星的木条熄灭可能是由于加热时产生大量水蒸气 ‎(2)2Cu(NO3)22CuO＋4NO2↑＋O2↑　无气体剩余 ‎(3)正确　硝酸铜分解产生的混合气体中氧气的体积分数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 ‎(4)用金属铜与浓硝酸反应制取NO2气体，并用浓硫酸或无水氯化钙进行干燥，再将带火星的木条伸入二氧化氮中观察现象 ‎19、解析：NO不与H2O反应，NO2与H2O反应：‎ ‎3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 因此剩余的16 mL气体为NO，其中包括NO2与H2O反应生成的NO及原有的NO。‎ 方法一　气体体积之和法 设原混合气体中含NO2的体积为x，NO的体积为y。‎ ‎3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ‎3 1‎ X V(NO)‎ V(NO)＝＝ ⇒ 方法二　气体体积差量法 反应后气体体积减小值：30 mL－16 mL＝14 mL。‎ 设原混合气体中含有NO2的体积为x。‎ ‎3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　ΔV减 ‎3 2‎ x 14 mL ＝　解得x＝21 mL ‎30 mL－21 mL＝9 mL 答案：原30 mL混合气体中含有NO2和NO的体积分别为21 mL和9 mL。‎ ‎20、解析：(1)若无气体剩余，则发生反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，设混合气体中O2为x mL，则NO2为(25－x)mL，有(25－x)∶x＝4∶1，x＝5，则V(NO2)＝25 mL－5 mL＝20 mL。‎ ‎(2)①若剩余气体为O2，设混合气体中O2为y mL，则NO2为(25－y)mL。有(25－y)∶(y－5)＝4∶1，y＝9，则V(NO2)＝25 mL－9 mL＝16 mL。‎ ‎②若剩余气体为NO，设混合气体中NO2为z mL，则O2为(25－z)mL，发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，可知参加反应的NO2为(z－3×5)mL，有＝4∶1，z＝23，则V(O2)＝25 mL－23 mL＝2 mL。‎ 答案：(1)NO2为20 mL，O2为5 mL。‎ ‎(2)NO2为16 mL，O2为9 mL或者NO2为23 mL，O2为2 mL。‎