2017-2018学年高一化学上学期课时同步练习18.doc

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第2课时　二氧化氮和一氧化氮 二氧化硫和二氧化氮对环境的污染

1．氮气
(1)物理性质。
颜色
气味
溶解性
密度
无色
无味
难溶于水
与空气接近
(2)化学性质。
①通常状况下较稳定，与其他物质不反应。
②高温或放电时能与O2反应生成NO。
化学方程式为N2＋O22NO。
2．氮的氧化物——一氧化氮和二氧化氮
(1)物理性质。

(2)化学性质。
常温下NO不稳定，易与O2结合生成NO2，NO2溶于水，与水反应生成HNO3和NO。
NONO2
有关反应的化学方程式：
①2NO＋O2===2NO2
②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
3．SO2、NO2对大气的污染
(1)SO2与NO2的主要来源、危害和防治：
①来源
②危害
③防治
(2)酸雨：
①概念：pH<5.6的降水。
②成因：主要是大气中的SO2与NO2溶于水形成的。
③两种类型(硫酸型、硝酸型)。
硫酸型
转化关系：SO2→H2SO3→H2SO4
化学方程式SO2＋H2OH2SO3,2H2SO3＋O2===2H2SO4
硝酸型
转化关系：NO2→HNO3
化学方程式3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
④危害。
A．直接破坏农作物森林、草原，使土壤、湖泊酸化。
B．加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。
温馨提示：空气质量日报报道的大气污染物是CO、SO2、氮氧化物、固体悬浮颗粒，CO2能引起温室效应，但CO2不是大气污染物，因为CO2是空气的成分。
⑤酸雨的控制措施
A．调整改变能源结构
B．原煤脱硫技术
C．改进燃烧技术
D．对煤燃烧后的烟气脱硫
E．开发氢能、风能、太阳能等清洁能源
F．严格控制SO2的排放及废气的回收利用

(时间20分钟，满分30分)

知识点一　N2和氮的氧化物

1．氮气能大量存在于空气中的根本原因是(　　)
A．氮气性质稳定，即使在高温下也不与其他物质发生反应
B．氮气比空气轻且不溶于水
C．氮气分子中两个氮原子结合很牢固，分子结构稳定
D．氮气既无氧化性，也无还原性，不与其他物质反应
答案：C
解析：N2性质稳定，但高温下可与O2等物质发生反应，在反应中表现出氧化性或还原性；氮气比空气轻且不溶于水并不是N2能大量存在于空气中的根本原因；N2能大量存在于空气中的根本原因是氮气分子中两个氮原子结合很牢固，分子结构稳定。本题选C。
2．下列关于N2的说法错误的是(　　)
A．通常情况下N2性质很稳定，所以N2可在电焊时作保护气
B．反应N2＋O22NO是汽车尾气造成污染的主要原因之一
C．N2的质量约占空气总质量的
D．在反应3Mg＋N2Mg3N2中，N2作氧化剂
答案：C
解析：N2在空气中的体积含量约为，C项错误。
3．下列关于NO的叙述正确的是(　　)
A．NO是一种红棕色的气体
B．含等质量的氧元素的NO和CO的物质的量相等
C．常温常压下，NO不能与空气中的O2直接化合
D．NO易溶于水，不能用排水法收集
答案：B
解析：NO是一种无色、难溶于水的气体，可用排水法收集，常温常压下NO很容易与O2直接化合生成NO2。本题选B。
4．发射卫星的运载火箭，其推进剂引燃后发生剧烈反应，产生大量的高温气体从火箭尾部喷出。引燃后产生的高温气体主要是CO2、H2O、N2、NO，这些气体均无色，但在卫星发射现场却看到火箭喷出大量红烟。产生红烟的原因是(　　)
A．高温下N2遇空气生成NO2
B．NO遇空气生成NO2
C．CO2与NO反应生成CO与NO2
D．NO和H2O反应生成H2和NO2
答案：B
解析：NO在空气中能被氧气氧化为NO2，NO2是红棕色气体。本题选B。
5．实验室收集NO、NO2两种气体，下列收集方法正确的是(　　)
A．均可用排水法
B．均可用向上排空气法
C．NO用向上排空气法，NO2用排水法
D．NO用排水法，NO2用向上排空气法
答案：D
解析：NO易与空气中的O2反应，不与水反应，故NO不能用向上排空气法收集，应该用排水法收集；NO2与水反应，不与空气中的O2反应且密度比空气大，故NO2不能用排水法收集，应该用向上排空气法收集。
6．除去NO中混入的少量NO2，应将该混合气体通过下列试剂中的(　　)
A．Na2CO3溶液 B．NaHCO3溶液
C．H2O D．浓硫酸
答案：C
解析：NO2溶于水生成硝酸和一氧化氮，若混合气体通入碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液中，硝酸会与碳酸钠或碳酸氢钠反应生成二氧化碳，引入新杂质。混合气体通入水中，可以生成一氧化氮，且不引入杂质。浓硫酸不与二氧化氮反应。本题选C。
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
答案：C
解析：写出反应方程式并标出电子转移情况：

由此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．可用于区别溴蒸气和NO2气体的试剂是 (　　)
A．淀粉碘化钾溶液 B．FeCl2溶液
C．AgNO3溶液 D．NaOH溶液
答案：C
解析：用AgNO3溶液检验，能产生浅黄色沉淀的为溴蒸气。
9．把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，最后收集到的气体是(　　)
A．氧气
B．二氧化氮
C．二氧化氮和氧气
D．二氧化氮和一氧化氮
答案：C
解析：少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，逸出的气体为NO、CO2，二者物质的量之比为1∶2，同时还有少量水蒸气逸出，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，CO2、水蒸气与过氧化钠反应生成O2，n(NO)∶n(O2)小于1∶1，所以最后收集到的气体是NO2和O2。

知识点二　环境污染
10．下列污染现象主要与SO2有关的是(　　)
A．酸雨 B．光化学烟雾
C．臭氧层空洞 D．温室效应
答案：A
解析：光化学烟雾主要是由汽车排出的氮氧化物、碳氢化合物等造成的；臭氧层空洞主要是由氟氯代烃等的排放引起的；温室效应主要是由大气中CO2含量的不断增加造成的。本题选A。
11．现有以下几种措施，其中能减少酸雨产生的措施是(　　)
①对燃烧煤时产生的尾气进行除硫处理　②少用原煤作燃料　③燃煤时鼓入足量空气　④开发清洁能源
A．①②③ B．②③④
C．①②④ D．①③④
答案：C
解析：煤中含有一定量的硫，煤在燃烧时产生大量的SO2，这是酸雨产生的主要原因之一。对燃烧煤时产生的尾气进行除硫处理、开发清洁能源、少用原煤作燃料等可以减少酸雨的产生。燃煤时鼓入足量空气只能促使煤燃烧得更彻底，不能减少SO2的排放量。本题选C。
12．空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是(　　)
A．推广使用燃煤脱硫技术，防止SO2污染
B．实施绿化工程，防治扬尘污染
C．研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染
D．加大石油、煤炭的开采速度，增强化石燃料的供应量
答案：D
解析：加大石油、煤炭的开采速度，只会加剧生态环境恶化，不利于改善空气质量。
13．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，发生反应的化学方程式为NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，在该反应中，氧化剂是________，还原剂是________。
(2)在一定条件下氨气可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式：________，反应中氧化剂是________，还原剂是________。
答案：(1)NO2　NO
(2)6NO2＋8NH37N2＋12H2O　NO2　NH3
解析：(1) NO2中氮元素的化合价降低，NO2作氧化剂，NO中氮元素的化合价升高，NO作还原剂。(2)氨气和二氧化氮反应后生成的无污染的物质是氮气和水。

课后作业·速达标

时间：30分钟　满分100分

一、选择题(本题包括12小题，每小题5分，共60分)
1．要使N2中所含少量H2、CO2和H2O等杂质完全除去，可能用到以下操作：①通过浓硫酸；②通过盛有CuO的加热管；③通过NaOH溶液；④通过浓盐酸。以上除杂操作中，最好的顺序是(　　)
A．①③② B．③②①
C．③②④ D．④②③
答案：B
解析：把混合气体首先通过氧化铜，使混合气体中的氢气变成水而除去氢气；然后通过氢氧化钠溶液，利用氢氧化钠溶液吸收混合气体中的二氧化碳而除去二氧化碳；最后通过浓硫酸，利用浓硫酸的吸水性除去混在混合气体中的水蒸气；或者：把混合气体首先通过氢氧化钠溶液，利用氢氧化钠溶液吸收混合气体中的二氧化碳而除去二氧化碳；然后通过氧化铜，使混合气体中的氢气变成水而除去氢气；最后通过浓硫酸，利用浓硫酸的吸水性除去混在混合气体中的水蒸气；即除氢气和二氧化碳没有明显的先后差异，所以可以为③②①或者②③①。
2．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
答案：C
3.

按如图进行实验，试管内装有12 mL NO，然后间歇而缓慢地通入8 mL O2，下面有关实验最终状态的描述正确的是(　　)
A．试管内气体呈红棕色
B．试管内气体为无色的NO
C．试管内气体为无色的O2
D．试管内充满了液体
答案：B
4．(双选)下列气体溶于水没有发生氧化还原反应的是(　　)
A．SO2溶于水 B．NO2溶于水
C．CO2溶于水 D．Cl2溶于水
答案：AC
5．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
A
CO2
破坏臭氧层
化石燃料的燃烧
B
SO2
温室效应
汽车尾气的排放
C
NO2
光化学烟雾
工厂废气的排放
D
CO
酸雨
汽车尾气和化石燃料的不完全燃烧
答案：C
解析：破坏臭氧层的是氟氯代烃；导致温室效应的气体是CO2、CH4等；造成光化学烟雾的气体是氮氧化物和碳氢化合物；造成酸雨的主要是SO2等。本题选C。
6．下列关于二氧化硫和二氧化氮的叙述正确的是(　　)
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．两种气体都可以与水反应，且只生成相应的酸
答案：B
解析：二氧化氮为红棕色气体，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。二氧化硫不具有强氧化性。本题选B。
7．标准状况下将盛满NO2的大试管倒扣在盛水的水槽中，充分吸收后，试管内溶液的物质的量浓度为(　　)
A．0.045 mol·L－1 B．0.036 mol·L－1
C．0.033 mol·L－1 D．0.018 mol·L－1
答案：A
解析：设试管的体积为V L，由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO知，n(HNO3)＝× mol，V(HNO3)＝V L，c(HNO3)＝＝ mol·L－1＝0.045 mol·L－1。
8．某无色混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的一种或几种。现将此混合气体通过品红溶液后，品红溶液褪色，向剩余气体中通入空气，很快变为红棕色。下列对原混合气体成分的判断正确的是(　　)
A．肯定只有SO2
B．肯定没有Cl2、O2和NO2
C．可能有Cl2和O2
D．肯定只有NO
答案：B
解析：原混合气体为无色气体，故一定不含Cl2和NO2，也不可能同时存在O2和NO。混合气体通过品红溶液后，品红溶液褪色，故原混合气体中一定含有SO2；向剩余气体中通入空气，很快变为红棕色，所以原混合气体中一定含有NO，则一定不含O2。综上所述，本题选B。
9．在容积为672 mL的烧瓶中充满NO和NO2的混合气体，将其倒立在水槽里，去塞后再通入280 mL氧气，恰好完全反应，且液体充满烧瓶(气体体积都已折合为标准状况下的体积)，下列有关叙述正确的是(　　)
A．总反应为NO＋NO2＋O2＋H2O===2HNO3
B．总反应为4NO＋8NO2＋5O2＋6H2O===12HNO3
C．生成硝酸的物质的量浓度约为0.030 mol·L－1
D．生成硝酸的物质的量浓度约为0.060 mol·L－1
答案：B
解析：设反应前NO2的体积为x，NO的体积为y，则：
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
x
4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
y y
解得
故参加反应的NO2与NO的物质的量之比为2∶1，则总反应为4NO＋8NO2＋5O2＋6H2O===12HNO3。根据氮元素守恒可得生成的HNO3为0.03 mol，烧瓶内充满液体则硝酸的体积为0.672 L，故c(HNO3)＝＝0.045 mol·L－1。综上所述，本题选B。
10．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x∶y为(　　)
①1∶1　②2∶1　③5∶4　④7∶5
A．①　　　　　　　　B．②
C．③ D．①②③④
答案：D
解析：根据题中信息可写出化学方程式：2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2　①，2NO＋O2===2NO2　②。由①＋②得2CO2＋2NO＋2Na2O2===2Na2CO3＋2NO2　③。根据①、②、③进行分析：(1)若V(CO2)＝V(NO)，相当于反应恰好按③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③式进行后，剩余CO2按①式进行，即反应后V(总)＝[V(CO2)＋V(NO)]。(3)若V(CO2)<V(NO)，相当于反应按③式进行后，剩余NO不再变化，即反应后V(总)>[V(CO2)＋V(NO)]。综上所述，当x≥y时，充分反应后气体的体积缩小为原来的，本题选D。
11．四支试管中分别充满NO、SO2、NO2、Cl2中的一种，把它们分别倒立于盛有水的水槽中，充分放置后的现象如下图所示。其中原试管充满NO2的是(　　)

答案：B
解析：根据化学方程式：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，剩余气体是反应前的，故B项正确；NO不溶于水，对应D项；SO2在水中的溶解度为1体积水溶解40体积SO2，对应A项；Cl2对应C项。
12．(双选)如图所示，试管中盛的是红棕色气体(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，可以观察到试管内水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，则原试管中(　　)

A．可能是N2与NO2的混合气体
B．可能是O2与NO2的混合气体
C．可能是NO与NO2的混合气体
D．只可能是NO2一种气体
答案：BC
解析：　由题意分析，试管中一定有NO2气体，通入O2最后试管内完全被水充满，而N2不溶于水，说明试管中没有N2。结合选项分析，试管内可能是O2与NO2的混合气体，但此时V(O2)<0.25V(NO)，也可能是NO与NO2的混合气体，D项显然错误。
二、非选择题(本题包括5小题，共40分)
13．(8分)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，并检查装置气密性，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：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
产生此现象的化学反应方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)轻轻摇动烧瓶，观察到烧瓶中的现象为
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
产生此现象的化学反应方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
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＋NO
14．(8分)为了探究几种气态氧化物的性质，某同学设计以下实验。
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，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中通入氧气恰好使液体充满集气瓶，假设瓶内液体不扩散。
①写出总反应的化学方程式：________________________________________；该实验对工业上生产硝酸的启示是________________________________。
②假设实验条件下，气体摩尔体积为a L·mol－1，计算集气瓶里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试液，通入氧气前后，实验现象变化可能为________________________________；写出化学方程式：________________________________；C装置实验可以探究酸雨变化过程。
(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________________________________________；写出有关离子方程式________________________________________；证明B水槽反应后溶液里有氯离子的操作方法是________________________________________________________________________。
答案：(1)①4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3　在吸收塔里充入足量空气　②1/a mol·L－1　(2)红色由浅变深　2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4　(3)出现白色沉淀　Cl2＋SO2＋2H2O===2Cl－＋SO＋4H＋，Ba2＋＋SO===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，取上层清液滴加硝酸银溶液，若产生白色沉淀，则说明原溶液中含有Cl－
解析：(1)①A烧杯里发生的反应有：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO,2NO＋O2===2NO2，总反应方程式：4NO2＋O2＋2H2O===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，使氮元素全部转化成硝酸。②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·L－1。(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。
15.

(8分)如图所示：在B水槽中装有500 mL水，容积为a mL的试管A充满了NO2和NO的混合气体(标准状况)，将试管A倒插入B水槽的水中。充分反应后，试管A中余下气体的体积为0.5a mL。
(1)将A倒插入B槽中发生的反应为________________________________________，该反应中氧化剂与还原剂的质量比为________，原混合气体中NO2和NO的物质的量之比为________。
(2)通过导气管C向余下0.5a mL气体的试管A中持续通入氧气，A中可能观察到的现象是____________________________________。
(3)当试管A中充满气体时停止通入氧气，然后将试管取出水槽，水槽B中溶液的物质的量浓度为________mol·L－1(设溶液的体积仍为 500 mL)。
答案：(1)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　1∶2　3∶1　(2)无色气体变为红棕色，试管中液面不断上升至全充满。继续通入氧气后，试管中液面下降，最后充满无色气体　(3)
解析：(1)试管A倒插入B水槽中后，发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，氧化剂与还原剂均为NO2，质量比为1∶2。根据题意有n(NO2)＋n(NO)＝[n(NO2)＋n(NO)]，n(NO2)∶n(NO)＝3∶1。
(2)试管A中剩余0.5a mL气体为NO，通入氧气后，发生反应2NO＋O2===2NO2,4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，可写为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，无色气体变为红棕色气体，试管中液面不断上升至全充满，继续通入氧气后，试管中液面下降，最后充满无色气体(O2)。
(3)试管中充满气体时，根据氮原子守恒，n(HNO3)＝n(气体)＝×10－3mol，c(HNO3)＝
＝ mol·L－1。
16．(8分)如图所示，向盛有3.0 mL NO的试管中缓缓通入1.5 mL O2(所有气体体积均在标准状况下测定)。

试回答下列问题：
(1)写出观察到的现象(可不写满，也可补充)：
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
(2)最终试管中剩余的气体是________，其体积为________。
答案：(1)①试管内的无色气体变为红棕色　②试管内液面上升　③试管内剩余无色气体　(2)NO　1.0 mL
解析：(1)NO遇O2迅速反应生成NO2：2NO＋O2===2NO2，然后NO2与水反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，导致试管中的液面上升，最终剩余的气体是无色的NO。
(2)将(1)中两个反应合并可得：
4NO　＋　2H2O＋3O2===4HNO3
4 3
V(NO) 1.5 mL
解得V(NO)＝2.0 mL，故最终试管内剩余NO气体，其体积为1.0 mL。
17．(8分)形成酸雨的原理之一可简单表示如下：

回答下列问题：
(1)酸雨的pH________(填“>”、“<”或“＝”)5.6。
(2)D物质的化学式为________。
(3)反应②的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)现有某地含C的酸雨水样1 m3，其中c(H＋)＝0.005 mol·L－1，若用生石灰处理该水样至中性，理论上需生石灰________kg。
答案：(1)<　(2)H2SO3　(3)2SO2＋O22SO3　(4)0.14
解析：由图可知，A为SO2，B为SO3，C为H2SO4，D为H2SO3。
(4)CaO～H2SO4～2H＋
0．056 kg 2 mol
m(CaO) 0.005 mol·L－1×103 L
解得m(CaO)＝0.14 kg。

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

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