氮气与氮的固定-一氧化氮和二氧化氮(精练)-(人教版必修第二册)解析.docx

5.2.1 氮气与氮的固定一氧化氮和二氧化氮【合格性测试】1关于氮气的性质的说法中，错误的是()A氮在自然界中既以游离态存在又以化合态存在B通常情况下，氮气性质很不活泼C可在氧气中燃烧生成一氧化氮D在反应3MgN2Mg3N2中N2作氧化剂【答案】C【解析】通常情况下氮气的性质很不活泼，不具有可燃性，在放电或高温条件下，能跟氧气反应。2最新的病毒学研究证实，一氧化氮对SARS病毒有直接抑制作用。下列关于一氧化氮的叙述正确的是()A一氧化氮是一种红棕色气体B常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合C一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到D一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集 【答案】C【解析】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。3已知某厂排放的尾气中NO、NO2的体积比为11，该厂采用NaOH溶液来处理该尾气，处理后所得溶液中只有一种含氮的钠盐。则该含氮的钠盐中，氮元素的化合价为()A3 B1 C3 D5【答案】C【解析】体积比为11的NO、NO2通入NaOH溶液中只生成一种产物，反应后的化合价应介于2价和4价之间，应为3价，发生反应的化学方程式为NONO22NaOH=2NaNO2H2O。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，充分放置后的现象如图所示。其中原试管充满NO2的是()【答案】B【解析】NO不溶于水，对应D项；SO2易溶于水，对应A项；NO2与水发生反应3NO2H2O=2HNO3NO，试管剩余的气体，对应B项；根据化学方程式Cl2H2O=HClHClO和2HClO2HClO2可知，充分反应后剩余的气体是O2，且Cl2与O2之间满足关系式2Cl2O2，对应C项。5将盛有N2和NO2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()A11 B12 C13 D31【答案】C【解析】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。设原混合气体的体积为VNO2的体积为x，根据差量法求解：3NO2H2O=2HNO3NOV减3 1 2x 解得：x，V(N2)V，故。6将盛有N2和NO2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()A11 B12 C13 D31【答案】C【解析】设NO2的体积为x，N2的体积为(1x)，由题意结合化学方程式3NO2H2O=2HNO3NO，可得x(1x)，x，1x，N2和NO2的体积比为13。7酸雨形成的最主要原因是()A森林遭乱砍滥伐，破坏了生态平衡B工业上大量燃烧含硫燃料C大气中二氧化碳的含量增多D汽车排出大量尾气【答案】B【解析】空气中硫的氧化物和氮的氧化物随雨水降下就形成酸雨。酸雨的形成主要是由于空气中SO2和NOx的增多。在我国主要是SO2的增多。空气中SO2的主要来源是化石燃料(煤和石油产品)的燃烧；含硫矿石的冶炼；硫酸、磷肥、纸浆厂的工业废气。目前，由于汽车用的燃料汽油、柴油等都经过了脱硫处理，所以形成酸雨的最主要原因是工业上大量燃烧含硫燃料。8将盛有12 mL NO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2 mL无色气体，则原混合气体中O2的体积和剩余的2 mL气体可能分别是()A1.2 mL，NO B2.4 mL，O2C3.5 mL，O2 D4 mL，NO【答案】A【解析】解题依据的化学反应原理为4NO2O22H2O=4HNO33NO2H2O=2HNO3NO设O2的体积为x。剩余的气体有两种可能：若剩O2，则V剩x(12 mLx)2 mL，解得x4 mL，B、C不正确。若剩NO，则V剩(12 mLx)4x2 mL，解得x1.2 mL，D不正确。 【等级性测试】1不能实现下列物质间直接转化的元素是()A碳 B氮 C硫 D铝【答案】D【解析】A项，碳可以先生成一氧化碳，后生成二氧化碳，再和水反应生成酸，正确；B项，氮气和氧气反应生成一氧化氮，后生成二氧化氮，和水反应时生成硝酸，正确；C项，硫和氧气反应生成二氧化硫，后和氧气反应生成三氧化硫，再和水反应生成硫酸，正确；D项，铝的氧化物只有氧化铝，错误。2.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，防治SO2污染B实施绿化工程，防止扬尘污染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，增加化石燃料的供应量【答案】D【解析】A、B、C都是可采取的措施，在D中，若加大不可再生资源石油、煤的开采，会造成资源缺乏，同时会使空气中SO2、NOx的含量增加。3硝酸工业尾气中含有高浓度的NO和NO2，它们都是大气的重要污染物。已知某厂排放的尾气中NO、NO2的体积比为11，该厂采用NaOH溶液来处理该尾气，处理后所得溶液中只有一种含氮的钠盐。则该含氮的钠盐中，氮元素的化合价为()A3 B1 C3 D5【答案】C【解析】设该含氮钠盐中氮元素的化合价为x价，NO、NO2在NaOH溶液中发生氧化还原反应生成含氮元素的钠盐，根据得失电子守恒，推知x24x，解得x3。4.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，原来试管中盛装的不可能是什么气体()A氮气与二氧化氮的混合气体B氧气与二氧化氮的混合气体C一氧化氮与二氧化氮的混合气体D二氧化氮一种气体【答案】A【解析】氮气不溶于水，在溶液中不能与氧气反应，水不能完全充满试管；氧气与二氧化氮混合倒立水面通入氧气，混合气体完全溶解，水充满试管； 一氧化氮与二氧化氮混合倒立水面通入氧气，气体完全溶解，水充满试管；二氧化氮倒立水面通入氧气，气体完全溶解，水充满试管。5工业废气中氮氧化物是主要污染物，为了治理污染，常通入NH3，发生反应NOxNH3N2H2O。现有NO、NO2的混合气体3 L，用同温同压下3.5 L NH3使其恰好完全转化为N2，则混合气体中NO、NO2的物质的量之比为()A11 B13 C21 D14【答案】B【解析】在相同条件下体积比等于物质的量之比，设混合气体中NO、NO2的物质的量分别是x mol和y mol，则xy3。根据得失电子守恒可知2x4y3.53，解得x0.75、y2.25，因此混合气体中NO、NO2的物质的量之比为13。6在一定条件下，将6体积的NO2和一定体积的NO置于试管中，并将试管倒置于水中，当通入4.5体积的O2充分反应后，剩余1.5体积气体，则原NO体积可能为()3体积4体积5体积5.5体积2体积A BC或 D或【答案】C【解析】本题的关键在于理解剩余的1.5体积气体，可能是一氧化氮，也有可能是氧气。若是一氧化氮，则氧气全部反应，二氧化氮完全反应用掉了1.5体积氧气，剩余3体积应该被一氧化氮消耗，所以一氧化氮体积为4体积1.5体积5.5体积；若剩余的为氧气，则这过程中一氧化氮消耗的氧气为1.5体积，所以一氧化氮的体积是2体积。7某化学学习小组为探究NO2和SO2的反应，特进行如下实验(如下图所示)。(1)图1两集气瓶中_(填“上”或“下”)瓶颜色深。(2)图2中反应的现象是_。(3)图3中“有红棕色气体产生”说明SO2和NO2反应的产物中有_，说明NO2在该反应中显_性。(4)由图2和图3中的现象写出NO2和SO2反应的化学方程式：_。【答案】(1)下(2)两气体混合后，颜色消失(3)NO氧化(4)NO2SO2=NOSO3【解析】图3中反应生成的气体遇空气显红棕色，说明图2中反应生成了NO，即NO2和SO2反应，NO2转化为NO，表现氧化性，而SO2则表现还原性，被氧化，S元素化合价升高，只能变成6价，应转化为SO3。8为了探究气态氧化物(SO2、NO2)的性质，某同学设计了一组实验：用三只集气瓶收集满二氧化硫、二氧化氮气体，然后将其倒置在水槽中。分别缓慢通入适量O2或Cl2，如图A、B、C所示。一段时间后，A、B装置的集气瓶中充满溶液，C装置的集气瓶中还有气体剩余。(1)写出装置B中反应的离子方程式：_。(2)假设该实验条件下，气体摩尔体积为a Lmol1。则装置A的集气瓶中所得溶液溶质的物质的量浓度为_。(假设瓶内液体不扩散)(3)通入氧气前在C装置的水槽里滴加几滴紫色石蕊溶液，观察到的现象是_，通入氧气后，可能观察到的实验现象是_，写出反应的总化学方程式：_。【答案】(1)Cl2SO22H2O=4H2ClSO(2) molL1(3)溶液呈浅红色溶液红色加深2SO2O22H2O=2H2SO4【解析】NO2和O2，SO2和Cl2按一定比例可完全溶解于水中形成溶液4NO2O22H2O=4HNO3，SO2Cl22H2O=2HClH2SO4，而SO2溶于水只有部分SO2与水反应SO2H2OH2SO3，很少量的H2SO3消耗很少量的O2,2H2SO3O2=2H2SO4。 (2)设充满NO2的集气瓶容积为V L，n(NO2) mol，倒置于水槽中通入O2形成 mol HNO3，溶液体积也为V L，故集气瓶中HNO3浓度为：c(HNO3) molL1。(3)H2SO3是弱酸，滴加紫色石蕊溶液显浅红色，通入氧气后，H2SO3被氧化为H2SO4，酸性增强，石蕊溶液所显红色变深。总反应为2SO2O22H2O=2H2SO4。9下表是某城市某日空气质量报告：污染指数首要污染物空气质量级别空气质量状况55SO2良该市某校研究性学习小组对表中首要污染物SO2导致酸雨的成因进行探究。实验一：用下图所示装置进行实验。(1)A装置的作用是_。(2)实验过程中，B装置内石蕊试纸的颜色没有发生变化，C装置内湿润的蓝色石蕊试纸变成_色，说明SO2与水反应生成一种酸。(3)D装置的作用是_，写出反应的化学方程式_。实验二：(4)往盛有水的烧杯中通入SO2气体，测得所得溶液的pH_(填“”“”或“”)7，然后每隔1 h测定其pH，发现pH逐渐变小，直至恒定。说明烧杯中溶液被空气中的氧气最终氧化成_。(5)查阅资料：SO2形成酸雨的另一途径：SO2与空气中的O2在飘尘的作用下反应生成SO3，SO3溶于降水生成H2SO4。在此过程中飘尘作_。探究结论：SO2与空气中的氧气、水反应生成硫酸而形成酸雨。该市可能易出现酸雨。(6)酸雨造成的危害是：_。(7)汽车排放的尾气，硝酸、化肥等工业生产排出的废气中都含有氮的氧化物，氮的氧化物溶于水最终转化为_，是造成酸雨的另一主要原因。(8)提出建议：该市汽车数量剧增，为了减少汽车尾气造成的污染，建议市政府推广使用混合型汽油，即往汽油中按一定比例加入_(填“水”或“乙醇”)。【答案】(1)干燥(2)红(3)吸收SO2气体SO22NaOH=Na2SO3H2O(4)硫酸(5)催化剂(6)腐蚀建筑物或金属制品(7)硝酸(8)乙醇【解析】(1)浓硫酸有吸水性，可以吸收二氧化硫中的水蒸气，所以浓硫酸的作用为：干燥二氧化硫气体。(2)装置B内蓝色石蕊试纸虽然与二氧化硫气体接触，但却不变色，可以说明二氧化硫气体不能使干燥的蓝色试纸变色；C装置内二氧化硫与水形成亚硫酸，酸能使湿润的蓝色石蕊试纸变红色。(3)为了防止二氧化硫污染空气，用氢氧化钠溶液吸收；反应的化学方程式是SO22NaOH=Na2SO3H2O。(4)SO2与空气中的O2在飘尘的作用下反应生成SO3，而飘尘的质量和性质在反应前后不发生变化，说明此过程中飘尘作催化剂。(7)氮的氧化物在空气中：2NOO2=2NO2,3NO2H2O=2HNO3NO,4NO2O22H2O=4HNO3，4NO3O22H2O=4HNO3，所以氮的氧化物溶于水最终转化为硝酸。