2024-2025學(xué)年高中化學(xué)專題4硫氮和可持續(xù)發(fā)展2-1氮氧化物的產(chǎn)生與轉(zhuǎn)化課時(shí)作業(yè)含解析蘇教版必修1

PAGEPAGE8課時(shí)作業(yè)27氮氧化物的產(chǎn)生與轉(zhuǎn)化時(shí)間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(每小題4分，共48分)1．火箭運(yùn)用偏二甲肼作燃料，四氧化二氮作氧化劑。引燃后產(chǎn)生的高溫氣體主要有CO2、H2O、NO、N2，但在衛(wèi)星放射現(xiàn)場(chǎng)卻看到火箭尾部噴出大量紅煙，產(chǎn)生紅煙的緣由是(B)A．高溫下N2遇空氣生成NO2B．NO遇空氣生成NO2C．CO2和NO反應(yīng)生成NO2和COD．H2O和NO反應(yīng)生成H2和NO2解析：NO與空氣中的氧氣相遇，即可快速地發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成NO2，NO2是一種紅棕色，具有刺激性氣味的有毒氣體。反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO＋O2=2NO2。故選B。2．下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化必需加入氧化劑且通過一步反應(yīng)就能完成的是(C)①N2→NO2②NO2→NO③NO2→HNO3④N2→NO⑤N2→NH3A．①B．②⑤C．④D．③④解析：該題有兩個(gè)要求：(1)必需加入氧化劑；(2)通過一步反應(yīng)就能完成。①③④從化合價(jià)角度來看氮的化合價(jià)都上升，但①N2→NO2不能通過一步反應(yīng)完成；而③NO2→HNO3不加氧化劑也能完成，如3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，在該反應(yīng)中，NO2既是氧化劑又是還原劑；只有④N2→NO必需加入氧化劑且通過一步反應(yīng)就能完成，如N2＋O2eq\o(=,\s\up17(放電或高溫))2NO。3．下列有關(guān)環(huán)境問題的因果關(guān)系錯(cuò)誤的是(A)選項(xiàng)緣由結(jié)果A植樹造林溫室效應(yīng)BSO2和NO2大量排放酸雨C汽車尾氣的排放光化學(xué)煙霧D含氮、磷等生活廢水的大量排放赤潮解析：溫室效應(yīng)是由CO2引起的，植樹造林能降低大氣中的CO2濃度，緩解溫室效應(yīng)；B項(xiàng)，SO2和NO2等酸性氣體的大量排放，會(huì)導(dǎo)致酸雨；C項(xiàng)，汽車尾氣中含氮氧化物、碳?xì)浠衔?，可引起光化學(xué)煙霧；D項(xiàng)，氮、磷等養(yǎng)分元素可使水體富養(yǎng)分化，引起赤潮。4．四支試管中分別充溢NO、SO2、NO2、Cl2中的一種，把它們分別倒立于盛有水的水槽中，放置一段時(shí)間后的現(xiàn)象如圖所示。其中原試管充溢NO2的是(B)解析：NO2溶于水的反應(yīng)為3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，故放置一段時(shí)間后試管內(nèi)的氣體約占試管體積的eq\f(1,3)，B項(xiàng)符合題意。5．2012年中國(guó)汽車銷量大幅增長(zhǎng)，同時(shí)也帶來了嚴(yán)峻的空氣污染。汽車尾氣裝置中，氣體在催化劑表面吸附與解吸的過程如圖所示，下列說法正確的是(D)A．反應(yīng)中NO為氧化劑，N2為氧化產(chǎn)物B．汽車尾氣的主要污染成分包括CO、NO和N2C．NO和O2必需在催化劑表面才能反應(yīng)D．催化轉(zhuǎn)化總反應(yīng)為2NO＋O2＋4COeq\o(=,\s\up17(催化劑))4CO2＋N2解析：依據(jù)題圖可知，在沒有催化劑的狀況下，NO首先與O2反應(yīng)生成NO2：2NO＋O2=2NO2①；NO2具有較強(qiáng)的氧化性，CO具有還原性，二者在催化劑表面發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CO2和N2：2NO2＋4COeq\o(=,\s\up17(催化劑))N2＋4CO2②；反應(yīng)①＋反應(yīng)②可得催化轉(zhuǎn)化總反應(yīng)：2NO＋O2＋4COeq\o(=,\s\up17(催化劑))4CO2＋N2，在此反應(yīng)中，NO、O2是氧化劑，N2是還原產(chǎn)物，CO2既是氧化產(chǎn)物，又是還原產(chǎn)物，A錯(cuò)誤，D正確；N2不是汽車尾氣排放的污染物，B錯(cuò)誤；NO在常溫下就可以和O2反應(yīng)轉(zhuǎn)化為NO2，C錯(cuò)誤。6．某集氣瓶里的氣體呈紅棕色，加入足量水，蓋上玻璃片，振蕩，得橙色溶液，氣體顏色消逝，再打開玻璃片后，瓶中氣體又變?yōu)榧t棕色，該氣體可能是下列混合氣中的(A)A．N2、NO2、Br2 B．NO2、NO、N2C．NO2、O2、NO D．N2、O2、Br2解析：集氣瓶?jī)?nèi)氣體呈紅棕色，可能含溴蒸氣或NO2氣體，加水后原氣體紅棕色消逝，溶液呈橙色，說明混合氣中肯定含溴蒸氣；打開玻璃片后瓶中氣體又變?yōu)榧t棕色，說明溶于水后的氣體中含NO，NO可能是原混合氣體的組成成分，也可能是由3NO2＋H2O=2HNO3＋NO而來，對(duì)比題中選項(xiàng)可知A項(xiàng)正確。7.(雙選)如圖所示，試管中盛裝的是紅棕色氣體(可能是混合物)，當(dāng)?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r(shí)，試管內(nèi)水面上升，但不能充溢試管，當(dāng)向試管內(nèi)鼓入氧氣后，可以視察到試管中水柱接著上升，經(jīng)過多次重復(fù)后，試管內(nèi)完全被水充溢，對(duì)原試管中盛裝氣體的說法正確的是(BC)A．可能是N2與NO2的混合氣體B．可能是NO2氣體C．可能是NO與NO2的混合氣體D．只可能是NO2一種氣體8．將3mol的NO2氣體依次通入下列三個(gè)分別裝有足量①NaHCO3飽和溶液，②濃H2SO4，③Na2O2的裝置后，用排水法把殘留氣體收集起來，則收集到的氣體是(同溫、同壓下測(cè)定)(D)A．1molNOB．1molNO2和0.05molO2C．2molO2D．0.25molO2解析：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO由此可知有1molNO產(chǎn)生，有2molHNO3生成，依據(jù)HNO3＋NaHCO3=NaNO3＋H2O＋CO2↑可知，2molHNO3與足量NaHCO3反應(yīng)有2molCO2產(chǎn)生。2CO2＋2Na2O2=2NaCO3＋O2由此可知有1molO2產(chǎn)生，此時(shí)剩余氣體為1molNO和1molO2。用排水法收集時(shí)，發(fā)生如下反應(yīng)：4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3。由此可知最終剩余0.25molO2，故選D。9．如圖所示，兩個(gè)連通容器用活塞分開，左右兩室(體積相同)各充入肯定量NO和O2，且恰好使兩容器內(nèi)氣體密度相同。打開活塞，使NO與O2充分反應(yīng)。下列推斷正確的是(不考慮NO2轉(zhuǎn)化為N2O4)(C)A．起先時(shí)左右兩室分子數(shù)相同B．反應(yīng)前后NO室壓強(qiáng)相同C．最終容器內(nèi)氣體密度與原來相同D．最終容器內(nèi)無O2存在解析：兩邊容器的體積相同，密度相同，則氣體的質(zhì)量相同，因?yàn)槎叩哪栙|(zhì)量不同，所以氣體的物質(zhì)的量不同，分子數(shù)不同，A錯(cuò)誤；因?yàn)閮蛇厷怏w分子數(shù)不同，所以壓強(qiáng)不同，又因?yàn)榘l(fā)生反應(yīng)2NO＋O2=2NO2，反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量減小，NO室壓強(qiáng)減小，B錯(cuò)誤；依據(jù)質(zhì)量守恒分析，氣體總質(zhì)量不變，容器的總體積不變，所以氣體密度與原來相同，C正確；二者質(zhì)量相同，因?yàn)橐谎趸脱鯕獾哪栙|(zhì)量之比為3032＝1516，所以一氧化氮和氧氣的物質(zhì)的量之比為1615，二者按物質(zhì)的量之比為21反應(yīng)，所以氧氣有剩余，D錯(cuò)誤。10．下列有關(guān)NO、NO2的說法不正確的是(B)A．NO2是紅棕色氣體，易溶于水，不屬于酸性氧化物B．NO可以用排水法收集，但不能由N2和O2化合得到C．NO、NO2在肯定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，且二者都是引起光化學(xué)煙霧的大氣污染物D．NO、NO2都有毒，且NO是汽車尾氣的有害成分之一解析：A項(xiàng)，NO2是紅棕色氣體，易溶于水，由于NO2與堿反應(yīng)不能生成對(duì)應(yīng)的鹽和水，因此NO2不是酸性氧化物，正確；B項(xiàng)，NO難溶于水，可以用排水法收集，在放電條件下NO可由N2和O2化合得到，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，NO與氧氣反應(yīng)會(huì)生成NO2，NO2溶于水會(huì)生成HNO3和NO，因此二者可以相互轉(zhuǎn)化，且二者都是引起光化學(xué)煙霧的大氣污染物，正確；D項(xiàng)，NO、NO2都有毒，且汽車發(fā)動(dòng)時(shí)，在電火花作用下N2和O2化合會(huì)產(chǎn)生NO，正確。11．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將4.48LNO2和NO組成的混合氣體通入100mL水中，氣體體積縮小為2.24L。假設(shè)液體的體積不變，則下列說法不正確的是(C)A．所得溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為1.0mol·L－1B．剩余氣體中氮元素與氧元素的質(zhì)量比為78C．原混合氣體中NO2和NO的體積比為11D．反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)約為0.1×6.02×1023解析：NO2與H2O反應(yīng)：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，已知?dú)怏w體積縮小2.24L，則原混合氣體中含有3.36LNO2和1.12LNO，二者的物質(zhì)的量之比等于體積之比為31，C項(xiàng)不正確；反應(yīng)生成0.1molHNO3，其物質(zhì)的量濃度為1.0mol·L－1，A項(xiàng)正確；剩余氣體為NO，其中氮元素與氧元素的質(zhì)量比為78，B項(xiàng)正確；該反應(yīng)是歧化反應(yīng)，生成0.1molHNO3時(shí)，轉(zhuǎn)移0.1mol電子，D項(xiàng)正確。12．相同條件下，把xmLCO2通過足量的Na2O2后再與ymLNO混合。x與y之和為30。若充分反應(yīng)后氣體的體積縮小為15mL，則xy為(D)①11②21③54④75A．僅①B．僅②C．僅③D．①②③④解析：依據(jù)題中信息可寫出化學(xué)方程式：2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O2①，2NO＋O2=2NO2②。由①＋②得2CO2＋2NO＋2Na2O2=2Na2CO3＋2NO2③。依據(jù)①②③進(jìn)行分析：(1)若V(CO2)＝V(NO)，相當(dāng)于反應(yīng)恰好按③式進(jìn)行，即反應(yīng)后V(總)＝eq\f(1,2)[V(CO2)＋V(NO)]。(2)若V(CO2)>V(NO)，相當(dāng)于反應(yīng)按③式進(jìn)行后，剩余CO2按①式進(jìn)行，即反應(yīng)后V(總)＝eq\f(1,2)[V(CO2)＋V(NO)]。(3)若V(CO2)<V(NO)，相當(dāng)于反應(yīng)按③式進(jìn)行后，剩余NO不再改變，即反應(yīng)后V(總)>eq\f(1,2)[V(CO2)＋V(NO)]。綜上所述，當(dāng)x≥y時(shí)，充分反應(yīng)后氣體的體積縮小為原來的eq\f(1,2)，本題選D。二、非選擇題(共52分)13.(12分)利用如圖所示的裝置收集以下8種氣體：①H2，②Cl2，③O2，④HCl，⑤NH3，⑥NO，⑦SO2，⑧NO2。(1)若燒瓶是干燥的，則由B口進(jìn)氣，可收集的氣體是②③④⑦⑧，若由A口進(jìn)氣，可收集的氣體有①⑤。(2)若在燒瓶?jī)?nèi)充溢水，可收集的氣體有①③⑥，氣體應(yīng)由A口進(jìn)入。(3)若燒瓶中裝入適量濃硫酸，可以用它來干燥的氣體有①②③④⑥⑦⑧，氣體應(yīng)由B口進(jìn)入。解析：(1)從B口進(jìn)氣是收集密度比空氣大的氣體，若從A口進(jìn)氣則收集密度比空氣小的氣體，用排氣法收集的氣體必需與O2不反應(yīng)，且密度與空氣密度相差較大。(2)若用排水法收集，則氣體必需不溶于水，應(yīng)從A口進(jìn)。(3)若用濃H2SO4干燥氣體，必需從B口進(jìn)氣。對(duì)于同一個(gè)裝置，從不同的角度去諦視可能有不同的作用。加強(qiáng)學(xué)生思維的敏捷性和開放性是思維訓(xùn)練的重要方面，是打破思維定勢(shì)的有效方式。14．(16分)中國(guó)科學(xué)院官方微信于2024年3月發(fā)表《陰霾專題》，提出陰霾中細(xì)顆粒物的成因，部分分析如下圖所示。(1)依據(jù)上圖信息可以看出，下列哪種氣體污染物不是由機(jī)動(dòng)車行駛造成的a。a．SO2b．NOxc．VOCsd．NH3(2)機(jī)動(dòng)車大量行駛是污染源之一。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣熄燃限制系統(tǒng)主要工作原理如圖所示；寫出熄燃過程中NO發(fā)生的主要反應(yīng)的方程式：2NO＋O2=2NO2。(3)科學(xué)家經(jīng)過探討發(fā)覺中國(guó)霾呈中性，其主要緣由如下圖所示：請(qǐng)推斷A的化學(xué)式并說明推斷理由：SOeq\o\al(2－,4)，因?yàn)榉磻?yīng)之前S為＋4價(jià)，NO2中的N為＋4價(jià)，反應(yīng)之后HONO中N元素為＋3價(jià)，氮元素化合價(jià)降低，則必有元素化合價(jià)上升，綜合推斷，應(yīng)是S元素化合價(jià)從＋4價(jià)上升到＋6價(jià)，在液體中應(yīng)以SOeq\o\al(2－,4)形式存在。(4)煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx，采納NaClO2溶液作為汲取劑可同時(shí)對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫、脫硝。將含有SO2和NOx的煙氣通入盛有NaClO2溶液的反應(yīng)器中，反應(yīng)一段時(shí)間后，測(cè)得溶液中離子濃度的有關(guān)數(shù)據(jù)如下(其他離子忽視不計(jì))：離子Na＋SOeq\o\al(2－,4)NOeq\o\al(－,3)H＋Cl－濃度/(mol·L－1)5.5×10－38.5×10－4y2.0×10－43.4×10－3①SO2和NaClO2溶液反應(yīng)的離子方程式是2SO2＋ClOeq\o\al(－,2)＋2H2O=2SOeq\o\al(2－,4)＋Cl－＋4H＋。②表中y＝6×10－4。解析：(1)依據(jù)圖中信息可以看出機(jī)動(dòng)車行駛造成的污染有NOx、VOCs、NH3，SO2不是由機(jī)動(dòng)車行駛造成的。(2)熄燃過程中NO被氧氣氧化生成NO2，發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO＋O2=2NO2。(4)①SO2和NaClO2溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸根離子和氯離子，依據(jù)得失電子守恒、電荷守恒以及原子守恒可知反應(yīng)的離子方程式是2SO2＋ClOeq\o\al(－,2)＋2H2O=2SOeq\o\al(2－,4)＋Cl－＋4H＋。②由于溶液呈中性，則表中y＝5.5×10－3＋2.0×10－4－3.4×10－3－2×8.5×10－4＝6×10－4。15．(12分)某探討性學(xué)習(xí)小組的一個(gè)課題是“NO2是否支持木條的燃燒？”由于試驗(yàn)室中沒有現(xiàn)成的NO2氣體，該小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了兩種方案(圖中鐵架臺(tái)等夾持儀器已略去)：Ⅰ.試驗(yàn)裝置如圖甲所示。(1)硝酸銅固體加熱分解的產(chǎn)物有氧化銅、二氧化氮和氧氣。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Cu(NO3)2eq\o(=,\s\up17(△))2CuO＋4NO2↑＋O2↑。(2)當(dāng)集氣瓶中充溢紅棕色氣體時(shí)，木條復(fù)燃。有的同學(xué)得出“NO2能支持木條的燃燒”的結(jié)論。你認(rèn)為這一結(jié)論是否正確？正確(填“正確”或“不正確”)，理由是Cu(NO3)2分解產(chǎn)生的O2的體積分?jǐn)?shù)與空氣中O2的體積分?jǐn)?shù)相等，但空氣不能使帶火星的木條復(fù)燃，所以NO2能支持燃燒。Ⅱ.試驗(yàn)裝置如圖乙所示。(1)寫出濃硝酸受熱分解的化學(xué)方程式：4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up17(△))4NO2↑＋O2↑＋2H2O。(2)試驗(yàn)起先后木條上的火星漸漸熄滅，有的同學(xué)提出“NO2不能支持木條的燃燒”的結(jié)論。你認(rèn)為這一結(jié)論是否正確？不正確(填“正確”或“不正確”)，理由是可能是由于產(chǎn)生大量的水蒸氣所致。解析：Ⅰ.(1)硝酸銅固體加熱分解的產(chǎn)物有氧化銅、二氧化氮和氧氣，所以該反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Cu(NO3)2eq\o(=,\s\up17(△))2CuO＋4NO2↑＋O2↑。(2)2Cu(NO3)2eq\o(=,\s\up17(△))2CuO＋4NO2↑＋O2↑，該反應(yīng)中氧氣占總氣體體積的五分之一，與空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)基本相同，若NO2不支持燃燒，則木條不會(huì)復(fù)燃，依據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)象知，二氧化氮支持燃燒，故結(jié)論正確。Ⅱ.(1)濃硝酸具有強(qiáng)揮發(fā)性，且不穩(wěn)定，在加熱條件下能分解生成二氧化氮、氧氣和水，化學(xué)方程式為4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up17(△))4NO2↑＋O2↑＋2H2O。(2)該反應(yīng)的反應(yīng)條件是加熱，加熱過程中有水蒸氣生成，產(chǎn)生的大量水蒸氣阻礙了NO2的助燃，導(dǎo)致NO2不能支持木條的燃燒的假象，所以結(jié)論不正確。16．(12分)為了探究幾種氣態(tài)氧化物的性質(zhì)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了以下試驗(yàn)：用三只集氣瓶收集二氧化硫、二氧化氮?dú)怏w，倒置在水槽中。然后，分別緩慢通入適量氧氣或氯氣，如圖所示。一段時(shí)間后，A、B裝置中集氣瓶充溢溶液，C裝置中集氣瓶里還有氣體。(1)假如裝置A中通入的氧氣恰好使液體充溢集氣瓶，假設(shè)瓶?jī)?nèi)液體不擴(kuò)散。①寫出A中總反應(yīng)的化學(xué)方程式：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3；該試驗(yàn)對(duì)工業(yè)上生產(chǎn)硝酸的啟示是在汲取塔里充入足量空氣。②假設(shè)該試驗(yàn)條件下，氣體摩爾體積為aL·mol－1，集氣瓶中溶液