2024-2025學年高中化學第四章非金屬及其化合物3-2氮的氧化物課時作業(yè)含解析新人教版必修1

PAGEPAGE8氮的氧化物時間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(每小題4分，共48分)1．下列關(guān)于NO和NO2的敘述正確的是(C)A．NO是一種紅棕色氣體B．常溫常壓下，NO不能與空氣中的氧氣干脆化合C．含等質(zhì)量的氧元素的NO和CO的物質(zhì)的量相等D．NO2可用排水法收集解析：NO是無色的氣體。常溫常壓下，NO易與空氣中的氧氣干脆化合生成NO2。NO2能與水反應，故不能用排水法收集。2．下列因果關(guān)系不正確的是(A)選項緣由結(jié)果A植樹造林溫室效應BSO2和NO2的大量排放酸雨C汽車尾氣的排放光化學煙霧D含氮、磷等生活廢水的大量排放赤潮解析：A項，溫室效應是CO2的大量排放導致的，植樹造林可降低空氣中CO2的濃度，緩解溫室效應，A項錯誤。3．NO2可以用氫氧化鈉溶液汲取，或在確定條件下與氨氣反應，使之轉(zhuǎn)化為無污染的物質(zhì)。發(fā)生反應的化學方程式分別為2NO2＋2NaOH=M＋NaNO3＋H2O,8NH3＋6NO2eq\o(=,\s\up15(確定條件))7X＋12H2O。則M、X代表的物質(zhì)的化學式分別為(A)A．NaNO2、N2B．HNO2、N2C．NO、HNO3D．N2、N2解析：依據(jù)得失電子守恒、原子守恒綜合推斷可知，M為NaNO2、X為N2，A項正確。4.如圖所示，夾子起先處于關(guān)閉狀態(tài)，將液體A滴入試管②與氣體B充分反應，打開夾子，可發(fā)覺試管①內(nèi)的水立即沸騰了。則液體A和氣體B的組合不行能是下列的(C)A．氫氧化鈉溶液、二氧化碳B．水、氯化氫C．氫氧化鈉溶液、一氧化氮D．水、二氧化氮解析：NaOH溶液能汲取CO2氣體，打開夾子時，①中的氣體進入②中，從而使得①中的壓強減小，水的沸點降低，水沸騰了，A不符合題意；氯化氫易溶解于水，打開夾子時，①中的氣體進入②中，從而使得①中的壓強減小，水的沸點降低，水沸騰了，B不符合題意；NO與NaOH溶液不發(fā)生化學反應，裝置內(nèi)的壓強不變，水不會沸騰，C符合題意；NO2能溶于水生成硝酸和NO：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，②中氣體削減，打開夾子時，①中的氣體進入②中，從而使得①中的壓強減小，水的沸點降低，水沸騰了，D不符合題意。5．將X氣體通入Y溶液中，試驗結(jié)果與預料的現(xiàn)象一樣的組合是(已知HNO3有強氧化性)(D)A.只有①②③ B．只有①②④C．只有①③④ D．①②③④解析：①二氧化碳和碳酸鈉反應生成碳酸氫鈉，碳酸氫鈉的溶解度小于碳酸鈉的溶解度，所以向飽和的碳酸鈉溶液中通入過量的二氧化碳發(fā)生反應：Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3↓，會出現(xiàn)白色沉淀，故①正確；②SO2通入水中生成H2SO3，溶液呈酸性，NOeq\o\al(－,3)在酸性條件下具有強氧化性，可發(fā)生反應：3SO2＋2H2O＋2NOeq\o\al(－,3)＋3Ba2＋=3BaSO4↓＋4H＋＋2NO↑，會出現(xiàn)白色沉淀，故②正確；③氯氣與水反應，發(fā)生反應：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，氯離子和銀離子發(fā)生反應：Ag＋＋Cl－=AgCl↓，會出現(xiàn)白色沉淀，故③正確；④氨水是弱堿，不能溶解氫氧化鋁，氯化鋁溶液加入過量氨水的反應方程式為AlCl3＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4Cl，會出現(xiàn)白色沉淀，故④正確。6．同溫同壓下，在3支相同體積的試管中分別充有等體積混合的2種氣體，它們是①NO和NO2，②NO2和O2，③NH3和N2?，F(xiàn)將3支試管均倒置于水槽中，充分反應后，試管中剩余氣體的體積分別為V1、V2、V3，則下列關(guān)系正確的是(B)A．V1>V2>V3B．V1>V3>V2C．V2>V3>V1D．V3>V1>V2解析：設(shè)試管體積為VL。①中eq\f(1,2)VLNO2發(fā)生反應3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，生成NO氣體eq\f(V,6)L，加上原來的NOeq\f(V,2)L，為eq\f(2,3)VL；②中發(fā)生反應4NO2＋2H2O＋O2=4HNO3，剩余O2eq\f(3V,8)L；③中氨氣全部溶解，剩余N2eq\f(V,2)L。7．硝酸工業(yè)尾氣中的NO、NO2進入大氣后，會形成光化學煙霧、破壞臭氧層等?？捎脷溲趸c溶液對含氮氧化物的廢氣進行處理，反應的化學方程式如下：NO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O、2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O，氨也可以用來處理氮氧化物。例如，氨與一氧化氮可發(fā)生如下反應：4NH3＋6NOeq\o(=,\s\up15(催化劑),\s\do15(△))5N2＋6H2O，將確定量NO和NO2的混合氣體通入300mL5mol·L－1NaOH溶液中，恰好被完全汲取。下列說法不正確的是(C)A．原混合氣體中NO在標準狀況下的體積可能為16.8LB．所得溶液中NaNO3和NaNO2的物質(zhì)的量之比可能為12C．若用氨處理，所需氨在標準狀況下的體積可能為22.4LD．在用氨處理氮氧化物時，氮氧化物發(fā)生還原反應解析：300mL5mol·L－1NaOH溶液，含NaOH的物質(zhì)的量為1.5mol，若只發(fā)生反應NO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O，則n(NO)＝0.75mol，在標準狀況下的體積為16.8L，A正確；不確定NO和NO2的量，因為可能發(fā)生NO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O和2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O兩個反應，所以所得溶液中NaNO3和NaNO2的物質(zhì)的量之比可能為12，B正確；由上述分析可得V(NO)≤16.8L，若發(fā)生反應4NH3＋6NOeq\o(=,\s\up15(催化劑),\s\do15(△))5N2＋6H2O，則所需NH3在標準狀況下的體積≤16.8L×eq\f(4,6)＝11.2L，不行能為22.4L，C錯誤；反應4NH3＋6NOeq\o(=,\s\up15(催化劑),\s\do15(△))5N2＋6H2O中NO作氧化劑，被還原為N2，發(fā)生還原反應，D正確。8．將3mol的NO2氣體依次通入下列三個分別裝有足量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反應有2molCO2產(chǎn)生。2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O2由此可知有1molO2產(chǎn)生此時剩余氣體為1molNO和1molO2。用排水法收集時，發(fā)生如下反應：4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3。由此可知最終剩余0.25molO2，故選D。9．某燃煤發(fā)電廠的廢氣中有SO2，它是形成酸雨的因素之一，處理SO2一般用生石灰或類似物質(zhì)來汲取。如圖是處理該廢氣的裝置示意圖。下列說法不正確的是(D)A．此過程中既有分解反應，也有化合反應B．CaSO4既是氧化產(chǎn)物，又是還原產(chǎn)物C．運用此廢氣處理裝置可削減酸雨的形成D．理論上整個過程每轉(zhuǎn)移電子1mol，會對應生成1molCO2解析：碳酸鈣受熱生成氧化鈣和二氧化碳的反應屬于分解反應；二氧化硫與氧化鈣反應生成CaSO3為化合反應，此過程中既有分解反應，也有化合反應，A正確。整個過程中，二氧化硫與碳酸鈣和氧氣反應生成了硫酸鈣和二氧化碳，化學反應式可表示為2SO2＋2CaCO3＋O2=2CaSO4＋2CO2，CaSO4既是氧化產(chǎn)物，又是還原產(chǎn)物，B正確。二氧化硫是形成酸雨的重要物質(zhì)，經(jīng)過處理后能削減酸雨的形成，C正確。整個過程反應為2SO2＋2CaCO3＋O2=2CaSO4＋2CO2，二氧化硫中硫元素的化合價是＋4價，硫酸鈣中硫元素的化合價是＋6價，理論上整個過程每轉(zhuǎn)移電子2mol，會對應生成1molCO2，D錯誤。10．科學的假設(shè)和猜想是科學探究的先導和價值所在。在下列假設(shè)或猜想引導下的探究確定沒有意義的是(D)A．探究SO2和Na2O2反應可能有Na2SO4生成B．探究NO2可能被NaOH溶液完全汲取生成NaNO2、NaNO3和H2OC．探究向滴有酚酞試液的NaOH溶液中通入Cl2，溶液紅色褪去的緣由是溶液的酸堿性變更還是HClO的漂白作用D．探究NO和N2O可能化合生成NO2解析：NO中氮元素化合價為＋2價，N2O中氮元素化合價為＋1價，NO2中氮元素化合價為＋4價，三種物質(zhì)中氧元素化合價都為－2價，若NO和N2O化合生成NO2，則氮元素的化合價都上升，沒有元素化合價的降低，不符合氧化還原反應的本質(zhì)特征，故D項的探究沒有意義。11．常溫下，將充溢等體積混合氣體的試管倒立在水槽中，試管內(nèi)氣體體積不會明顯削減的是(A)①②③④⑤⑥NO、O2NO2、O2CO、O2NH3、O2Cl2、SO2N2、NOA.③⑥ B．④⑤C．②③ D．①④解析：NO、O2在水槽中發(fā)生反應4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3，導致試管內(nèi)氣體體積明顯削減，水面明顯上升；NO2、O2在水槽中發(fā)生反應4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，會導致試管內(nèi)氣體體積明顯削減，水面明顯上升；CO、O2在水槽中不發(fā)生反應，故試管內(nèi)氣體體積不會明顯削減；NH3、O2在水槽中不發(fā)生反應，但氨氣極易溶于水，會導致試管內(nèi)氣體體積明顯削減，水面明顯上升；Cl2、SO2在水槽中發(fā)生反應Cl2＋SO2＋2H2O=2HCl＋H2SO4，會導致試管內(nèi)氣體體積明顯削減，水面明顯上升；N2、NO在水槽中均不溶于水且不與水反應，故試管內(nèi)氣體體積不會明顯削減，則本題選A。12．在標準狀況下，把22.4LNO、NO2的混合氣體通入裝有1L水的密閉容器中，再向該容器中充入足量的O2，完全反應后(假設(shè)反應過程中液體體積不變)，容器中所得的溶液的物質(zhì)的量濃度為(B)A．無法計算 B．1mol·L－1C．0.5mol·L－1 D．1.5mol·L－1解析：本題中的NO、NO2在足量的氧氣條件下與水反應會全部生成HNO3，因此只要依據(jù)反應過程中的N元素守恒，就可以很簡潔地算出HNO3溶液的物質(zhì)的量濃度為1mol·L－1。二、非選擇題(共52分)13．(15分)下圖表示常見元素單質(zhì)及化合物相應轉(zhuǎn)化關(guān)系，部分反應的產(chǎn)物沒有全部列出。已知：B是一種黃綠色氣體，C在全部氣體中密度最小，D是一種堿；X、Y是生活中應用最為廣泛的金屬，F(xiàn)是一種紅棕色氧化物，常用作紅色油漆和涂料；Z為氣態(tài)氧化物。請回答下列問題：(1)氣體B具有氧化性(填“還原性”“氧化性”或“漂白性”)，反應②屬于四種基本反應類型中的置換反應。(2)有學生認為B與X反應的產(chǎn)物E不確定是純凈物。他認為產(chǎn)物中可能還有FeCl2(填化學式)，為驗證其猜想該同學設(shè)計了相關(guān)試驗，你認為他須要選擇的試劑為a(填序號)。a．酸性高錳酸鉀溶液 b．NaOH溶液c．KSCN溶液 d．稀硫酸(3)若Z能導致溫室效應，則反應③的離子反應方程式為CO2＋AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)。(4)若Z是我國酸雨形成的罪魁禍首，目前應用最廣泛的工業(yè)處理含Z廢氣的方法是在確定條件下與生石灰作用而使其固定，產(chǎn)物可作建筑材料，反應的化學方程式為2SO2＋2CaO＋O2=2CaSO4(答案合理即可)。(5)若Z是形成酸雨的另一種主要物質(zhì)，Z與足量的D溶液反應時能被完全汲取，且生成兩種鹽(物質(zhì)的量之比為11)，請寫出該反應的化學反應方程式2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O。解析：(1)B為黃綠色氣體，可知B為氯氣，具有氧化性，X為鐵，Y為鋁，②實際是鋁熱反應，其類型屬于置換反應。(2)氯氣與鐵反應還可能生成的產(chǎn)物是FeCl2，驗證Fe2＋的存在需選擇強氧化劑，如酸性高錳酸鉀溶液，答案選a。(3)若Z為CO2，I溶液為NaAlO2溶液，其離子方程式為CO2＋AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)。(4)若Z為SO2，與生石灰反應先生成CaSO3后接著被氧化生成CaSO4。(5)形成酸雨的另一種物質(zhì)可能為NO2，D為NaOH，二者反應生成兩種物質(zhì)的量之比為11的鹽，該反應的化學方程式為2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O。14．(10分)酸雨是指溶有確定酸性物質(zhì)、pH小于5.6的雨水，主要是由含硫礦物燃料燃燒、含硫礦石的冶煉產(chǎn)生的二氧化硫以及氮氧化物等排放到大氣中，然后進行了一系列的變更形成的。(1)用化學方程式表示干脆排放含SO2的煙氣形成酸雨的過程：SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2eq\o(=,\s\up15(催化劑))2H2SO4。(2)為消退二氧化硫的污染，通常須要對原料或煙氣進行處理，某種脫硫技術(shù)的基本原理如下：FeS2eq\o(→,\s\up15(在微生物作用下),\s\do15(＋O2＋H2O))Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)eq\o(→,\s\up15(在微生物作用下),\s\do15(＋O2＋H＋))Fe3＋該技術(shù)的第一步反應的離子方程式為2FeS2＋7O2＋2H2Oeq\o(=,\s\up15(微生物作用))4H＋＋2Fe2＋＋4SOeq\o\al(2－,4)。處理1kg含75%FeS2的黃鐵礦，共消耗O2(標準狀況)的體積為525L。(3)工業(yè)生產(chǎn)中的尾氣(主要成分為NO2和NO)可用純堿溶液汲取，有關(guān)的化學方程式為2NO2＋Na2CO3=NaNO2＋NaNO3＋CO2、NO＋NO2＋Na2CO3=2NaNO2＋CO2，NO、NO2的混合氣體可用NOx表示，則混合氣體被純堿溶液完全汲取時x的取值范圍為1.5≤x<2。解析：(1)SO2與水反應生成H2SO3，H2SO3又被氧氣氧化為H2SO4，從而可得SO2形成硫酸型酸雨的過程中發(fā)生的反應。(2)第一步反應中反應物有FeS2、O2和H2O，生成物有Fe2＋和SOeq\o\al(2－,4)，依據(jù)氧化還原反應得失電子數(shù)目相等、電荷守恒和原子守恒可得2FeS2＋7O2＋2H2Oeq\o(=,\s\up15(微生物作用))4H＋＋2Fe2＋＋4SOeq\o\al(2－,4)；1kg含75%FeS2的黃鐵礦能生成Fe2＋的物質(zhì)的量是eq\f(1000g×75%,120g·mol－1)＝6.25mol，依據(jù)第一步反應的離子方程式可知，第一步消耗O2的物質(zhì)的量為6.25mol×eq\f(7,2)＝21.875mol，其次步發(fā)生的反應為4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O，消耗O2的物質(zhì)的量為6.25mol×eq\f(1,4)＝1.5625mol，共消耗O2(標準狀況)的體積為(21.875mol＋1.5625mol)×22.4L·mol－1＝525L。(3)由化學方程式可知，NO不能被單獨汲取，NO和NO2混合氣體被Na2CO3溶液完全汲取，滿意n(NO2)n(NO)≥1，當n(NO2)n(NO)＝1時，x值最小，x最小值為eq\f(2＋1,2)＝1.5；若氣體全為NO2時，x＝2，但因氣體為NO、NO2的混合氣體，所以x最大值<2，故x的取值范圍為1.5≤x<2。15．(12分)氮有多種氧化物，其中N2O3很不穩(wěn)定，在液體或蒸氣中大部分別解為NO和NO2，因而在NO轉(zhuǎn)化為NO2的過程中幾乎沒有N2O3生成。亞硝酸(HNO2)也不穩(wěn)定，在微熱甚至冷的條件下也會分解。亞硝酸鈉(NaNO2)在中性或堿性溶液中是穩(wěn)定的，酸化后能氧化碘化鉀生成碘和一氧化氮氣體。(1)寫出亞硝酸分解的化學方程式：2HNO2=NO↑＋NO2↑＋H2O。(2)寫出酸性溶液中亞硝酸鈉和碘化鉀反應制取一氧化氮的離子方程式2NOeq\o\al(－,2)＋2I－＋4H＋=2NO↑＋I2＋2H2O。(3)在隔絕空氣的條件下按以下操作制取一氧化氮：先取亞硝酸鈉溶液適量，加入稀鹽酸，片刻后，再加入碘化鉀溶液。所得的氣體是否純凈？不純。這是因為加入KI溶液之前生成的HNO2已部分分解，故制得的NO氣體中混有NO2，正確的操作方法是取亞硝酸鈉溶液適量，先加入碘化鉀溶液后，再加入稀鹽酸。解析：依據(jù)題中信息，N2O3很不穩(wěn)定，易分解成NO和NO2；同時題中也給出了亞硝酸也很不穩(wěn)定。分析N2O3和HNO2中氮的化合價，不難發(fā)覺N2O3為亞硝酸的酸酐，所以亞硝酸的分解產(chǎn)物就自不待言了。酸化后，亞硝酸鈉轉(zhuǎn)化為亞硝酸，能氧化碘化鉀。但酸化后生成的亞硝酸簡潔分解，再加KI溶液，盡管隔絕空氣，生成的NO中不行避開地混有NO2氣體。16．(15分)為了探究幾種氣態(tài)氧化物的性質(zhì)，某同學設(shè)計了以下試驗：用三只集氣瓶收集二氧化硫、二氧化氮氣體，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)瓶內(nèi)液體不