2020_2021学年新教材高中化学第3章物质的性质与转化3

2020_2021学年新教材高中化学第3章物质的性质与转化3

课时1　氮气和氮的氧化物　‎ 考点1　氮气与自然界中氮的循环 ‎ ‎1.自然界中存在着许多元素的循环,如下图所示循环的元素是(　　)。‎ A.氧 B.碳 C.氮 D.硫 答案: C 解析: 氮元素在地球的大气圈、岩石圈和生物圏中都有广泛的分布,由图中合成氨或铵盐、亚硝酸盐等可判断循环的元素是氮。‎ ‎2.(2019·河北保定一中期中考试)下列属于固氮过程的是(　　)。‎ A.N2与H2在一定条件下合成NH3‎ B.NO与O2反应生成NO2‎ C.NH3与O2反应生成NO和H2O D.由NH3制备NH4HCO3‎ 答案: A 解析: 固氮过程是把氮气转化为含氮化合物的过程,工业合成氨属于人工固氮。‎ ‎3.(2019·湖南湘潭一中期中考试)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 - 8 -‎ 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,但在高温下可与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。‎ ‎4.下列关于N2的说法中错误的是(　　)。‎ A.通常情况下N2的化学性质很稳定,所以N2可在电焊时作保护气 B.N2+O22NO,该反应是汽车尾气造成污染的主要原因之一 C.N2在空气中约占空气总质量的‎4‎‎5‎ D.在反应:3Mg+N2Mg3N2中,N2作氧化剂 答案: C 解析: N2在空气中约占空气总体积的‎4‎‎5‎,C项错误。‎ 考点2　氮的氧化物性质 ‎5.(2019·黑龙江哈尔滨三中高一期末)一氧化氮对SARS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 答案: C - 8 -‎ 解析: NO是不成盐氧化物,它不能与水反应生成酸;NO可由N2和O2在雷雨天气获得;由于2NO+O22NO2,3NO2+H2O2HNO3+NO,故NO是大气污染物,能形成酸雨;因NO易与O2反应,且密度和空气接近,故不可用排空气法收集。‎ ‎6.(2019·吉林长春十一中高一期末)下列对于二氧化氮的说法正确的是(　　)。‎ A.NO2能与水反应生成硝酸,故NO2为酸性氧化物 B.除去N2中混有的NO2,可将混合气体通入水中,将NO2溶解 C.NO2与溴蒸气的鉴别可用NaOH溶液,溶于NaOH溶液得无色溶液的是NO2,得橙色溶液的为溴蒸气 D.NO2是大气污染物之一 答案: D 解析: NO2与H2O反应除生成HNO3外还生成NO,故NO2不是酸性氧化物,A项错误;除去N2中混有的NO2,若将混合气体通入水中,NO2溶解的同时又生成新的杂质NO,B项错误;NO2、溴蒸气分别与NaOH溶液作用均得无色溶液,所以用NaOH溶液无法将NO2与溴蒸气区分开,C项错误。‎ ‎7.(2019·河北石家庄期末)某氮的氧化物和一氧化碳在催化剂的作用下充分反应,生成氮气和二氧化碳。若测得氮气和二氧化碳的物质的量之比为1∶2,则该氮的氧化物是(　　)。‎ A.N20 B.NO C.NO2 D.N2O5‎ 答案: B 解析: 设氮的氧化物化学式为NxOy,由aNxOy+2CON2+2CO2,得ax=2,ay=2,故x∶y=1∶1,即氮的氧化物为NO,B项符合题意。‎ ‎8.(2018·江苏苏州期末)如下图所示,两个连通容器用活塞分开,左右两室(体积相同)各充入一定量NO和O2,且恰好使两容器内气体密度相同。打开活塞,使NO与O2充分反应。下列判断正确的是(不考虑NO2转化为N2O4)(　　)。‎ A.开始时左右两室分子数相同 - 8 -‎ B.反应前后NO室压强相同 C.最终容器内气体密度与原来相同 D.最终容器内无O2存在 答案: C 解析: 两边容器的体积相同,密度相同,则气体的质量相同,因为二者的摩尔质量不同,所以气体的物质的量不同,分子数不同,A项错误;因为两边气体分子数不同,所以压强不同,又因为发生反应2NO+O22NO2,反应前后气体物质的量减小,NO室压强减小,B项错误;根据质量守恒分析,气体总质量不变,容器的总体积不变,所以气体密度与原来相同,C项正确;二者质量相同,因为一氧化氮和氧气的摩尔质量比为30∶32=15∶16,所以一氧化氮和氧气的物质的量比为16∶15,二者按物质的量之比为2∶1反应,所以氧气应有剩余,D项错误。‎ ‎9.将充满NO2的试管倒立于盛有水的水槽中,放置一段时间后现象为下列图中的(　　)。‎ 答案: B 解析: NO2溶于水的反应为3NO2+H2O2HNO3+NO,故放置一段时间后试管内的气体约占试管体积的‎1‎‎3‎,B项符合题意。‎ ‎10.如下图所示,室温下向盛有3.0 mL NO的试管中缓缓通入1.5 mL O2(所有气体的体积均在标准状况下测定)。试回答下列问题:‎ - 8 -‎ ‎(1)写出观察到的现象(可不写满,也可补充):‎ ‎①　; ‎ ‎②　; ‎ ‎③　。 ‎ 答案: ①通入O2,试管内气体由无色变为红棕色　②试管内液面上升　③试管内剩余无色气体 解析: 通入的O2与NO发生反应生成NO2:2NO+O22NO2,所以看到有红棕色气体生成;生成的NO2溶于水:3NO2+H2O2HNO3+NO,气体被消耗,所以会看到试管内液面上升;总反应方程式为4NO+3O2+2H2O4HNO3 ,NO过量,故最后有无色气体剩余。‎ ‎(2)上述过程中发生反应的化学方程式有 　。 ‎ 答案: 2NO+O22NO2、3NO2+H2O2HNO3+NO ‎(3)最终试管中剩余的气体是　　　　,体积为　　　　。 ‎ 答案: NO　1.0 mL 解析: 若1.5 mL O2全部参加反应,由总反应4NO+3O2+2H2O4HNO3知:V反应(NO)=V(O2)×‎4‎‎3‎=1.5 mL×‎4‎‎3‎=2.0 mL,而NO的总体积是3.0 mL,故剩余1.0 mL NO气体。‎ 考点3　氮的氧化物对环境的影响 ‎11.下列污染现象主要与NO2有关的是(　　)。‎ A.臭氧层空洞 B.水体富营养化 C.光化学烟雾 D.温室效应 答案: C - 8 -‎ 解析: 以一氧化氮和二氧化氮为主的氮氧化物是形成光化学烟雾的一个重要原因,故本题选择C项。‎ ‎12.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+2NaOH2NaNO2+H2O,在该反应中,氧化剂是　　　　　　　,还原剂是　　　　　　　。 ‎ 答案: NO2　NO 解析: 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)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: 6NO2+8NH37N2+12H2O　NO2　NH3‎ 解析: 氨气和二氧化氮反应后生成的无污染的物质是氮气和水。‎ ‎13.汽车尾气是城市空气的污染源之一。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”。它可以使CO与NO反应,生成可参与大气循环的无毒气体。‎ ‎(1)下列与汽车尾气的排放密切相关的是　　　　(填序号)。 ‎ A.光化学烟雾 B.水体富营养化与赤潮 C.白色污染 D.雾霾 答案: AD 解析: 汽车尾气中含有大量的氮氧化物,氮氧化物是形成光化学烟雾和雾霾的主要原因之一。‎ ‎(2)写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　。‎ 答案: 2CO+2NO2CO2+N2‎ - 8 -‎ 解析: 根据题目提供的信息可知,CO与NO反应生成可参与大气循环的无毒气体,即生成的是CO2和N2,由此可写出化学反应方程式。‎ ‎14.(2019·北京昌平区高一期末)中国科学院官方微信于2017年3月发表《灰霾专题》,提出灰霾中细颗粒物的成因,部分分析如下图所示。‎ ‎(1)根据上图信息可以看出,下列气体污染物中,不是由机动车行驶造成的是　　　　。 ‎ A.SO2　　　B.NOx　　　C.VOCs　　　D.NH3‎ 答案: A 解析: 根据图中信息可以看出机动车行驶造成的污染有NOx、VOCs、NH3,SO2不是由机动车行驶造成的。‎ ‎(2)大量机动车行驶是污染源之一。汽车发动机废气稀燃控制系统主要工作原理如下图所示。写出稀燃过程中NO发生的主要反应的方程式:　。 ‎ 答案: 2NO+O22NO2‎ 解析: 稀燃过程中NO被氧气氧化生成NO2,发生的主要反应的化学方程式为2NO+O22NO2。‎ ‎(3)科学家经过研究发现雾霾呈中性,其主要原因如下图所示:‎ - 8 -‎ 请判断A的化学式并说明判断理由:  　。 ‎ 答案: A为SO‎4‎‎2-‎,因为反应之前S为+4价,NO2中的N为+4价,反应之后HONO中N元素为+3价,氮元素化合价降低,则必有元素化合价升高,综合推断,应是S元素化合价从+4价升高到+6价,在液相中应以SO‎4‎‎2-‎形式存在 ‎(4)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。将含有SO2和NOx的烟气通入盛有NaClO2溶液的反应器中,反应一段时间后,测得溶液中离子浓度的有关数据如下(其他忽略不计):‎ 离子 Na+‎ SO‎4‎‎2-‎ NO‎3‎‎-‎ H+‎ Cl-‎ 浓度/(mol·L-1)‎ ‎5.5×10-3‎ ‎8.5×10-4‎ y ‎2.0×10-4‎ ‎3.4×10-3‎ ‎①SO2和NaClO2溶液反应的离子方程式是  　。 ‎ ‎②表中y=　　　　。 ‎ 答案: ①2SO2+ClO‎2‎‎-‎+2H2O2SO‎4‎‎2-‎+Cl-+4H+ ② 6×10-4‎ 解析: ①SO2和NaClO2溶液发生氧化还原反应生成SO‎4‎‎2-‎和Cl-,根据得失电子守恒、电荷守恒以及原子守恒可知反应的离子方程式是2SO2+ClO‎2‎‎-‎+2H2O2SO‎4‎‎2-‎+Cl-+4H+;②由于溶液呈电中性,则表中y=5.5×10-3+2.0×10-4-3.4×10-3-2×8.5×10-4=6×10-4。‎ - 8 -‎