訓練36氮氧化物的產生及轉化訓練目標1.了解氮的氧化物的主要性質和用途。2．理解NO2、NO溶于水的有關計算。3．了解氮的氧化物對環境的影響。(10分鐘)1．發射衛星的運載火箭，其推進劑引燃后發生劇烈反應，產生大量的高溫氣體從火箭尾部噴出。引燃后產生的高溫氣體主要是CO2、H2O、N2、NO，這些氣體均無色，但在衛星發射現場卻看到火箭噴出大量紅煙。產生紅煙的原因是()A．高溫下N2遇空氣生成NO2B．NO遇空氣生成NO2C．CO2與NO反應生成CO與NO2D．NO和H2O反應生成H2和NO2答案：B解析：NO在空氣中能被氧氣氧化為NO2，NO2是紅棕色氣體。本題選B。2．實驗室收集NO、NO2兩種氣體，下列收集方法正確的是()A．均可用排水法B．均可用向上排空氣法C．NO用向上排空氣法，NO2用排水法D．NO用排水法，NO2用向上排空氣法答案：D解析：NO易與空氣中的O2反應，不與水反應，故NO不能用向上排空氣法收集，應該用排水法收集；NO2與水反應，不與空氣中的O2反應且密度比空氣大，故NO2不能用排水法收集，應該用向上排空氣法收集。3．除去NO中混入的少量NO2，應將該混合氣體通過下列試劑中的()A．Na2CO3溶液B．NaHCO3溶液C．H2OD．濃硫酸答案：C解析：NO2溶于水生成硝酸和一氧化氮，若混合氣體通入碳酸鈉溶液或碳酸氫鈉溶液中，硝酸會與碳酸鈉或碳酸氫鈉反應生成二氧化碳，引入新雜質?；旌蠚怏w通入水中，可以生成一氧化氮，且不引入雜質。濃硫酸不與二氧化氮反應。本題選C。4．C、N、S都是重要的非金屬元素，下列說法正確的是()A．三者對應的氧化物均為酸性氧化物B．實驗室可用NaOH溶液處理NO2和HCl廢氣C．三者的單質直接與氧氣反應都能生成兩種氧化物D．CO2、NO2、SO2都能與H2O反應，其反應原理相同答案：B解析：A項，CO、NO為不成鹽氧化物，所以三者對應的氧化物不均為酸性氧化物，故A錯誤；B項，NO2、HCl會污染空氣，所以要進行尾氣處理，NO2、HCl都可以和NaOH溶液反應，故B正確；C項，氮氣和氧氣反應生成NO，NO被氧氣氧化生成二氧化氮，S在氧氣中燃燒生成二氧化硫，故C錯誤；D項，CO2＋H2O=H2CO3、SO2＋H2O=H2SO3中沒有電子轉移屬于非氧化還原反應，3NO2＋H2O=2HNO3＋NO中有電子轉移屬于氧化還原反應，故D錯誤；故選B。5．可用于區別溴蒸氣和NO2氣體的試劑是()A．淀粉碘化鉀溶液B．FeCl2溶液C．AgNO3溶液D．NaOH溶液答案：C解析：用AgNO3溶液檢驗，能產生淺黃色沉淀的為溴蒸氣。6．空氣中的________是造成光化學煙霧的主要因素，它主要來源于________?？茖W家研究表明氮的氧化物NOx可以破壞臭氧層，其過程可簡單表示為O3＋NO=NO2＋O2，NO2＋O=NO＋O2，這兩個反應循環反復，導致O3在大氣平流層中含量減少。因此，NOx在破壞臭氧層中起________作用，臭氧層被破壞的過程可以用一個化學方程式表示：________________________________________________________________________。答案：NO2和NO(或氮的氧化物NOx)石油和煤的燃燒產物、汽車尾氣、硝酸工廠的尾氣催化O3＋Oeq\o(=,\s\up7(NOx))2O2(35分鐘)一、選擇題(單選)1．把少量NO2氣體通入過量小蘇打溶液中，再使逸出的氣體通過裝有足量的過氧化鈉顆粒的干燥管，最后收集到的氣體是()A．氧氣B．二氧化氮C．二氧化氮和氧氣D．二氧化氮和一氧化氮答案：C解析：少量NO2氣體通入過量小蘇打溶液中，逸出的氣體為NO、CO2，二者物質的量之比為1：2，同時還有少量水蒸氣逸出，再使逸出的氣體通過裝有足量的過氧化鈉顆粒的干燥管，CO2、水蒸氣與過氧化鈉反應生成O2，n(NO)：n(O2)小于1：1，所以最后收集到的氣體是NO2和O2。2．標準狀況下將盛滿NO2的大試管倒扣在盛水的水槽中，充分吸收后，試管內溶液的物質的量濃度為()A．mol·L－1B．mol·L－1C．mol·L－1D．mol·L－1答案：A解析：設試管的體積為VL，由3NO2＋H2O=2HNO3＋NO知，n(HNO3)＝eq\f(2,3)×eq\f(V,mol，V(HNO3)＝eq\f(2,3)VL，c(HNO3)＝eq\f(\f(2,3)×\f(V,mol,\f(2,3)VL)＝eq\f(1,mol·L－1＝mol·L－1。3．在NO2被水吸收的反應中，發生還原反應和氧化反應的NO2的物質的量之比為()A．3：1B．1：3C．1：2D．2：1答案：C解析：寫出反應方程式并標出電子轉移的方向和數目：，所以發生還原反應和氧化反應的NO2的物質的量之比為1：2。4．下列污染現象主要與NO2有關的是()A．臭氧層空洞B．水體富營養化C．光化學煙霧D．溫室效應答案：C解析：以一氧化氮和二氧化氮為主的氮氧化物是形成光化學煙霧的一個重要原因，故本題選擇C項。5．如圖所示，試管中盛裝的氣體呈紅棕色，當倒扣在盛有水的水槽中時，試管內水面上升，但不能充滿試管，當向試管內鼓入氧氣后，可以觀察到試管中水面繼續上升，經過多次重復后，試管被水充滿，對原試管中盛裝的氣體的說法正確的是()A．可能是N2與NO2的混合氣體B．可能是N2O氣體C．可能是NO與NO2的混合氣體D．只可能是NO2一種氣體答案：C解析：試管中盛裝的氣體呈紅棕色，那么一定有二氧化氮存在。根據題述現象可知，原試管中盛裝的氣體的成分情況可能為①NO2、②NO2和O2(少量)、③NO2和NO等，本題選C。6．在容積為672mL的燒瓶中充滿NO和NO2的混合氣體，將其倒立在水槽里，去塞后再通入280mL氧氣，恰好完全反應，且液體充滿燒瓶(氣體體積都已折合為標準狀況下的體積)，下列有關敘述正確的是()A．總反應為NO＋NO2＋O2＋H2O=2HNO3B．總反應為4NO＋8NO2＋5O2＋6H2O=12HNO3C．生成硝酸的物質的量濃度約為mol·L－1D．生成硝酸的物質的量濃度約為mol·L－1答案：B解析：設反應前NO2的體積為x，NO的體積為y，則：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3xeq\f(x,4)4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3yeq\f(3,4)yeq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＋y＝672mL，,\f(x,4)＋\f(3,4)y＝280mL，))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＝448mL，,y＝224mL。))故參加反應的NO2與NO的物質的量之比為2：1，則總反應為4NO＋8NO2＋5O2＋6H2O=12HNO3。根據氮元素守恒可得生成的HNO3為mol，燒瓶內充滿液體則硝酸的體積為0.672L，故c(HNO3)＝eq\fmol,L)＝mol·L－1。綜上所述，本題選B。7．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。若充分反應后氣體的體積縮小為15mL，則x：y為()①1：1②2：1③5：4④7：5A．①B．②C．③D．①②③④答案：D解析：根據題中信息可寫出化學方程式：2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O2①，2NO＋O2=2NO2②。由①＋②得2CO2＋2NO＋2Na2O2=2Na2CO3＋2NO2③。根據①、②、③進行分析：(1)若V(CO2)＝V(NO)，相當于反應恰好按③式進行，即反應后V(總)＝eq\f(1,2)[V(CO2)＋V(NO)]。(2)若V(CO2)>V(NO)，相當于反應按③式進行后，剩余CO2按①式進行，即反應后V(總)＝eq\f(1,2)[V(CO2)＋V(NO)]。(3)若V(CO2)<V(NO)，相當于反應按③式進行后，剩余NO不再變化，即反應后V(總)>eq\f(1,2)[V(CO2)＋V(NO)]。綜上所述，當x≥y時，充分反應后氣體的體積縮小為原來的eq\f(1,2)，本題選D。8．NA代表阿伏加德羅常數的數值，下列敘述正確的是()A．1mol·L－1Na2CO3溶液中的Na＋數目為2NAB．常溫常壓下，22.4L氮氣含有的氮原子數為2C．常溫常壓下，46gNO2中含有的原子數為3D．1molNO2與H2O完全反應轉化為硝酸時轉移的電子數為NA答案：C解析：A選項沒有注明溶液的體積；B選項不是標準狀況下，22.4L氮氣的物質的量不是19．下列各組氣體，在常溫常壓下不能共存的是()A．SO2與O2B．NO與O2C．O2與N2D．NO2與O2答案：B10．Furchgott博士等三位教授最早提出了NO在人體內有獨特的功能，近年來此項研究有很大進展，因此這三位教授榮獲了1998年諾貝爾生理學和醫學獎。下列關于NO的敘述不正確的是()A．NO可能是某些含低價N物質氧化的產物B．NO不是亞硝酸的酸酐C．NO可能是某些含高價N物質還原的產物D．NO是紅棕色氣體答案：D解析：NO中的N元素化合價為＋2價，氮元素最高化合價是＋5價，最低化合價是－3價，而＋2價是位于＋5價與－3價之間的化合價，所以，它既可能是含低價N物質氧化的產物，又可能是含高價N物質還原的產物，故選項A和選項C正確。亞硝酸(HNO2)中氮元素的化合價為＋3價，故NO不是亞硝酸酸酐，選項B正確。NO是無色氣體，NO2才是紅棕色氣體，選項D錯誤。二、非選擇題11．NO2和溴蒸氣均為紅棕色氣體，現在分別向盛有NO2和溴蒸氣的集氣瓶中加入蒸餾水，反應方程式分別為____________________________________________，________________________________________________________________________，產生的現象是：前者溶液呈________色，后者溶液呈________色。若分別向裝有NO2和溴蒸氣的集氣瓶中加入AgNO3溶液，前者產生的現象是________，后者產生的現象是________。由于上述實驗現象明顯，故可用來區別NO2和溴蒸氣。答案：3NO2＋H2O=2HNO3＋NOBr2＋H2O=HBr＋HBrO無橙紅棕色褪去變成無色溶液紅棕色褪去，有淺黃色沉淀生成12．(1)如圖所示，用呈中性的水，排水收集純凈的一氧化氮氣體，經多次收集以后，測得水微顯酸性。水由中性變為微酸性的主要原因有________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)用排水法收集的一氧化氮氣體往往不夠干燥。請用中學化學范圍內的簡單儀器和常見氣體，設計直接收集干燥的一氧化氮氣體的簡單方法(只畫實驗裝置圖即可)。答案：(1)水中溶有少量的氧氣，NO、O2、H2O發生化學反應：4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3(2)如圖所示解析：(1)水中溶解著少量的O2是解題思路的盲區。(2)不能用排空氣法收集一氧化氮。題中提到“用中學化學范圍內的簡單儀器和常見氣體”，意思是說還是用排氣法收集一氧化氮。此時要想到，被排氣體易得、無污染、密度與一氧化氮的密度有較大差別。13．將8mLNO2和O2的混合氣體通入倒立于水槽裝滿水的量筒中，充分反應后，剩余氣體為1mL。求原混合氣體中NO2和O2的體積比。答案：當1mL剩余氣體為NO時，V(NO2)：V(O2)＝7：1；當1mL剩余氣體為O2時，V(NO2)：V(O2)＝7：3。1mL剩余氣體可能為NO或O2。解析：(1)若為NO，則由3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，說明NO2和O2與水反應后剩余NO23mL