第1课时 氮氧化物的产生及转化
[基础巩固]
1.发射卫星运载火箭的推进剂引燃后，尾部喷出大量高温气体，该气体主要成分是CO2、H2O、N2、NO等，在发射现场可看到火箭尾部产生大量红棕色气体，其原因是( ) A．高温下N2遇空气生成NO2 B．NO遇空气生成NO2
C．CO2与NO反应生成CO和NO2 D．NO与H2O反应生成H2和NO2
解析：选B。NO遇到O2生成红棕色的NO2。 2.对二氧化氮的下列说法不正确的是( ) A．二氧化氮不是硝酸的酸酐
B．二氧化氮与水的反应是氧化还原反应 C．二氧化氮不是造成大气污染的气体之一
D．在通常状况下测得的NO2的相对分子质量是不准确的
解析：选C。NO2与HNO3中氮元素化合价不同，二氧化氮不是硝酸的酸酐，A正确；3NO2
＋H2O===2HNO3＋NO是氧化还原反应，B正确；二氧化氮是大气污染气体之一，C错误；通常状况下，2NO2N2O4，两种气体同时存在，D正确。
3.为了区分NO2和溴蒸气，某同学设计了4种方法：①用湿润的淀粉-KI试纸；②加少量NaCl溶液；③加少量AgNO3溶液；④加少量水后再加适量苯。其中合理的为( )
A．①③④ B．①②③ C．②③④ D．都可以
解析：选C。NO2和溴蒸气在性质上有许多相似之处：①均有氧化性；②溶于水后溶液均呈酸性；③均能与碱反应。鉴别溴蒸气和NO2不能用淀粉-KI试纸、碱溶液等。
4.如右图所示，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；则原来试管中盛装的气体 ( )
A．可能是N2与NO2的混合气体 B．可能是O2与NO2的混合气体 C．可能是NO与N2的混合气体 D．只可能是NO2一种气体
解析：选B。因经多次反应后，试管内完全被水充满，故不可能含有N2，可能含有O2。 5.如图所示，夹子开始处于关闭状态，将液体A滴入试管②与气体B充分反应，打开夹子，可发现试管①内的水立刻沸腾了。则液体A和气体B的组合不可能是( )
1
A．氢氧化钠溶液、氯气 B．水、二氧化氮 C．水、一氧化氮
D．氢氧化钠溶液、二氧化碳
解析：选C。要使试管①内的水立刻沸腾，关键是使②中的气体压强降低；只有C项中NO气体不能与水反应且微溶于水，不能使气体压强降低。
6.将a mL NO、b mL NO2和c mL O2混合于同一试管中，将试管倒置于水中，充分反应后，试管内气体全部消失，则a∶b∶c不可能是( )
A．1∶1∶1 B．2∶1∶1 C．3∶7∶4 D．1∶5∶2
解析：选B。由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO知生成NO mL，根据4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，
3得4c＝3a＋b。
7.将3 mol NO2气体依次通入下列三个分别装有足量①NaHCO3饱和溶液，②浓H2SO4，③Na2O2的装置后，用排水法把残留气体收集起来，则收集到的气体是( )
A．1 mol NO
B．1 mol NO2和0.05 mol O2 C．2 mol O2 D．0.25 mol O2
解析：选D。由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可知有1 mol NO、2 mol HNO3生成，由HNO3＋NaHCO3===NaNO3＋H2O＋CO2↑可知，2 mol HNO3与足量NaHCO3反应有2 mol CO2产生。由2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2可知有1 mol O2产生。此时剩余气体为1 mol NO和1 mol O2。用排水法收集时，发生4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，最后剩余0.25 mol O2。
8.标准状况下，将NO2和O2按体积比4∶3混合后充入一干燥烧瓶中，然后将烧瓶倒立于水中使其充分反应后，烧瓶内溶液中溶质的物质的量浓度为( )
A.C.
11－1－1
mol·L B. mol·L 22.439.214－1－1
mol·L D. mol·L 285
b解析：选C。假设烧瓶体积为7V L，充入了4V L NO2和3V L O2，倒立于水中后，根据4V4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3得生成硝酸的物质的量为 mol。因氧气剩余2V L，所以硝酸溶
22.44V22.41－1－1
液的体积为5V L，c(HNO3)＝ mol·L＝ mol·L。
5V28
9.常温常压下，a、b、c、d四支相同的试管中，分别装入等物质的量混合的两种气体。a试管内是NO2和O2，b试管内是Cl2和SO2，c试管内是NO和O2，d试管内是O2和H2。将四
支试管迅速同时倒立于水中，最终水面上升高度h的比较，正确的是( )
2
A．hb>hc>ha>hd C．hd>ha>hc>hb B．hc>ha>hb>hd D．hb>ha>hc>hd
57
解析：选A。假设试管高度为H，a试管内ha＝H；b试管内hb＝H；c试管内hc＝H；d
88试管内hd＝0。
10.利用如图所示的装置收集以下气体：①H2，②Cl2，③O2，④HCl，⑤NO，⑥SO2，⑦NO2。
(1)若烧瓶是干燥的，则由B口进气，可收集的气体是________，若由A口进气，可收集的气体有________。
(2)若在烧瓶内充满水，可收集的气体有____________，气体应由________口进入。 (3)若烧瓶中装入适量浓硫酸，可以用它来干燥的气体有________，气体应由________口进入。
解析：(1)从B口进气是收集密度比空气大的气体，若从A口进气则收集密度比空气小的气体，用排气法收集的气体必须与O2不反应，且密度与空气密度相差较大。(2)若用排水法收集，则气体必须不溶于水，应从A口进。(3)若用浓H2SO4干燥气体，必须从B口进气。
答案：(1)②③④⑥⑦ ① (2)①③⑤ A (3)①②③④⑤⑥⑦ B
11.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，反应的化学方程式如下： NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O①， 2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O②。
在反应①中，氧化剂是________，还原剂是________。在反应②中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。
(2)汽车尾气中含有CO和NO，消除这两种物质对大气的污染的方法是安装催化转化器，使它们发生反应生成N2和CO2，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 (3)在一定条件下氨气亦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：______________________________________________。
解析：(1)在反应①中NO2中的氮元素化合价降低作氧化剂，NO中氮元素化合价升高作还原剂；在反应②中氧化剂和还原剂都是NO2，它们的物质的量之比为1∶1。(2)根据质量守恒定律结合题目信息可知，一氧化氮与一氧化碳反应后生成的对大气无污染的物质应为氮气和二氧化碳。(3)根据质量守恒定律结合题目信息可知，氨气和二氧化氮反应后生成的无污染的物质为氮气和水。
答案：(1)NO2 NO 1∶1
催化剂
(2)2NO＋2CO=====N2＋2CO2 一定条件(3)6NO2＋8NH3=====7N2＋12H2O
[能力提升]
3
12.(1)将一充满NO的试管倒扣于水槽中，然后向试管中通入一定量的O2，试管中恰好充满水时，则通入的O2与原NO气体的体积比为________。
(2)把40 mL NO和NO2的混合气体跟20 mL O2同时通入水中，反应后收集到5 mL气体，原混合气体中V(NO)＝________、V(NO2)＝________。
解析：(1)依据4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3计算。(2)设混合气体中NO x mL，NO2(40－x) mL，11NO2与水生成NO体积为(40－x) mL，所以NO共(40＋2x) mL，根据4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，
33311
①若5 mL气体为O2，则20－×(40＋2x)＝5，x＝10。②若5 mL气体为NO，则(40＋2x)
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－＝5，x＝27.5。 3
答案：(1)3∶4 (2)10 mL或27.5 mL 30 mL或12.5 mL
13.某活动小组利用如图装置进行NO、NO2的性质实验，按下列步骤进行(装置气密性已检验完毕)。
Ⅰ.向广口瓶①中通入NO并测定NO的体积 通入NO前，向广口瓶①中加水的主要操作为
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 从导管a通入一定量的NO，并测得NO体积为V L(V<50 mL，气体体积已经换算为标准状况)。测定NO体积的主要操作为
________________________________________________________________________。 Ⅱ.验证NO的还原性；探究工业生产硝酸的原理
停止通入NO后关闭K1、K3；打开K2，从导管b缓缓通入O2，可观察到的现象是
________________________________________________________________________； 写出对应现象的化学方程式：
________________________________________________________________________。
继续通入O2，打开K3，并及时调整酸式滴定管③中液面与广口瓶①中液面相平，直到广口瓶①中刚好充满液体。
①当通入氧气的体积为时，则广口瓶①的气体体积为________；
2
②当广口瓶①中刚好充满液体时，所得液体的物质的量浓度为________mol·L。 解析：Ⅰ.(1)盛放NO气体的装置中不能有空气，操作的关键是在①装置中要加满水，这样才能完全赶出广口瓶中的空气。(2)通过排出的水量，测NO气体的体积，为了保证广口瓶中的压强恒为大气压，起始和终点读数时，都要保证广口瓶中的液面和滴定管中液面为同一水平面。
Ⅱ.(1)2NO＋O2===2NO2，气体先变成红棕色，生成的NO2与水又发生反应，气体的颜色又
4
－1
V变浅。(2)①当通入氧气的体积为时，NO与O2恰好完全反应生成NO2，NO2又与水反应，生
2成NO；②4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，生成HNO3的物质的量为 mol，溶液的总体积为0.5 L，322.4其物质的量浓度为 mol·L。
11.2
答案：Ⅰ.(1)打开K2、K3(或K1、K3或K1、K2、K3均打开)，从滴定管加水，直到将①中空气全部赶出，且调整滴定管中液面与①相平，并记录滴定管的刻度 (2)关闭K2，打开K3、K1，通入NO并调整滴定管液面与①中液面相平，再次记录滴定管刻度
VVVV－1
Ⅱ.(1)气体先变为红棕色，然后逐渐变淡(2)①V ②V311.2
2NO＋O2===2NO2，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 5
高中化学专题4硫、氮和可持续发展第二单元生产生活中的含氮化合物第1课时氮氧化物的产生及转化课时作业苏教
