第四章第三节第2课时 二氧化氮和一氧化氮 大气污染 同步辅导与测试

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第四章　非金属及其化合物
第三节　硫和氮的氧化物
第2课时　二氧化氮和一氧化氮　大气污染
二、二氧化氮和一氧化氮
1．NO
(1)物理性质
①色、态、味：无色、无味气体
②密度：比空气略大
③溶解性：难溶于水
④有毒，NO与血红蛋白结合，引起缺氧中毒(同CO)
(2)化学性质
还原性：2NO＋O22NO2(检验NO的反应)
(3)NO的生成
N2＋O2放电或高温2NO
3NO2＋H2O2HNO3＋NO
2．NO2
(1)物理性质
①色、态、味：
红棕色刺激性气味气体
②密度：比空气大
③溶解性：易溶于水
④毒性：有毒
(2)化学性质
3NO2＋H2O2HNO3＋NO
(3)NO2的生成
2NO＋O22NO2
3．雷雨发稼
N2O2,闪电NOO2NO2H2OHNO3土壤氮肥(可溶硝酸盐)
三、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染
1．空气中SO2和NO2的主要来源
(1)燃料的燃烧和矿物的冶炼
(2)汽车尾气
2．SO2和NO2的危害
(1)直接危害人体健康
(2)形成酸雨，危害更大
(3)NO2是造成光化学烟雾的主要因素
3．防治酸雨措施
(1)开发新能源
(2)对含硫燃料进行脱硫处理。
1．对于NO2通入水中的反应，下列说法不正确的是(　　)
A．NO2是氧化剂，水是还原剂
B．NO2既是氧化剂，又是还原剂
C．3 mol NO2参加反应中转移的电子为2 mol
D．V L NO2溶于水后，剩余气体V/3 L
答案　A
解析　根据反应分析，只有氮元素的化合价有变化，所以，NO2既是氧化剂，又是还原剂，3 mol NO2反应转移的电子为2 mol，剩余气体的体积是NO2体积的1/3。
3 O2＋H2O2H 失去2×e－O3＋ 得到2e－O
方法技巧　(1)转移的电子数等于升高或降低的总价数，而不是两者之和。
(2)判断是否为氧化还原反应要看元素化合价是否有变化，判断氧化剂、还原剂要看元素化合价是升高还是降低。
2．盛有18 mLNO2、O2混合气体的试管倒立于水槽中，充分反应后剩余3 mL气体，则O2的体积可能为多少？
答案　6 mL或1.8 mL
解析　分析剩余气体的可能性，设V(O2)为反应的O2体积。
(1)若O2过量：4NO2＋O2＋2H2O4HNO3
41
V(O2)＝V(NO2)或V(NO2)＝4V(O2)
4V(O2)＋V(O2)＋3 mL＝18 mL
V(O2)＝3 mL
O2总体积＝3 mL＋3 mL＝6 mL
(2)若NO2剩余：3NO2＋H2O2HNO3＋NO
9 mL3 mL
4NO2＋O2＋2H2O4HNO3
4　　　1
V(O2)＋4V(O2)＋9 mL＝18 mL
V(O2)＝1.8 mL
误区警示　NO2与O2的体积比大于4∶1时，NO2过量，但剩余的气体却是NO，解题时应特别注意。
备课资源　向盛15 mL NO气体、倒立于水槽的试管中，通入O2，充分反应后，试管中剩余气体3mL，请问通入的O2体积可能是多少？
答案　9 mL或14.25 mL
解析　此题属于混合气体与水反应的计算，应分类讨论NO、O2分别过量时的情况。
(1)若NO过量，则剩余NO为3 mL.
4NO　　＋　　3O2　　＋　　2H2O　　4HNO3
4 mL3 mL
(15－3)mLV(O2)
V(O2)＝9 mL
(2)若O2过量，则剩余3 mL为O2。
4NO　　＋　　3O2　　＋　　2H2O　　4HNO3
4 mL　3 mL
15 mL　　V(O2)－3 mL
V(O2)＝14.25 mL
方法规律　可用电子守恒法计算
①若NO过量，则由电子守恒知：
4V(O2)＝(15－3)×(5－2)　V(O2)＝9 mL
②若O2过量　则由电子守恒知：
4(V(O2)－3)＝15×(5－2)　V(O2)＝14.25 mL。
备课资源　将装有50 mL NO2、NO混合气体的量筒倒立于水槽中，反应后气体体积缩
小为30 mL，则原混合气体中NO2和NO的体积比是(　　)
A．5∶3 B.3∶5 C.3∶2 D.2∶3
答案　C
解析　设混合气体中NO2的体积为x。
差量法：
3NO2＋H2O2HNO3＋NO　 △V
3 mL1 mL3 mL－1 mL＝2 mL
x50 mL－30 mL＝20 mL
＝　x＝30 mL
则原混合气体中NO为50 mL－30 mL＝20 mL
所以：V(NO2)∶V(NO)＝30∶20＝3∶2
方法规律　根据化学方程式，运用差量法进行计算。
3．空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全
民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是(　　)
A．推广使用燃煤脱硫技术，防止SO2污染
B．实施绿化工程，防治扬尘污染
C．研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染
D．加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应量
答案　D
解析　石化燃料属不可再生资源并且它们的燃烧过程都会生成对大气产生污染的有害气体，如SO2等，因此不符合“蓝天工程”的要求。
技巧点拨　对于环境的治理，要从根本上解决，则需控制污染源，减少污染物的排放，
因此在答题时要从这一点出发去考虑分析，就比较容易得出正确结论。
1．最新的研究表明：一氧化氮吸入治疗法可快速改善SARS重症患者的缺氧状况，缓解病情。病毒学研究同时证实，一氧化氮对SARS病毒有直接抑制作用。下列关于一氧化氮
的叙述正确的是(　　)
A．一氧化氮是一种红棕色的气体
B．常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合
C．含等质量氧元素的一氧化氮与一氧化碳的物质的量相等
D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集
答案　C
解析　NO是一种无色、难溶于水的气体，常温下易与O2反应生成NO2。
2．下述做法能改善空气质量的是(　　)
A．以煤等燃料作为主要生活燃料
B．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源
C．鼓励私人购买和使用汽车代替公交车
D．限制使用电动车
答案　B
解析　以煤等燃料作为主要生活燃料时会产生大量空气污染物；私人汽车代替公交车会使汽油消耗量增加，带来的空气污染物增多，限制使用电动车会增加有害气体的排放，故只能选B。
3．Murad等三位教授最早提出NO分子在人体内有独特功能，并荣获1998年诺贝尔医
学及生理学奖。关于NO的下列叙述不正确的是(　　)
A．NO可以是某些含低价氮物质的氧化产物
B．NO不是亚硝酸酐
C．NO可以是某些高价氮物质的还原产物
D．NO是红棕色气体
答案　D
解析　比NO中N元素化合价低的还有－3、＋1价，比NO中N元素化合价高的还有＋3、＋4、＋5价，所以A、C说法是正确的；而亚硝酸酐是N2O3；NO应该是无色气体。
4.
如图所示，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，原来试管中盛装的可能是什么气体(　　)
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．只能是NO2一种气体
答案　B
5．同温同压下，在三支同体积的试管中分别充有等体积混合的两种气体，它们是①NO和NO2，②NO2和O2，③HCl和N2。现将三支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩
余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列关系正确的是(　　)
A．V1＞V2＞V3 B.V1＞V3＞V2
C．V2＞V3＞V1 D.V3＞V1＞V2
答案　B
解析　设试管体积为6，(1)NO不与H2O反应，由反应3NO2＋H2O2HNO3＋NO知，3体积的NO2与H2O反应后，生成1体积NO，此时剩余NO的体积与原来气体的体积比为，共余4体积。(2)由反应4NO2＋O2＋2H2O4HNO3可知等体积的NO2与O2混合溶于水时O2过量，则剩余O2与原来总体积的比为，即共余体积。(3)N2不溶于水也不与水反应，HCl能够完全溶解于水，剩余气体体积为原来的一半，即3体积。显然剩余气体关系为V1＞V3＞V2。
备课资源　将盛有N2和NO2(无N2O4)混合气体的试管倒立于水中，经过足够长的时间后，试管内气体的体积缩小为原体积的一半，则原混合气体中氮气和二氧化氮的体积比是(　　)
A．1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.3∶1
答案　C
解析　将试管倒立于水中，只有NO2和H2O反应，生成的NO与不反应的N2为剩余气体。设原气体的体积为V，设NO2的体积为x，根据差量法求解：
3NO2＋H2O2HNO3＋NO　体积减少
3　　　　　　　2
x　　　　 　
解得：x＝
故V(N2)＝V－＝
故＝
备课资源　已知氮的氧化物跟NaOH溶液发生的化学反应如下：
2NO2＋2NaOHNaNO3＋NaNO2＋H2O
NO2＋NO＋2NaOH2NaNO2＋H2O
现有m mol NO2和n mol NO组成的混合气体，要用NaOH溶液使其完全吸收无剩余气
体，现用浓度为a mol/L的NaOH溶液，则需此NaOH溶液的体积是(　　)
A. L B. L
C. L D. L
答案　D
解析　根据原子守恒解题。
6．把少量的NO2气体通入过量的小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有过氧化钠颗
粒的干燥管，最后收集到的气体是(　　)
A．O2 B.NO2
C．NO2和O2 D.CO2和NO
答案　C
解析　NO2气体与水反应生成HNO3和NO，HNO3与NaHCO3反应生成NaNO3、H2O和CO2。因此，通入过量的小苏打溶液得到的气体是NO和CO2的混合气体。此混合气体中的CO2能与Na2O2反应，生成Na2CO3和O2，而O2会氧化NO生成NO2。发生的反应如下：6NO2＋2H2O4HNO3＋2NO,4NaHCO3＋4HNO34NaNO3＋4H2O＋4CO2↑，4Na2O2＋4CO24Na2CO3＋2O2,2NO＋O22NO2。由于NO与O2之比为1∶1，氧气过量，故最后收集到的气体是NO2和O2。
备课资源　
利用如图所示的装置收集以下7种气体：①H2　②Cl2　③O2　④HCl　⑤NH3
⑥NO　⑦SO2　⑧NO2
(1)若烧瓶是干燥的，则由B口进气，可收集的气体有　　　　　，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。
答案　(1)②③④⑦⑧　①⑤　(2)①③⑥　A
(3)①②③④⑥⑦⑧　B
7．用仪器A、B和胶管组成装置收集NO气体(①仪器A已做气密性检查；②除水外不能选用其他试剂)。
正确的操作步骤是：　
　。
答案　在A中加满水，盖紧瓶塞，用胶管连接b和c接口，由a导入NO气体，水通过b和c排入B中
解析　NO气体不溶于水，可用排水法收集，要注意操作步骤的先后顺序，仪器组装的顺序一般是从左到右、从下到上。在A中加满水后的操作要注意a、b进出气的方向不能接反。
备课资源　汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NO及汽油、柴油等物质，这种尾气越来越成为城市空气污染的主要来源，必须予以治理。治理的方法之一是在汽车的排气管上将一个“催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂)。它的特点是使CO与NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，将促使汽油、柴油等物质充分燃烧及SO2的转化。
(1)汽车尾气中NO的来源是________。
A．汽油、柴油中含氮，是其燃烧产物
B．是空气中的N2与汽油、柴油的反应产物
C．是空气中的N2与O2在汽车气缸内的高温环境下的反应产物。
D．是汽车高温尾气导致了空气中N2与O2的化合反应
(2)写出CO与NO反应的化学方程式：　。
(3)“催化转化器”的缺点是在一定程度上提高了空气的酸度，其原因是　。
(4)控制或者减少城市汽车尾气污染的方法可以有____(多选)(　　)
A．开发氢能源B.使用电动车
C．限制车辆行驶D.使用乙醇汽油
答案　(1)C　(2)2CO＋2NO催化剂2CO2＋N2
(3)SO2转化为SO3，产生了硫酸酸雾　(4)ABD
解析　在催化剂作用下把CO和NO都转化为参与大气生态环境循环的无毒气体，即转化为N2和CO2：2NO＋2CO催化剂N2＋2CO2。同时SO2催化氧化为SO3，产生硫酸酸雾，从而提高了空气的酸度。控制城市空气污染源的主要方法是减少煤和汽油的使用。
8．将V mL NO和NO2的混合气体通过足量的水，充分反应后，得到一定体积的无色气体A。将此无色气体A与等体积的氧气混合，充分反应后，再通过足量的水，充分反应后还能收集到5 mL无色气体(以上气体体积均在相同状况下测定)。试回答：
(1)A是__________，其体积为______mL。
(2)计算确定V的取值范围：____________。
答案　(1)NO　20　(2)20解析　3NO2＋H2O2HNO3＋NO
4NO＋3O2＋2H2O4HNO3
依题意收集到5 mL气体为O2
因NO与O2等体积混合，则NO为20 mL
若V mL全部为NO，则为20 mL
若V mL全部为NO2，则为60 mL现V mL是NO和NO2的混合气体，所以2021世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网