高考化学总复习第四章非金属及其化合物4-4-1考点一氮气及其常见氧化物基础小题快练新人教版
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4-4-1 考点一 氮气及其常见氧化物1.将盛有12 mL NO 2和O 2的混合气体的量筒倒立于水槽中,充分反应后,还剩余2 mL 无色气体,则原混合气体中O 2的体积和剩余的2 mL 气体分别是( )A .1.2 mL ,NOB .2.4 mL ,O 2C .3.5 mL ,O 2D .4 mL ,NO解析:解题依据的化学反应原理:4NO 2+O 2+2H 2O===4HNO 3,3NO 2+H 2O===2HNO 3+NO 。
设O 2的体积为x ,剩余的气体有两种可能:①若剩O 2,则V 剩=x -14(12 mL -x )=2 mL ,解得x =4 mL ,B 、C 错误; ②若剩NO ,则V 剩=13[(12 mL -x )-4x ]=2 mL ,解得x =1.2 mL ,D 错误,A 正确。
答案:A2.如图,同温同压下,反应完全后有氧气剩余的是( )A .试管通入了40 mL NO 2和10 mL O 2B .试管通入了40 mL NO 和10 mL O 2C .试管通入了40 mL NO 、10 mL NO 2和10 mL O 2D .试管通入了10 mL NO 、20 mL NO 2和20 mL O 2解析:A 项,n (N)∶n (O)=4∶10,恰好完全反应;B 项,n (N)∶n (O)=4∶6,剩余气体为NO ;C 项,n (N)∶n (O)=5∶8,剩余气体为NO ;D 项,n (N)∶n (O)=3∶9,剩余气体为O 2。
答案:D3.室温时,在容积为a mL 的试管中充满NO 2气体,然后倒置在水中至管内水面不再上升时为止;再通入b mL O 2,则管内液面又继续上升,测得试管内最后剩余气体为c mL ,且该气体不支持燃烧。
则a 、b 、c 的关系是( )A .a =4b +3cB .a =4b +cC .a ∶b =4∶1D .a ∶b =4∶3解析:剩余气体不支持燃烧,故为NO 气体,即相当于NO 2与O 2混合作用于水时剩余3c mL NO 2,4NO 2+O 2+2H 2O===4HNO 34 1(a -3c ) b则4∶1=(a -3c )∶b整理得a =4b +3c 。
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4—4-1 考点一氮气及其常见氧化物一、氮及其氧化物的性质及其对环境的影响1.关于氮的变化关系图如图:则下列说法不正确的是()A.路线①②③是工业生产硝酸的主要途径B.路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径C.上述所有反应都是氧化还原反应D.上述反应中只有③属于氮的固定解析:工业上生产硝酸的流程是氮气和氢气生成氨气,氨气与氧气反应4NH3+5O2错误!4NO+6H2O路线①,一氧化氮与氧气反应2NO+O2===2NO2路线②,二氧化氮被水吸收3NO2+H2O===2HNO3+NO路线③,路线①②③是工业生产硝酸的主要途径,A正确;在放电条件下,氮气和氧气发生化合反应:N2+O2错误! 2NO路线Ⅰ;NO不稳定,易被氧气氧化为二氧化氮:2NO+O2===2NO2路线Ⅱ,二氧化氮溶于水生成硝酸:3NO2+H2O===2HNO3+NO路线Ⅲ,B正确;从氮的变化关系图可知:N从N2(0价)→NO(+2价)→NO2(+4价)→HNO3(+5价),都是氧化还原反应,C正确;上述反应中空气中的氮气转变为含氮化合物,符合氮的固定的定义,属于氮的固定,②③含氮化合物转变为其他物质,是氮的化合物之间的转化,不是氮的固定,D错误。
4-4-1 考点一 氮气及其常见氧化物1.将盛有12 mL NO 2和O 2的混合气体的量筒倒立于水槽中,充分反应后,还剩余2 mL 无色气体,则原混合气体中O 2的体积和剩余的2 mL 气体分别是( )A .1.2 mL ,NOB .2.4 mL ,O 2C .3.5 mL ,O 2D .4 mL ,NO解析:解题依据的化学反应原理:4NO 2+O 2+2H 2O===4HNO 3,3NO 2+H 2O===2HNO 3+NO 。
设O 2的体积为x ,剩余的气体有两种可能:①若剩O 2,则V 剩=x -14(12 mL -x )=2 mL ,解得x =4 mL ,B 、C 错误; ②若剩NO ,则V 剩=13[(12 mL -x )-4x ]=2 mL ,解得x =1.2 mL ,D 错误,A 正确。
答案:A2.如图,同温同压下,反应完全后有氧气剩余的是( )A .试管通入了40 mL NO 2和10 mL O 2B .试管通入了40 mL NO 和10 mL O 2C .试管通入了40 mL NO 、10 mL NO 2和10 mL O 2D .试管通入了10 mL NO 、20 mL NO 2和20 mL O 2解析:A 项,n (N)∶n (O)=4∶10,恰好完全反应;B 项,n (N)∶n (O)=4∶6,剩余气体为NO ;C 项,n (N)∶n (O)=5∶8,剩余气体为NO ;D 项,n (N)∶n (O)=3∶9,剩余气体为O 2。
答案:D3.室温时,在容积为a mL 的试管中充满NO 2气体,然后倒置在水中至管内水面不再上升时为止;再通入b mL O 2,则管内液面又继续上升,测得试管内最后剩余气体为c mL ,且该气体不支持燃烧。
则a 、b 、c 的关系是( )A .a =4b +3cB .a =4b +cC .a ∶b =4∶1D .a ∶b =4∶3解析:剩余气体不支持燃烧,故为NO 气体,即相当于NO 2与O 2混合作用于水时剩余3c mL NO 2,4NO 2+O 2+2H 2O===4HNO 34 1(a -3c ) b则4∶1=(a -3c )∶b整理得a =4b +3c 。
4-4-1 考点一 氮气及其常见氧化物
一、氮及其氧化物的性质及其对环境的影响
1.关于氮的变化关系图如图:
则下列说法不正确的是( )
A .路线①②③是工业生产硝酸的主要途径
B .路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径
C .上述所有反应都是氧化还原反应
D .上述反应中只有③属于氮的固定
解析:工业上生产硝酸的流程是氮气和氢气生成氨气,氨气与氧气反应4NH 3+5O 2=====催化剂
△
4NO +6H 2O 路线①,一氧化氮与氧气反应2NO +O 2===2NO 2路线②,二氧
化氮被水吸收3NO 2+H 2O===2HNO 3+NO 路线③,路线①②③是工业生产硝酸的主要
途径,A 正确;在放电条件下,氮气和氧气发生化合反应:N 2+O 2=====放电
2NO 路线Ⅰ;NO 不稳定,易被氧气氧化为二氧化氮:2NO +O 2===2NO 2路线Ⅱ,二氧化氮溶于水生成硝酸:3NO 2+H 2O===2HNO 3+NO 路线Ⅲ,B 正确;从氮的变化关系图可知:N 从N 2(0价)→NO(+2价)→NO 2(+4价)→HNO 3(+5价),都是氧化还原反应,C 正确;上述反应中空气中的氮气转变为含氮化合物,符合氮的固定的定义,属于氮的固定,②③含氮化合物转变为其他物质,是氮的化合物之间的转化,不是氮的固定,D 错误。
答案:D
2.下列说法正确的是( )
A .CO 、NO 、NO 2都是大气污染物,在空气中都能稳定存在
B .NO 可用于某些疾病的治疗
C .NO 2通入FeSO 4溶液中始终无明显现象
D .NO 是一种红棕色气体
解析:NO 易被氧化为NO 2;NO 2通入溶液中生成HNO 3,能把Fe 2+氧化成Fe 3+,溶液由浅绿色变成棕黄色;NO 为无色气体。
答案:B
3.随着我国汽车年销量的大幅增加,空气环境受到了很大的污染。
汽车尾气装置里,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示,下列说法正确的是( )
A .反应中NO 为氧化剂,N 2为氧化产物
B .汽车尾气的主要污染成分包括CO 、NO 和N 2
C .NO 和O 2必须在催化剂表面才能反应
D .催化转化总化学方程式为2NO +O 2+4CO=====催化剂
4CO 2+N 2
解析:反应过程中NO 、O 2为氧化剂,N 2为还原产物;汽车尾气中的N 2不是污染物;NO 和O 2的反应不需要催化剂;根据题中的图示,可将反应的过程分成如下两步写:2NO +O 2===2NO 2,2NO 2+4CO===N 2+4CO 2,将两步反应式合并可得总化学方程式为2NO
+O 2+4CO=====催化剂
4CO 2+N 2。
答案:D
4.已知化学反应:①2NO +2CO=====催化剂
N 2+2CO 2,②NO 2+SO 2
NO +SO 3。
下列说法正确的是( )
A .反应①可用于汽车尾气处理,NO 是还原剂,CO 2是氧化产物
B .反应②是非氧化还原反应,反应前后气体分子总数不变
C .反应②中,NO 2的氧化性比SO 2的氧化性强
D .利用上述两反应处理尾气,能达到保护环境要求
解析:反应①中N 元素的化合价由+2价降为0,被还原作氧化剂,A 错误;反应②中,N 、S 元素的化合价均发生了变化,为氧化还原反应,B 错误;反应②中的产物NO 、SO 3均是污染物,D 错误。
答案:C
5.下列反应必须加入氧化剂且一步反应就能完成的是( )
①N 2→NO 2 ②NO 2→NO ③NO 2→HNO 3 ④N 2→NO
⑤N 2→NH 3
A .①
B .②⑤
C .④
D .③④
解析:本题有两个要求:(1)必须加入氧化剂;(2)一步反应就能完成。
反应①、③、④从化合价角度来看都升高,但反应①N 2→NO 2不能一步反应完成;而反应③NO 2→HNO 3,虽然氮的化合价升高,但不加氧化剂也能实现,如3NO 2+H 2O===2HNO 3+NO ,在该反应中,NO 2既是氧化剂又是还原剂;只有反应④N 2→NO 必须加入氧化剂且一步反应就能完成。
答案:C
二、氮及其氧化物的简单计算
6.已知氮的氧化物跟NaOH 溶液发生的化学反应如下:
3NO 2+2NaOH===2NaNO 3+NO +H 2O ;NO 2+NO +2NaOH===2NaNO 2+H 2O ;现有m mol NO 2和n mol NO 组成的混合气体,要用NaOH 溶液使其被完全吸收无气体剩余,现有浓度为a mol ·L -1的NaOH 溶液,则需此NaOH 溶液的体积为( ) A.m a L B.2m 3a L C.m +n a L D.2m +n 3a L
解析:生成物不论是硝酸钠还是亚硝酸钠,根据原子守恒可知氢氧化钠的物质的量就是
NO2和NO的物质的量之和,则氢氧化钠是(m+n) mol,则氢氧化钠溶液的体积为(m+n)/a L。
答案:C
7.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,原来试管中盛装的气体是( )
A.可能是N2与NO2的混合气体
B.只能是O2与NO2的混合气体
C.可能是NO与NO2的混合气体
D.只能是NO2一种气体
解析:解答本题要注意以下两点:(1)明确氮气不溶于水,且常温下不与O2发生化学反应;(2)NO2可与水反应生成不溶于水的NO,NO2和NO分别与氧气按适当的比例可被水完全吸收。
答案:C
8.氮的氧化物(用NO x表示)是大气污染物,必须进行处理。
(1)汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NO x等物质,这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。
①汽车尾气中的CO来自于_____________________________,
NO来自于___________________________________________。
汽车尾气对环境的危害主要有____________________________
____________________________________________(至少填两种)。
②汽车尾气中的CO 、NO x 在适宜温度下采用催化转化法处理,使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体,反应的化学方程式可表示为___________________________________________。
(2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。
已知:4NH 3+6NO=====催化剂
△
5N 2+6H 2O,8NH 3
+6NO 2=====催化剂
△
7N 2+12H 2O 。
同温同压下,3.5 L NH 3恰好将3.0 L NO 和NO 2的混合气
体完全转化为N 2,则原混合气体中NO 和NO 2的体积之比是________。
(3)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理,若NO 与NO 2按物质的量之比1∶1被足量NaOH 溶液完全吸收后得到一种钠盐,该钠盐的化学式是________。
解析:(1)①汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应,当空气不足时,汽油不完全燃烧,会产生CO ;当空气过量时,N 2和O 2在放电或高温条件下反应生成NO 。
汽车尾气对环境的危害很大,可以形成硝酸型酸雨,导致光化学烟雾,产生温室效应。
②CO 、NO x 反应后
生成的无毒气体为CO 2和N 2。
(2)V (NO)+V (NO 2)=3.0 L ,23V (NO)+43
V (NO 2)=3.5 L ,则V (NO)=0.75 L ,V (NO 2)=2.25 L ,V (NO)∶V (NO 2)=1∶3。
(3)NO 中氮的化合价为+2价,NO 2中氮的化合物为+4价,二者1∶1混合时与NaOH 反应生成盐的化合价必然为+3价,即为NaNO 2。
答案:(1)①汽油的不完全燃烧 N 2与O 2在汽车汽缸内的高温环境下的反应 形成酸雨、导致光化学烟雾、产生温室效应(任写两种即可)
②2x CO +2NO x =====催化剂
△
2x CO 2+N 2
(2)1∶3 (3)NaNO 2。