高中化学432第2课时二氧化氮和一氧化氮讲义练习新人教版必修1.docx
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高中化学432第2课时二氧化氮和一氧化氮讲义练习新人教版必修1
二氧化氮和一氧化氮 二氧化硫和二氧化氮对大气的污染
课程目标
1．了解NO、NO2的性质。
2．了解SO2、NO、NO2对环境质量的影响。
3．能对NO、NO2、O2溶于水进行简单计算。
图说考点,
[新知预习]
一、氮气、一氧化氮和二氧化氮
1．物理性质
N2
NO
NO2
色、态
无色气体
无色气体
红棕色气体
气味
无味
无味
有刺激性气味
密度（与空气相比）
略小
略大
大
溶解性
不溶于水
不溶于水
与水反应
毒性
无毒
有毒
有毒
2.化学性质
N2
NO
NO2
有关反应的化学方程式为：
a.N2＋O2
2NO；
b.2NO＋O2===2NO2；
c.3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
二、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染
1．酸雨
2．SO2和NO2的主要来源、危害和防治
[即时性自测]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
（1）空气中N2的体积分数约为78%。
（ ）
（2）N2在高温条件下与O2发生燃烧生成NO。
（ ）
（3）NO在空气中易转化为红棕色NO2。
（ ）
（4）NO2与H2O的反应，NO2只作氧化剂。
（ ）
（5）空气质量日报报道的大气污染物是CO2、SO2、氮氧化物、固体悬浮颗粒。
（ ）
（6）pH<7的降雨均为酸雨。
（ ）
（7）光化学烟雾是由SO2直接造成的大气污染现象。
（ ）
答案：
（1）√
（2）× （3）√ （4）× （5）× （6）× （7）×
2．关于氮气的性质说法中，错误的是（ ）
A．氮在自然界中既以游离态存在又以化合态存在
B．通常情况下，氮气性质很不活泼
C．可在氧气中燃烧生成一氧化氮
D．大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环
解析：
通常情况下氮气的性质很不活泼，在放电或高温条件下，能跟氧气反应。
答案：
C
3．下列变化过程属于物理变化的是（ ）
A．活性炭使红墨水褪色
B．雷雨天氮气与氧气化合
C．二氧化氮溶于水
D．酸雨侵蚀建筑物
答案：
A
4．在NO2与水的反应中，水的作用是（ ）
A．是还原剂B．既是氧化剂又是还原剂
C．是氧化剂D．既不是氧化剂又不是还原剂
答案：
D
5．为除去混入NO中的少量NO2，应将气体通过（ ）
A．Na2CO3溶液B．NaHCO3溶液C．H2OD．浓硫酸
解析：
通过A、B两项都会生成CO2，导致带入新的杂质；H2SO4不和NO2反应；由反应：
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO知，水洗可除去NO中的NO2。
答案：
C
6．大气污染是环境污染的一个重要方面，常见的大气污染可分为一次污染和二次污染，二次污染是排入环境中的一次污染物在物理化学因素或生物作用下发生变化，或与其他物质发生反应，生成新的污染物。
有下列物质：
①SO2；②NO；③NO2；④CO2，其中不易导致二次污染的是（ ）
A．①②③④B．①③C．②④D．④
答案：
D
提升点一 氮的氧化物性质及有关计算
[例1] 按图进行实验。
试管中装有12mLNO，然后间歇而又缓慢地通入8mLO2，下列是有关最终状态的描述：
①试管内气体呈棕色 ②试管内气体呈无色 ③试管内液面不变 ④试管内液面上升 ⑤试管内气体是O2 ⑥试管内气体是NO
其中正确的是（ ）
A．①③ B．②④⑤ C．②④⑥ D．②③⑤
【解析】 由反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可得，剩余气体应为NO，体积为
mL，试管内液面上升。
【答案】 C
注意：
学会对化学实验的定性描述和定量计算。
[提升1] 在一定条件下，将充满NO2和O2的试管倒立于水槽中，充分反应后，剩余气体体积为原混合气体体积的
，则原混合气体中NO2和O2的体积之比可能是（ ）
①8:
1 ②7:
3 ③7:
1 ④4:
1
A．①②B．①③C．②③D．②④
解析：
反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，设原气体体积为8L，则剩余气体为1L。
①若剩余的1L气体为O2。
则V（NO2）＝（
×7）L，V（O2）＝（
×7＋1）L。
二者体积比为7:
3。
②若剩余的1L气体为NO，而上述反应后剩余3LNO2，则V（NO2）＝（3＋
×5）L，V（O2）＝（
×5）L。
二者体积比为7:
1。
答案：
C,氮的氧化物与O2混合通入水中，剩余气体只可能是NO或O2，不可能是NO2，因为过量的NO2会与水反应生成NO，且形成溶液中的溶质为HNO3。
[提升2] 在一定条件下，将m体积NO与n体积O2先后通入倒立在水中且盛满水的容器中，充分反应后，容器内残留
体积的气体，该气体与空气接触后变为红棕色，则m与n的比值为（ ）
A．32B．23C．83D．38
解析：
由题意可知，容器内
体积的气体为NO。
解法Ⅰ（化学方程式法）：
4NO ＋ 3O2＋2H2O===4HNO3
4 3
m－
n
（m－
）:
n＝4:
3，解得m:
n＝8:
3。
解法Ⅱ（得失电子守恒法）：
从整个反应过程看，NO与O2混合后溶于水是氧化还原过程，故得失电子数相等，在该过程中，
O―→H
O3，NO失电子，
2―→HN
3，O2得电子，则有（m－
）×3＝n×2×2，解得m:
n＝8:
3。
解法Ⅲ（原子守恒法）：
由题意知反应后所得溶液为HNO3溶液，而总反应式与N2O5＋H2O===2HNO3等效，据此可知参加反应的NO和O2中，N与O原子数之比一定为2:
5，即N（N）:
N（O）＝2:
5得[（m－
）×1]:
[（m－
）×1＋n×2]＝2:
5，解得m:
n＝8:
3，故本题答案为C。
答案：
C
[关键能力]
氮氧化物的计算类型
1．相关反应原理：
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO①
2NO＋O2===2NO2②
由方程式①×2＋②得：
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3③
由方程式①×2＋②×3得：
4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3④
2．计算类型：
①NO2（或NO2与NO的混合气体）气体溶于水（反应①）利用气体体积差法进行计算。
V剩＝V（NO）原＋
V（NO2）。
②NO2与O2的混合气体溶于水（反应③）。
当V（NO2）:
V（O2）
③NO与O2的混合气体溶于水（反应④）
当V（NO）:
V（O2）
提升点二 常见大气污染的类型
[例2] 在汽车尾气净化装置里，气体在催化剂表面吸附与释放的过程如图所示。
下列说法正确的是（ ）
A．NO是该过程的中间产物
B．NO和O2必须在催化剂表面才能反应
C．汽车尾气的主要污染成分包括CO2和NO
D．汽车尾气的主要污染物是CO和NO
【解析】 NO2是该过程的中间产物；NO和O2的反应不需要催化剂；汽车尾气的主要污染成分包括CO和NO。
【答案】 D
[提升3] 下图所示是酸雨的形成示意图。
根据图示回答下列问题。
（1）下列气体容易形成酸雨的是________。
A．CO2 B．SO2 C．N2 D．NO2
（2）现有雨水样品1份，每隔一段时间测定该雨水样品的pH，所得数据如下：
测试时间/h
0
1
2
3
4
雨水的pH
4.73
4.63
4.56
4.55
4.55
分析数据，回答下列问题：
①雨水样品的pH变化的原因是
________________________________________________________________________
（用化学方程式表示）。
②如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合，pH将变________，原因是_______________________（用化学方程式表示）。
（3）下列措施中，可减少酸雨产生的途径的是________（填字母）。
①少用煤作燃料 ②把工厂烟囱造高 ③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加石灰 ⑤开发新能源
A．①②③B．②③④⑤C．①③⑤D．①③④⑤
解析：
（1）SO2、NO2易形成酸雨。
（2）①酸雨放置时pH变小，其原因是雨水中的H2SO3被空气中氧气氧化所致：
SO2＋H2OH2SO3,2H2SO3＋O2===2H2SO4。
②雨水和自来水混合，应考虑H2SO3与Cl2（或HClO）的反应：
SO2＋2H2O＋Cl2===H2SO4＋2HCl（或H2SO3＋HClO===H2SO4＋HCl）。
因此雨水与自来水混合后溶液pH将变小。
（3）减少酸雨的产生需减少SO2的排放，将煤转化为清洁能源（如煤的气化和液化），燃料脱硫、固硫，开发不含硫的新能源（如氢能、核能等），都是有力措施。
因此①③⑤正确。
答案：
（1）BD
（2）①SO2＋H2OH2SO3,2H2SO3＋O2===2H2SO4 ②小 Cl2＋2H2O＋SO2===H2SO4＋2HCl（或H2SO3＋HClO===H2SO4＋HCl）
（3）C
SO2和NOx污染的防治方法——SO2和NOx的吸收
（1）NaOH溶液吸收
SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
（2）氨气吸收
2NH3＋H2O＋SO2===（NH4）2SO3
8NH3＋6NO2
7N2＋12H2O
4NH3＋6NO
5N2＋6H2O,
[关键能力]
常见的大气污染类型
类型
形成原因
主要危害
温室效应
大气中CO2含量不断增加
全球变暖，冰川融化
酸雨
SO2和氮氧化物的排放
使土壤酸化，腐蚀建筑物等
光化学烟雾
氮氧化物和碳氢化合物的排放
危害人体健康和植物生长
臭氧空洞
氮氧化物和氟氯代烃的排放
地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧
NO在臭氧空洞形成过程中的作用：
NO在破坏臭氧层的过程中可发生如下反应：
NO＋O3―→NO2＋O2
NO2＋O―→NO＋O2
总反应方程式为O3＋O===2O2，从整个反应来看NO作催化剂。
1．环境污染已成为人类社会面临的重大威胁，各种污染数不胜数。
下列名词与环境污染无关的是（ ）
①白色垃圾 ②潮汐 ③酸雨 ④光化学烟雾 ⑤臭氧空洞
⑥可吸入颗粒物 ⑦赤潮 ⑧绿色化学
A．①⑦ B．②⑤
C．②⑧D．⑦⑧
解析：
潮汐是自然现象；白色垃圾主要是难降解的白色塑料，会造成土壤污染；酸雨是氮的氧化物和硫的氧化物造成的污染；光化学烟雾是氮的氧化物等排放造成的；臭氧空洞由氟氯烃等物质造成的；赤潮是水体的富营养化造成的，其危害是造成水中溶解氧减少，导致生物死亡。
答案：
C
2．最新的病毒学研究证实，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．一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到
D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集
解析：
NO是一种无色难溶于水的气体，可以用排水法收集。
常温常压下，NO容易与氧气直接化合生成NO2。
答案：
C
3．关于二氧化硫和二氧化氮叙述正确的是（ ）
A．两种气体都是无色有毒的气体，且都可用水吸收以消除对空气的污染
B．二氧化硫与过量的二氧化氮混合后通入水中能得到两种常用的强酸
C．两种气体都具有强氧化性，因此都能够使品红溶液褪色
D．两种气体溶于水都可以与水反应，且只生成相应的酸
解析：
二氧化氮跟水反应，生成硝酸和一氧化氮，二氧化硫溶于水生成亚硫酸，硝酸氧化亚硫酸生成硫酸。
二氧化硫的漂白原理不是利用强氧化性，二氧化硫也不具有强氧化性。
答案：
B
4．在标准状况下，将O2和NO2按14体积比充满干燥烧瓶，把烧瓶倒置于水中，瓶内液体逐渐上升，假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶液里溶质的物质的量浓度为（ ）
A.
mol·L－1 B.
mol·L－1
C.
mol·L－1D.
mol·L－1
解析：
设烧瓶的体积为VL，由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3知NO2的体积为
VL，又O2和NO2的体积比为14，所以最终液体充满整个烧瓶，溶液的体积为VL，NO2的物质的量为
VL÷22.4L·mol－1＝
Vmol，所以硝酸的物质的量浓度为
Vmol÷VL＝
mol·L－1。
答案：
C
5．酸雨形成的最主要原因是（ ）
A．森林遭乱砍滥伐，破坏了生态平衡
B．工业上大量燃烧含硫燃料
C．大气中二氧化碳的含量增多
D．汽车排出大量尾气
解析：
空气中硫的氧化物和氮氧化物随雨水降下就形成酸雨。
酸雨的形成主要是由于空气中SO2和NOx的增多。
在我国主要是SO2的增多。
空气中SO2的主要来源是①化石燃料（煤和石油产品）的燃烧；②含硫矿石的冶炼；③硫酸、磷肥、纸浆厂的工业废气。
目前，由于汽车用的燃料汽油、柴油等都经过了脱硫处理，所以形成酸雨的最主要原因是工业上大量燃烧含硫燃料。
答案：
B
练后感悟
（1）氮的氧化物是造成酸雨和臭氧层空洞的共同污染物。
（2）NO在破坏臭氧层的过程中可发生如下反应：
NO＋O3===NO2＋O2
NO2＋O===NO＋O2
总反应方程式为2O3===3O2，从整个反应来看NO作催化剂。
（3）NO使人中毒的原理与CO相似，被人吸入后与血红蛋白结合生成一氧化氮血红蛋白，从而使血红蛋白失去运输O2的能力。
课时作业23 二氧化氮和一氧化氮 二氧化硫和二氧化氮对大气的污染
授课提示：
对应学生用书128页
[练基础]
1．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了“蓝天工程”。
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．研制燃料电池汽车，减轻机动车尾气污染
D．加大石油、煤的开采速度，增加化石燃料的供应量
解析：
A项，燃煤脱硫后，煤燃烧产生的SO2减少，可防止SO2污染；B项，加强环境绿化，可防治扬尘污染；C项，研制燃料电池汽车，减少汽油、柴油的燃烧，使机动车尾气中的NOx和SO2减少，能减轻机动车尾气污染；D项，增加化石燃料的供应量，会向大气中排放更多的SO2、NOx等，更易导致大气污染。
答案：
D
2．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可以用向上排空气法收集
答案：
C
3．对3NO2＋H2O===2HNO3＋NO反应的下列说法正确的是（ ）
A．氧化剂与还原剂的质量比为1:
2
B．氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:
2
C．NO2是氧化剂，H2O是还原剂
D．在反应中若有6molNO2参与反应时，有3mol电子发生转移
答案：
A
4．在一定温度和压强下将装有N2和NO2混合气体的试管倒立在水中，经过足够的时间后，试管内气体体积缩小为原体积的
，则原混合气体中N2和NO2气体的体积比是（ ）
A．2:
3 B．3:
2
C．3:
5D．5:
3
解析：
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ΔV
3 1 2
V（NO2）
V
所以V（NO2）＝
V，V（N2）＝
V，V（N2）:
V（NO2）＝2:
3。
答案：
A
5．将40mLNO2和NO的混合气体通入倒立于水槽中盛满水的试管中，充分反应后试管中剩下20mL气体，则原混合气体中NO2和NO的体积比为（ ）
A．2:
1B．1:
3
C．3:
1D．1:
1
解析：
NO不溶于水，也不与水反应，NO2与水的反应为
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ΔV
312
＝30mL （40－20）mL
NO的体积为40mL－30mL＝10mL，则原混合气体中NO2和NO的体积比为31，C正确。
答案：
C
6．下列气体①N2；②O2；③NO2；④NO；⑤CO2；⑥CO中，属于大气污染物的是（ ）
A．③④⑥ B．①②③④
C．③④⑤⑥D．全部
解析：
氮的氧化物、硫的氧化物及CO是常见的大气污染物。
答案：
A
[提素养]
7．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，发现试管①内的水立刻沸腾了。
则液体A和气体B的组合不可能是下列的（ ）
A．亚硫酸钠溶液、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：
①中水沸腾说明①中气体压强减小，在C项中水与NO不反应，不能使气体压强减小。
答案：
C
8．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．O2B．NO2C．NO2和O2D．CO2和NO
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＋2H2O===4HNO3＋2NO,4NaHCO3＋4HNO3===4NaNO3＋4H2O＋4CO2↑，4Na2O2＋4CO2===4Na2CO3＋2O2,2NO＋O2===2NO2。
由于NO与O2物质的量之比为1:
1，氧气过量，故最后收集到的气体是NO2和O2。
答案：
C
9．将amLNO、bmLNO2、xmLO2混合于同一试管里，将试管口倒插于水中，充分反应后试管内气体全部消失，则用a、b表示x的代数式是（ ）
A．（a＋b）/2B．（2a＋b）/3
C．（3a＋b）/4D．（4a＋b）/5
解析：
氮的氧化物与O2和H2O反应生成HNO3时，只要满足氮的氧化物中的N与氮的氧化物中的O和O2中O之和的物质的量比为2:
5即可全部转化，没有气体剩余。
即：
＝
，解得x＝
。
答案：
C
10．同温同压下，在3支相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O2，③NO和N2。
现将3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>V3B．V1>V3>V2
C．V2>V3>V1D．V3>V1>V2
解析：
可假设试管体积均为2V，则每种气体的体积均为V；当倒置于水槽中时：
①中有反应：
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，则剩余气体的体积V1＝
V；②中有反应：
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，则剩余O2的体积V2＝
V；③中气体与水不反应，故试管中气体体积V3＝2V。
综上所述V3>V1>V2。
答案：
D
11．下列物质①氮氧化物 ②未完全燃烧的碳氢化合物 ③含铅化合物 ④二氧化硫 ⑤一氧化碳，其中属于汽车尾气成分的是（ ）
A．①②③④B．①②③⑤
C．②③④⑤D．全部
解析：
汽车尾气中的成分比较复杂，有不完全燃烧产生的CO、碳氢化合物、碳的固体颗粒，有N2和O2反应产生的NO、NO2，有汽油中的S元素与O2生成的SO2。
答案：
D
12．硝酸工业尾气中含有高浓度的NO和NO2，它们都是大气的重要污染物。
已知某厂排放的尾气中NO、NO2的体积比为1:
1，该厂采用NaOH溶液来处理该尾气，处理后所得溶液中只有一种含氮的钠盐。
则该含氮的钠盐中，氮元素的化合价为（ ）
A．－3价B．＋1价
C．＋3价D．＋5价
解析：
NO、NO2的体积比为1:
1，两者中氮的价态分别为＋2、＋4价，一个升高，一个降低，含氮钠盐中氮的价态是＋3价。
答案：
C
13．X、Y、Z三种气体都能对大气造成污染，在工业上都可以用碱液吸收。
已知X是化石燃料燃烧产物之一，是形成酸雨的主要物质；Y是一种单质，它的水溶液具有漂白作用；Z是硝酸工业和汽车尾气中的有害物质之一，能与水反应。
请写出下列物质反应的化学方程式。
（1）X在一定条件下与氧气反应________；
（2）Y与氢氧化钠溶液的反应________；
（3）Z与水的反应________。
解析：
据题意可知，形成酸雨的主要物质，是燃烧化石燃料所得，则X是SO2；氯水具有漂白性，则Y是Cl2；NO2是硝酸工业和汽车尾气的有害成分，且易溶于水，Z是NO2。
答案：
（1）2SO2＋O2
2SO3
（2）Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
（3）3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
14．为了有效实现NO和NO2的相互转化，设计如下实验：
按图组装好实验装置，并检查装置气密性，实验前用排水法收集半瓶NO气体。
（1）打开止水夹，推动针筒活塞，使O2进入烧瓶。
关上止水夹，首先观察到烧瓶中的现象：
__________________________________________，产生此现象的化学反应方程式为________________________________________。
（2）轻轻摇动烧瓶，观察到烧瓶中的现象为
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
产生此现象的化学反应方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：
（1）烧瓶中气体由无色变为红棕色
2NO＋O2===2NO2
（2）①烧杯中红棕色气体又变为无色
②烧杯中水倒吸到烧瓶中（或烧瓶中液面上升）
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
15．汽车尾气（含烃类、CO、SO2与NO等物质）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（用Pt、Pd合金作催化剂），它的特点是使CO和NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使汽油充分燃烧及SO2的转化。
（1）汽车尾气中导致酸雨形成的主要物质是
________________________________________________________________________。
（2）NO的危害在于________（填字母）。
A．破坏臭氧层
B．高温下能使一些金属氧化
C．造成酸雨
D．与人体血红蛋白结合
（3）写出在催化剂的作用下CO跟NO反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
（4）使用“催化剂转化器”的缺点是在一定程度上提高了排放废气的酸度，有可能促进了酸雨的形成，其原因是
_________________________
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