高中化学-二氧化氮和一氧化氮二氧化硫和二氧化氮对大气的污染练习层级一学业达标练1．酸雨是对呈酸性(pH小于5.6)降水的统称.下列说法错误的是( ) A．空气中的SO2溶于水，最终形成酸雨B．汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气都含有氮氧化物C．工业废水任意排放是造成酸雨的主要原因D．为了减少酸雨的形成，必须减少SO2的排放量，对燃料脱硫处理解析：选C 工业废水任意排放引起江河湖泊污染，而酸雨是由于SO2和NO2溶于水引起的.2．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∶2B．氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2C．NO2是氧化剂，H2O是还原剂D．在反应中若有6 mol NO2参与反应时，有3 mol电子发生转移解析：选A NO2既是氧化剂，又是还原剂，物质的量之比为1∶2，HNO3是氧化产物，NO是还原产物，物质的量之比为2∶1，由3 mol NO2参加反应转移电子2 mol，知6 mol NO2参加反应，有4 mol电子发生转移.3．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．①②③⑤C．②③④⑤D．全部解析：选D 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，汽油中的抗爆剂是含铅的化合物.4．环保部门测得某市空气里的成分有①N2，②O2，③CO2，④Ar，⑤SO2，⑥NO2，⑦可吸入碳颗粒.其中导致酸雨的是( )A．③⑤⑥B．⑤⑥C．④⑤⑦D．除①②以外解析：选B SO2、NO2易形成酸雨.5．一定条件下，将等体积NO和O2充入一试管，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积约为原总体积的( )A.14B．34C.18D．38解析：选C 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3；若NO和O2都取4体积，则反应后剩余O21体积，所以充分反应后剩余气体的体积约为原总体积的18 .6．(2019·四川南江中学高一期末)下列反应中，氮元素只表现出氧化性的是( ) A．一氧化氮与氧气反应B．二氧化氮与水反应C．浓硝酸与铜反应D．稀硝酸与氧化镁反应解析：选C A项发生的反应是2NO＋O2===2NO2，NO中N的化合价由＋2价→＋4价，化合价升高，因此NO中N元素表现还原性，故A错误；B项NO2与水反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NO2中一部分N化合价由＋4价→＋5价，化合价升高，被氧化，NO2中一部分N化合价由＋4价→＋2价，化合价降低，被还原，NO2中N既表现氧化性又表现还原性，故B错误；C项铜和浓硝酸反应Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，HNO3中N化合价由＋5价→＋4价，化合价降低，被还原，因此HNO3中N只表现氧化性，故C正确；D项发生反应MgO＋2HNO3===Mg(NO3)2＋H2O，反应中没有化合价的变化，不属于氧化还原反应，故D错误.7．形成酸雨的原理之一可简单表示如下：回答下列问题：(1)酸雨的pH________(填“＞”“＜”或“＝”)5.6.(2)D物质的化学式为________.(3)反应②的化学方程式为_____________________________________.(4)现有某地含酸雨水样1 m3，其中c(H＋)＝0.005 mol·L－1，若用生石灰处理该水样至中性，理论上需生石灰________kg.解析：A为SO2，B为SO3，C为H2SO4，D为H2SO3，第(4)题中CaO～H2SO4～2H＋0.056 kg 2 molm(CaO) 0.005 mol·L－1×1×103 L 解得m(CaO)＝0.14 kg.答案：(1)＜(2)H2SO3(3)2SO2＋O2催化剂△2SO3(4)0.148．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：__________________________________________________________________________________________.解析：把O2推入烧瓶，O2与NO反应，2NO＋O2===2NO2，NO2为红棕色，摇动烧瓶，NO2与水反应，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，烧瓶内气体压强减小，烧杯中的水被压入烧瓶.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层级二应试提能练9．下列关于氮气的说法中错误的是( )A．通常情况下N2性质很稳定，所以N2可以在电焊时作保护气B．N2＋O2=====高温2NO，该反应是汽车尾气造成污染的主要因素之一C．N2在空气中约占的质量比为45D．在反应3Mg＋N2=====高温Mg3N2中，N2作氧化剂解析：选C N2很稳定，常用作保护气；但在高温下N2与O2产生的NO易被氧化为NO2，故汽车尾气会造成环境污染；N2在空气中的体积含量约为45；N2与金属、H2反应时作氧化剂.10．下列说法中，正确的是( )A．NO2能与水反应生成硝酸，故NO2为酸性氧化物B．除去O2中混有的NO2，可将混合气体通过水，将NO2溶解C．NO2与溴蒸气的鉴别可用NaOH溶液，溶于NaOH溶液得无色溶液的是NO2，得橙色溶液的为溴蒸气D．NO2是大气污染物之一解析：选D A项前后无因果关系，故A项错误；除去O2中混有的NO2，将混合气体通过水，NO2溶解的同时又生成新的杂质NO，且NO又能与O2反应，故B项错误；NO2、溴蒸气分别与NaOH溶液作用均得无色溶液，所以NaOH溶液无法将NO2与溴蒸气区别开，C项错误.11．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：选C 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.12．把3体积的NO 2气体，依次通过下列3个分别装有足量①NaHCO 3饱和溶液，②浓硫酸，③Na 2O 2的装置后，用排水法把残留气体收集到集气瓶中，集气瓶内气体应是(同温同压下测定)( )A ．1体积NOB ．2体积NO 2和0.5体积O 2C ．2体积O 2D ．0.25体积O 2解析：选 D 本题涉及的化学过程如下：NO 2――→NaHCO 3溶液①⎩⎨⎧CO 2NO H 2O ――→浓硫酸②⎩⎨⎧NO CO 2――→Na 2O 2③⎩⎨⎧NO 2O 2――→H 2O④HNO 3、O 2(或HNO 3、NO). 第①步生成2体积CO 2、1体积NO ；第②步得到干燥的2体积CO 2、1体积NO ；第③步得到1体积NO 2、12体积O 2；第④步通入水中发生反应：4NO 2＋O 2＋2H 2O===4HNO 3，故氧气过量，最终剩余0.25体积氧气.13．a L CO 2气体通过足量Na 2O 2后，所得气体再与b L NO 混合时，可得到c L 气体(气体体积均在相同状况下测定)，下列表达式中，错误的是( )A ．若a <b ，则c <12(a ＋b )B ．若a <b ，则c >12(a ＋b )C ．若a >b ，则c ＝12(a ＋b )D ．若a ＝b ，则c ＝12(a ＋b )解析：选A a L CO 2气体通过足量Na 2O 2后，发生反应：2Na 2O 2＋2CO 2===2Na 2CO 3＋O 2，可知生成氧气体积为0.5a L ，所得气体与b L NO 混合发生反应：O 2＋2NO===2NO 2，二者恰好反应时0.5a L∶b ＝1∶2，则a ＝b ，此时生成NO 2体积c ＝2×0.5a ＝b ＝12(a ＋b )；若a <b ，则NO有剩余，由O 2＋2NO===2NO 2可知气体体积减少0.5a L ，故得到气体体积等于NO 的体积，则c＝b，c>12(a＋b)；若a>b，则O2有剩余，由O2＋2NO===2NO2可知气体体积减少量等于参加反应氧气的量，即气体体积减少0.5b L，故得到气体体积为0.5a L＋b L－0.5b L＝12(a＋b)，综上分析可知，A错误，B、C、D正确，故选A.14．将a mL NO、b mL NO2、x mL O2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表示的x的代数式是( )A.a＋b2B．2a＋b3C.3a＋b4D．4a＋b5解析：选C 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：a＋ba＋2b＋2x＝25，解得x＝3a＋b4.15．随着人类社会的发展，氮氧化物(NO x)已成为大气中的主要气态污染物之一.(1)超音速飞机排放的尾气是平流层中NO x的主要来源.它们破坏臭氧层的机理为：①O3――→光O＋O2②NO＋O3―→NO2＋O2③NO2＋O―→NO＋O2上述反应的总反应式为________，其中________是催化剂.(2)汽车尾气中含有NO x、CO和碳氢化合物等.①汽车尾气净化装置里装有催化剂，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如图所示. 尾气净化装置中发生的总反应化学方程式为____________________________________________________________________________________________________________.②NO x和碳氢化合物在阳光照射下发生光化学反应产生二次污染物的现象，称为“光化学烟雾”.有学者对某城市一天中光化学烟雾的变化情况进行测定，变化曲线如图所示.由图象可知，二次污染物有________等，醛和O3的峰值出现在14：00左右的主要原因是____________________________________________________________________________________________________________. (3)硝酸工业尾气中的NO x可用纯碱溶液吸收，有关的化学反应为：2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2NO＋NO2＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2现用0.5 L 2 mol·L－1的纯碱溶液恰好吸收一定量硝酸工业尾气中的NO x，吸收液质量增加44 g(设CO2全部排出).则NO2和NO的体积比为________.解析：(3)结合反应方程式知吸收NO x的物质的量为2 mol(形成的钠盐中相关的比例为Na～N)，同时产生1 mol CO2，由质量变化可推知2 mol NO x的质量为88 g，故可求出尾气中NO2与NO的体积比为7∶1.答案：(1)2O3=====催化剂3O2NO(2)①2NO＋O2＋4CO=====催化剂N2＋4CO2②醛与O3此时日光照射较强，光化学反应速率较快(3)7∶116．某研究性学习小组的一个课题是“NO2能否支持木条燃烧”，由于实验室中没有现成的NO2气体，该小组的同学设计了两个方案(忽略N2O4的存在，图中铁架台等夹持仪器均已略去).已知浓硝酸受热分解、金属和浓硝酸反应的方程式分别为4HNO3(浓)=====△4NO2↑＋O2↑＋2H2OCu＋4HNO3(浓)=== Cu(NO3)2＋2H2O＋2NO2↑.Ⅰ.实验装置如图1所示.实验开始后木条上的火星逐渐熄灭，有的同学得出“NO2不能支持木条燃烧”的结论.你认为这一结论________(填“正确”或“错误”)，理由是____________________________________________________________________________________________________________.Ⅱ.实验装置如图2所示.(1)硝酸铜固体受热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气，该反应的化学方程式是____________________________________________________________________________________________________________.(2)当集气瓶中充满红棕色气体时，木条复燃了，有的同学得出“NO2能支持木条燃烧”的结论.你认为这一结论________(填“正确”或“错误”)，理由是____________________________________________________________________________________________________________.Ⅲ.为了更直接说明“NO2能否支持木条燃烧”这一问题，请重新设计一个简单的实验方案，并简述实验原理和主要操作_______________________________.解析：Ⅰ.由实验开始后木条上的火星逐渐熄灭得出“NO2不能支持木条燃烧”的结论是错误的，因为带火星的木条熄灭可能是由于加热时产生的大量水蒸气造成的.Ⅱ.(1)根据硝酸铜固体受热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气，可知该反应的化学方程式为2Cu(NO3)2=====△2CuO＋4NO2↑＋O2↑.(2)由于硝酸铜分解产生的混合气体中氧气的体积分数与空气中氧气的体积分数基本相同，若NO2不支持燃烧，则木条不会复燃.因此“NO2能支持木条燃烧”的结论正确.Ⅲ.验证NO2能否支持燃烧，需要制取NO2气体，因此，选用金属铜和浓硝酸反应制取NO2气体，而且要将NO2气体净化.答案：Ⅰ.错误带火星的木条熄灭可能是由于加热时产生的大量水蒸气造成的Ⅱ.(1)2Cu(NO3)2=====△2CuO＋4NO2↑＋O2↑(2)正确硝酸铜分解产生的混合气体中氧气的体积分数与空气中氧气的体积分数基本相同，若NO2不支持燃烧，则木条不会复燃Ⅲ.用金属铜与浓硝酸反应制取NO气体，并用浓硫酸或无水氯化钙进行干燥，再将带火2中观察现象.星的木条伸入NO2。