2019-2020年高中化学人教版必修1学业分层达标训练：4.3.2二氧化氮和一氧化氮(含解析)

高中化学人教版必修1学业分层达标训练
4.3.2二氧化氮和一氧化氮
A[练基础]
1、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
2、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．H2O D．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不与NO2反应；由反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO知，水洗可除去NO中的NO2。

答案：C
3．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．H2O D．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、按图进行实验。

试管中装有12 mL NO，然后间歇而又缓慢地通入8 mL O2，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O2⑥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 ＋3O 2＋2H 2O===4HNO 3可得，剩余气体应为NO ，体积为4
3
mL ，试管内液面上升。

答案：C
7、在一定条件下，将充满NO 2和O 2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1
8，则原混合气体中NO 2
和O 2的体积之比可能是( )
①8:1 ②7:3 ③7:1 ④4:1 A ．①② B．①③ C．②③ D．②④
解析：反应为4NO 2＋O 2＋2H 2O===4HNO 3，设原气体体积为8 L ，则剩余气体为1 L 。

①若剩余的1 L 气体为O 2。

则V (NO 2)＝(45×7) L，V (O 2)＝(15×7
＋1) L 。

二者体积比为7:3。

②若剩余的1 L 气体为NO ，而上述反应后剩余3 L NO 2，则V (NO 2)＝(3＋45×5) L，V (O 2)＝(1
5
×5) L。

二者体积比为7:1。

解析：氮的氧化物与O 2混合通入水中，剩余气体只可能是NO 或O 2，不可能是NO 2，因为过量的NO 2会与水反应生成NO ，且形成溶液中的溶质为HNO 3。

,
答案：C
8、在一定条件下，将m 体积NO 与n 体积O 2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m
2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 ．3 2
B ．2 3
C ．8
3 D ．3
8
解析：由题意可知，容器内m
2体积的气体为NO 。

解法Ⅰ(化学方程式法)： 4NO ＋ 3O 2＋2H 2O===4HNO 3 4 3
m －m
2
n
(m －m
2
):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O 2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，N ＋2
O ―→H N
＋5
O 3，NO 失电子，O 02―→HN O －2
3，O 2得电子，则有(m －m
2)×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HNO 3溶液，而总反应式与N 2O 5＋H 2O===2HNO 3等效，据此可知参加反应的NO 和O 2中，N 与O 原子数之比一定为2:5，即N (N) :N (O)＝2:5得[(m －m
2)×1] :
[(m －m
2
)×1＋n ×2]＝2:5，解得m :n ＝8:3，故本题答案为C 。

答案：C
B 能力提升
9、某氮的氧化物和一氧化碳在催化剂的作用下充分反应，生成氮气和二氧化碳。

可消除CO 与该氮的氧化物的污染，若测得氮气和二氧化碳的物质的量之比为1∶2，则该氮的氧化物是（ ） A ．N 2O B ．NO C ．NO 2
D ．N 2O 5
解析 设氮氧化物的化学式为NO x ，由题意得：2NO x ＋2x CO =====催化剂
N 2＋2x CO 2。

N 2，CO 2的物质的量之比为1∶2，根据氧原子守恒得：x ＝1。

即NO x 为NO 。

答案 B
10、在一定温度和压强下将装有NO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3
5
，则原
混合气体中NO和NO2气体的体积比是 ( )
A．2∶3 B．3∶2
C．3∶5 D．5∶3
解析：考查有关化学方程式的计算。

本题考查了氮氧化物溶于水的有关计算，重点考查了氮氧化物的化学性质和差量计算的运用。

NO2和NO的混合气体通入倒立于水槽中盛满水的试管中，发生反应为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，充分反应后试管中剩下气体应为NO，这些NO来源于原气体中的NO和NO2与水反应生成的NO，体积减少是反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO前后气体体积变化造成的，每3体积NO2通入水中会生成1体积NO，减少2体积气体体积。

NO2和NO的混合气体通入倒立于水槽中盛满水的试管中发生反应为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO；设原混合的气体的体积是5，则反应后的气体体积是3；根据化学反应计算如下：
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ΔV(气体体积减少)
3 2
V(NO2) 2
3 v NO2＝
2
2
，求得：V(NO2)＝3，原气体中V(NO)＝5－3＝2，
所以原混合气体中NO2和NO的体积比为V(NO2)∶V(NO)＝3∶2。

故选A。

答案：A
11、两种大气污染物NO2和SO2在一定条件下可以发生如下反应：NO2＋SO2===NO＋SO3，在体积为V L的密闭容器中通入a mol NO2和b mol SO2，反应后容器内硫原子和氧原子个数比为 ( )
A．3b/a B．b/2[(a＋b)]
C．1/3 D．3b/(a＋3b)
解析：考查原子守恒在化学计算的应用的知识。

反应后容器内硫原子的物质的量n(S)＝n(SO2)＝b mol，氧原子的物质的量n(O)＝2n(NO2)＋2n(SO2)＝2a mol＋2b mol，原子个数之比等于物质的量之比，故反应后容器内硫原子和氧原子个数比为b mol÷2(a＋b)mol＝b/2[(a＋b)]，选项B正确。

答案：B
12、将含有m mL NO和n mL NO2气体的量筒倒立于水槽中，然后通入m mL O2，则充分反应后量筒内气体的体积可能为 ( )
①n－m
3
mL ②
m－n
4
mL ③0 mL④
n－m
4
mL ⑤
m－n
3
mL
A．①②③ B．①④⑤
C．①②⑤ D．③④⑤
解析：可能发生反应有4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3,4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，故NO与NO2按1∶1混合的总反应为：NO＋NO2＋O2＋H2O===2HNO3，最后不剩余气体，气体的体积是0 mL，③正确；若充有m mL NO和n mL NO2的量筒倒立于水槽中，然后通入m mL O2，m>n，先按总反应发生，剩余NO、O2的体积是(m－n)mL，然后发生反应：4NO ＋3O2＋2H2O===4HNO3，根据方程式中二者的消耗关系可知NO完全反应，氧气剩余，过量的氧气的体积是1(m－n)/4 mL，②正确；若m<n，先按总反应进行，NO2有剩余，剩余NO2的体积为n mL－m mL＝(n－m)mL，再发生3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，故生成NO的体积为1/3(n－m)mL，①正确，故充分反应后量筒内气体的体积可能为①②③，选项A正确。

答案:A
13、在一定温度和压强下，将一个容积为15 mL的试管充满NO2后，倒置于一个盛水的水槽中，当试管内液面上升至一定高度不再变化时，相同条件下再通入O2，若要使试管内液面仍保持在原高度，则应通入O2体积为 ( )
A．3.75 mL B．7.5 mL
C ．8.75 mL
D ．10.5 mL
解析：由反应3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 可知，15 mL NO 2与水反应后生成5 mL NO ，通入O 2后将发生反应：4NO ＋3O 2＋2H 2O===4HNO 3,5 mL NO 完全反应，需通入O 2的体积为5 mL×3
4＝3.75 mL ，若要使试管内
液面仍保持在原高度，通入的O 2需与5 mL NO 完全反应后仍剩余5 mL ，故应通入8.75 mL O 2，C 项正确。

答案：C
14．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SO 2；氯水具有漂白性，则Y 是Cl 2；NO 2是硝酸工业和汽车尾气的有害成分，且易溶于水，Z 是NO 2。

答案：
(1)2SO2＋O2催化剂
△2SO3
(2)Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
(3)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
15．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 ＋O 2===2NO 2
(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)
3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO
14．某研究性学习小组的一个课题是“NO 2能否支持木条的燃
烧？”由于实验室中没有现成的NO 2气体，该小组的同学设计了两个
方案，方案一如图甲所示，方案二如图乙所示。

已知浓硝酸受热分解、金属和浓硝酸反应的方程式分别为：
4HNO 3(浓)=====△4NO 2↑＋O 2↑＋2H 2O ，Cu ＋4HNO 3(浓)=====△Cu(NO 3)2
＋2H 2O ＋2NO 2↑。

(1)方案一实验开始后木条上的火星逐渐熄灭。

有的同学得出
“NO2不能支持木条的燃烧”的结论。

你认为这一结论是否正确？________(填“正确”或“不正确”)，理由是________。

(2)硝酸铜固体加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为____________________；将生成的气体通入水中的现象是__________________。

(3)方案二实验中当集气瓶充满红棕色气体时，木条复燃了。

有的同学得出“NO2能支持木条的燃烧”的结论。

你认为这一结论是否正确？________(填“正确”或“不正确”)，理由是________________________________。

(4)为了更直接说明“NO2能否支持木条燃烧”这一问题，请你重新设计一个简单的实验方案，简述实验原理和主要操作：______________________________。

【解析】本题通过对比评价两套实验方案锻炼学生的评判思维，最后又增设开放性问题让学生自我设计新方案，培养了学生的创新能力。

方案一中由于水蒸气的存在会影响实验结果的判断，方案二中虽然混有O2，但考虑到空气的组成比例与之相似，因而可以证明。

最后实验设计要除去NO2中的水蒸气，利用纯净的NO2做实验可充分证明“NO2能支持燃烧”。

【答案】(1)不正确带火星的木条熄灭可能是由于加热时产
生大量水蒸气所致
(2)2Cu(NO 3)2=====△2CuO ＋4NO 2↑＋O 2
↑ 无气体剩余 (3)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NO 2不支持燃烧，则木条不会复燃
(4)用金属铜与浓硝酸反应制取NO 2气体，并用浓硫酸或无水氯化
钙进行干燥，再将带火星的木条伸入二氧化氮中观察现象。