2019_2020学年高中化学第四章非金属及其化合物第三节第2课时氮的氧化物大气污染物学案新人教版.docx

第2课时氮的氧化物大气污染物核心素养发展目标1.从氮的氧化物的类别及氮的化合价的角度认识氮的氧化物的主要性质、用途，体会性质决定用途的核心理念。2.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，熟知氮的氧化物溶于水的反应。3.知道氮的氧化物、SO2是主要的大气污染物及防治措施，理解硫酸型酸雨的成因，搞好环境保护。一、一氧化氮和二氧化氮的性质1一氧化氮的性质NO为无色无味的有毒气体，难溶于水，具有还原性，易被氧化：2NOO2=2NO2。故只能用排水法收集。2二氧化氮的性质(1)NO2为红棕色、有刺激性气味的气体，有毒，溶于水时与水发生歧化反应：3NO2H2O=2HNO3NO。故只能用向上排空气法收集。(2)NO2能与NaOH溶液反应，化学方程式为2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O。NO和NO2都不是酸性氧化物，NO与碱、酸都不能反应生成盐和水，属于不成盐氧化物；NO2与碱溶液发生氧化还原反应生成两种盐，也不属于酸性氧化物。例1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，不能用排水法收集答案C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。【考点】氮的氧化物【题点】一氧化氮的性质例2(2019天水一中期末)已知某厂排放的尾气中NO、NO2的体积比为11，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()A3B1C3D5答案C解析体积比为11的NO、NO2通入NaOH溶液中只生成一种产物，反应后的化合价应介于2价和4价之间，应为3价，发生反应的化学方程式为NONO22NaOH=2NaNO2H2O。【考点】氮的氧化物【题点】氮的氧化物的相关综合二、氮的氧化物和氧气、水的反应与计算1反应原理3NO2H2O=2HNO3NO2NOO2=2NO2由方程式2得：4NO2O22H2O=4HNO3由方程式23得：4NO3O22H2O=4HNO32计算类型例3将盛有N2和NO2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来的一半，则原混合气体中N2和NO2的体积比是()A11B12C13D31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。设原混合气体的体积为V，NO2的体积为x，根据差量法求解：3NO2H2O=2HNO3NOV减312x解得：x，V(N2)V，故。【考点】氮的氧化物溶于水的反应及应用【题点】氮的氧化物溶于水的计算例4一定条件下，将等体积的NO和O2的混合气体置于试管中，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积为原总体积的()A.B.C.D.答案C解析NO、O2、H2O之间的反应，先判断是否过量，若过量，找出剩余的气体，计算其体积是多少，最后算出剩余气体的体积占原总体积的分数。由方程式4NO3O22H2O=4HNO3计算，NO和O2等体积混合，剩余O2体积，是原混合气体的。【考点】氮的氧化物溶于水的反应及应用【题点】氮的氧化物溶于水的计算三、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染1SO2和NO2的主要来源、危害和防治2酸雨例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汽车排出大量尾气答案B解析空气中硫的氧化物和氮的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的主要来源是化石燃料(煤和石油产品)的燃烧；含硫矿石的冶炼；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。【考点】常见的环境污染与防治【题点】酸雨的形成与防治例6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，防治SO2污染B实施绿化工程，防止扬尘污染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A、B、C都是可采取的措施，在D中，若加大不可再生资源石油、煤的开采，会造成资源缺乏，同时会使空气中SO2、NOx的含量增加。【考点】常见的环境污染与防治【题点】大气污染及其防治相关链接常见的环境污染环境污染(或对环境的不良影响)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和氮氧化物的排放土壤酸化，腐蚀建筑物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赤潮和水华含磷洗衣粉的大量使用及废水的任意排放使藻类过度繁殖，水质恶化，发生在海水中为赤潮，淡水中为水华白色污染聚乙烯塑料的大量使用、任意丢弃破坏土壤结构和生态环境一氧化氮和二氧化氮都是有毒气体，重要的化学反应有(1)2NOO2=2NO2。(2)3NO2H2O=2HNO3NO。(3)4NO3O22H2O=4HNO3。(4)4NO2O22H2O=4HNO3。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)氮元素可形成五种价态的氧化物，其中4价的有NO2和N2O4两种()(2)NO和NO2的颜色、气味、水溶性不同，但它们都是有毒的气体()(3)NO具有较强的还原性，在空气中极易被氧化()(4)将盛满NO的试管打开塞子置于空气中，无色气体变为红棕色()(5)NO2易溶于水生成HNO3，故NO2是酸性氧化物()(6)NO2与H2O反应时，NO2作氧化剂，H2O作还原剂()(7)pH7的降雨均为酸雨()(8)温室效应主要是空气中SO2的含量升高造成的()(9)严格控制汽车尾气的排放，可有效减少氮氧化物对大气的污染()(10)光化学烟雾主要是由SO2造成的()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)【考点】氮的氧化物【题点】氮的氧化物的相关综合2依据下列描述，可判断某气体一定不是NO2的是()A某气体为红棕色B某无色气体遇到空气后变为红棕色C某气体易液化D某气体密度大于空气答案B解析遇到空气后变为红棕色的无色气体为NO。【考点】氮的氧化物【题点】二氧化氮的性质3对3NO2H2O=2HNO3NO反应的下列说法正确的是()A氧化剂与还原剂的质量比为12B氧化产物与还原产物的物质的量之比为12CNO2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【考点】氮的氧化物【题点】二氧化氮的性质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()A23B32C35D53答案A【考点】氮的氧化物溶于水的反应及应用【题点】氮的氧化物溶于水的计算5下列有关环境污染的说法不正确的是()A燃煤时加入适量生石灰，可减少废气中SO2的量BpH在5.67之间的降水通常称为酸雨C光化学烟雾的形成主要与NOx和碳氢化合物有关D含磷洗涤剂会导致水体污染答案B【考点】常见的环境污染与防治【题点】环境污染与防治6氮氧化物进入大气后，不仅会形成硝酸型酸雨，还可能形成光化学烟雾，因此必须对含有氮氧化物的废气进行处理。(1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下：NO2NO2NaOH=2NaNO2H2O，2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O。在反应中，氧化剂是_，还原剂是_。在反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为_。(2)在一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式：_。答案(1)NO2NO11(2)8NH36NO27N212H2O【考点】氮的氧化物【题点】氮的氧化物的相关综合题组一氮气与氮的氧化物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答案C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。【考点】氮气和氮的固体【题点】氮气的性质与用途2在二氧化氮被水吸收的反应中，发生还原反应和氧化反应的物质的量之比是()A31B13C12D21答案C解析二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，氧化剂和还原剂都是二氧化氮，发生还原反应和氧化反应的物质的量之比为12。【考点】氮的氧化物【题点】二氧化氮的性质3(2019扶余市一中期末)下列关于NO的叙述正确的是()ANO易溶于水，所以可用排空气法收集BNO是一种有刺激性气味的红棕色气体C常温常压下，含等质量氧元素的NO和CO的体积相等DNO不能通过化合反应获得答案C解析NO易于被氧气氧化，不能使用排空气法收集；NO是一种无色无味的气体；常温常压下，NO能与空气中的氧气直接化合生成二氧化氮。故选C。【考点】氮的氧化物【题点】一氧化氮的性质4下列关于氮的氧化物的说法中，正确的是()A氮的氧化物都是酸性氧化物B氮的氧化物都既有氧化性，又有还原性CNO2与H2O反应生成HNO3，所以NO2是酸性氧化物DNO和NO2均有毒答案D解析NO、NO2等不是酸性氧化物；N2O5中氮元素为最高价，只有氧化性；NO2与H2O反应生成HNO3时N的价态发生了变化，故NO2不是酸性氧化物。【考点】氮的氧化物【题点】氮的氧化物的相关综合5诺贝尔化学奖曾授予德国化学家GerhardErtl，以表彰他对固体表面化学研究过程中的重大发现。使CO、NOx等在铂表面发生化学反应转变成无毒气体，以减少汽车尾气中有毒气体的排放，正是此项研究的重要应用之一。下列有关说法不正确的是()ACO在铂表面被氧化生成CO2，铂起催化作用B汽车尾气中的NOx在铂表面发生反应的产物是N2CCO在铂表面可能和O2、NOx反应DNOx、CO、CO2均能与人体中的血红蛋白结合答案D解析CO、NOx在铂表面发生的反应为CONOxCO2N2(未配平)，也可能是CO与O2反应，此过程中铂作催化剂；CO2不能与人体中的血红蛋白结合。【考点】氮的氧化物【题点】氮的氧化物的相关综合题组二氮的氧化物溶于水的反应及应用6.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，原来试管中盛装的不可能是什么气体()A氮气与二氧化氮的混合气体B氧气与二氧化氮的混合气体C一氧化氮与二氧化氮的混合气体D二氧化氮一种气体答案A解析氮气不溶于水，在溶液中不能与氧气反应，水不能完全充满试管；氧气与二氧化氮混合倒立水面通入氧气，混合气体完全溶解，水充满试管；一氧化氮与二氧化氮混合倒立水面通入氧气，气体完全溶解，水充满试管；二氧化氮倒立水面通入氧气，气体完全溶解，水充满试管。【考点】氮的氧化物【题点】氮的氧化物溶于水的实验7在一定条件下，将m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水中且盛满水的容器内，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()A32B23C83D38答案C解析气体与空气接触后变为红棕色，说明反应后NO是过量的。NO和氧气同时通入水中的化学方程式是4NO3O22H2O=4HNO3，所以参加该反应的NO是，所以氧气的体积是n，所以m与n的比值为83。【考点】氮的氧化物【题点】氮的氧化物溶于水的计算8(2019兰州一中检测)将盛有1molNO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中，再通入0.4molO2，充分反应后，整个试管充满水。则原混合气体中NO与NO2体积比为()A12B37C25D无法确定答案B解析设1molNO和NO2的混合气体中有amolNO和(1a) molNO2，根据4NO3O22H2O=4HNO3和4NO2O22H2O=4HNO3可得：a0.4，解得a0.3，因此V(NO)V(NO2)37，故选B。【考点】氮的氧化物【题点】氮的氧化物溶于水的计算题组三常见的环境污染及防治9我国城市环境中的大气污染主要是()A二氧化碳、氯化氢、酸雨B二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、烟尘C二氧化氮、一氧化碳、氯气D二氧化硫、二氧化碳、氮气、粉尘答案B解析常见的大气污染物是氮的氧化物、硫的氧化物、一氧化碳及烟尘。【考点】二氧化硫和二氧化氮对大气的污染【题点】大气污染物及其来源10下列污染现象主要与二氧化硫有关的是()A酸雨B光化学烟雾C臭氧层空洞D温室效应答案A解析光化学烟雾主要是由汽车排出的氮氧化物、碳氢化合物等造成的；臭氧层空洞是由氟氯代烃等的排放引起的；温室效应主要是由大气中CO2含量的不断增加造成的。【考点】常见的环境污染与防治【题点】环境污染与保护11以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是()选项氧化物环境问题主要来源ACO2酸雨化石燃料的燃烧BSO2光化学烟雾汽车尾气的排放CNO2温室效应工厂废气的排放DCOCO中毒燃料的不完全燃烧答案D解析A项，二氧化碳是造成温室效应的气体，造成酸雨的气体是二氧化硫及氮氧化物，错误；B项，氮的氧化物是造成光化学烟雾的气体，错误；C项，二氧化碳是造成温室效应的气体，错误；D项，CO有毒，主要来自燃料的不完全燃烧，正确。【考点】常见的环境污染与防治【题点】环境污染与保护12在碳、氮、硫的氧化物中，许多是工业上重要的化工原料，但是当它们分散到空气中时，会带来很多环境问题。下列有关这些元素的氧化物的说法，不正确的是()A开发太阳能、水能、风能、氢能等新能源将有利于减少这些氧化物的产生B这些氧化物使雨水的pH7，我们把pH7的雨水称之为酸雨C氮与硫的氧化物还能直接危害人的身体健康，引发呼吸道疾病D“温室效应”与二氧化碳的排放有着直接的关系答案B解析正常雨水为二氧化碳的饱和溶液，其pH为5.6，pH小于5.6的雨水才为酸雨。【考点】常见的环境污染与防治【题点】环境污染与保护13某化学学习小组为探究NO2和SO2的反应，特进行如下实验(如下图所示)。(1)图1两集气瓶中_(填“上”或“下”)瓶颜色深。(2)图2中反应的现象是_。(3)图3中“有红棕色气体产生”说明SO2和NO2反应的产物中有_，说明NO2在该反应中显_性。(4)由图2和图3中的现象写出NO2和SO2反应的化学方程式：_。答案(1)下(2)两气体混合后，颜色消失(3)NO氧化(4)NO2SO2=NOSO3解析图3中反应生成的气体遇空气显红棕色，说明图2中反应生成了NO，即NO2和SO2反应，NO2转化为NO，表现氧化性，而SO2则表现还原性，被氧化，S元素化合价升高，只能变成6价，应转化为SO3。【考点】氮的氧化物【题点】氮的氧化物的相关综合14(2019甘肃省天水一中期末)下表是某城市某日空气质量报告：污染指数首要污染物空气质量级别空气质量状况55SO2良该市某校研究性学习小组对表中首要污染物SO2导致酸雨的成因进行探究。实验一：用下图所示装置进行实验。(1)A装置的作用是_。(2)实验过程中，B装置内石蕊试纸的颜色没有发生变化，C装置内湿润的蓝色石蕊试纸变成_色，说明SO2与水反应生成一种酸。(3)D装置的作用是_，写出反应的化学方程式_。实验二：(4)往盛有水的烧杯中通入SO2气体，测得所得溶液的pH_(填“”“”或“”)7，然后每隔1h测定其pH，发现pH逐渐变小