第三章 素养培优三 氮氧化物与O2、H2O反应的计算(教用版)-【创新教程】2025-2026学年高中化学必修第一册五维课堂同步复习（鲁科版2019）

　　.在反应②中,氧化剂和还原剂的物质的量 之比为　　　　. (２)汽车尾气中含有 CO和 NO,消除这两种物质 对大气的污染的方法是安装催化转化器,使它们 发生反应生成对大气无污染的气体,该反应的化 学方程式为 　 　. 解析:(１)在反应①中 NO２ 中的氮元素化合价降 低做氧化剂,NO 中的氮元素化合价升高做还原 剂;在反应②中氧化剂和还原剂都是 NO２,它们的物 质的量之比为１∶１.(２)根据质量守恒定律结合题 目信息可知,一氧化氮与一氧化碳反应后生成的 对大气无污染的物质应为氮气和二氧化碳. 答案:(１)NO２　NO　１∶１ (２)２NO＋２CO 催化剂 􀪅􀪅􀪅􀪅N２＋２CO２ １３．以下是氮循环的一部分: N２、O２ 雷电 ①→NO O２ ②→NO２ H２O ③→ NO→ A→ (１)通常状况下,NO２ 的颜色是　　　　. (２)反应①的化学方程式是 　 　. (３)NO２ 易溶于水,并和水发生化学反应.该反应 中,氧化剂是　　　　. (４)化合物 A的化学式是　　　　. (５)治理汽车尾气的一种方法是用催化剂使 NO 与CO发生反应:２NO＋２CO 催化剂 􀪅􀪅􀪅􀪅２CO２＋N２. 当生成２molN２ 时,被还原的 NO为 　 mol. 解析:(１)NO２ 的颜色是红棕色.(２)反应①是 N２ 和 O２ 在放电条件下的反应,化学方程式是 N２＋ O２ 放电 􀪅􀪅２NO.(３)NO２ 易溶于水,发生的反应是 ３NO２＋H２O􀪅􀪅２HNO３＋NO,该反应中 NO２ 的 氮元素化合价既有降低又有升高,NO２ 既是氧化 剂又是还原剂.(４)由３NO２＋H２O􀪅􀪅２HNO３ ＋NO 知 A 的 化 学 式 是 HNO３.(５)从 ２NO＋ ２CO 催化剂 􀪅􀪅􀪅􀪅２CO２＋N２ 看出 NO 和 N２ 的物质的 量之比为２∶１,则生成２molN２ 时反应的 NO 为 ４mol. 答案:(１)红 棕 色 　 (２)N２ ＋ O２ 放电 􀪅􀪅２NO　 (３)NO２ (４)HNO３　(５)４ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 [素养培优三]　氮氧化物与O２、H２O反应的计算 [核心素养] 　　通过氮氧化物与 H２O 反应及氮氧比物、O２ 与 H２O 反应原理的分析和探究建立氮氧化物与 O２、 H２O反应计算的模型,培养证据推理与模型认知核 心素养的形成. １．计算模板 ３NO２＋H２O􀪅􀪅２HNO３＋NO ① ２NO＋O２ 􀪅􀪅２NO２ ② 由方程式①×２＋②得: ４NO２＋O２＋２H２O􀪅􀪅４HNO３ ③ 由方程式①×２＋②×３得: ４NO＋３O２＋２H２O􀪅􀪅４HNO３ ④ ２．基本类型 (１)NO２ 和 O２ 的混合气体 NO２ 和 O２ 的混合气体溶于水时涉及反应③. 其计算如下表: x＝ V(NO２) V(O２) ０＜x＜４１ x＝ ４ １ x＞ ４ １ 反应情况 O２ 过量,剩 余气体为 O２ 恰好完全 反应 NO２ 过量, 剩余气体 为 NO (２)NO和 O２ 的混合气体 NO、O２ 的混合气体溶于水时涉及反应④. 其计算如下表: x＝V (NO) V(O２) ０＜x＜ ４ ３ x＝ ４ ３ x＞ ４ ３ 反应情况 O２ 过量,剩 余气体为 O２ 恰好反应, 无气体剩余 NO过量, 剩余气体 为 NO (３)NO、NO２、O２ 混合气体通入水中 ①可先求出 NO２ 和 H２O 反应生成的 NO 的体 积,然后按(２)进行分析计算. ②也可认为 NO 与 O２ 先反应生成 NO２,NO２ 再 与水反应.若 O２ 过量,则按(１)计算;若转化后无 O２,则按差量法计算. [例题]　现把盛有４８mLNO、NO２ 混合气体的容器 倒置于水中(同温同压),待液面稳定后.容器内气 体体积变为２４mL,则: (１)原混合气体中,NO是　　　　 mL,NO２ 是 　　　　 mL. (２)若在剩余的２４mL气体中,通入６mLO２,待液 面稳定后,容器内气体体积变为　　　　 mL. (３)若在剩余的２４mL气体中,通入２４mLO２,待 液面稳定后,容器内气体体积变为　　　　 mL. (４)若在原４８mLNO和 NO２ 气体中,通入 　 mLO２,倒置于水面上,气体会全部被吸收. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰２４１􀅰 化学(LK)􀅰必修第一册 [解析]　(１)设混合气体中 NO２ 的体积为x. ３NO２＋H２O􀪅􀪅２HNO３＋NO　ΔV ３ ２ x (４８－２４)mL 解得x＝３６mL,则V(NO)＝１２mL. (２)根据反应的化学方程式有 ４NO＋３O２＋２H２O􀪅􀪅４HNO３ ８mL　６mL 容器 内 剩 余 气 体 为 NO,体 积 为 (２４－８)mL＝ １６mL. (３)根据４NO~３O２ 知,２４mLNO只需消耗１８mL O２,所以反应后容器内剩余 O２ 的体积为(２４－１８) mL＝６mL. (４)根据反应的化学方程式有 ４NO　＋　３O２＋２H２O􀪅􀪅４HNO３ １２mL ９mL ４NO２＋O２＋２H２O􀪅􀪅４HNO３ ３６mL ９mL 故通入 O２ 的体积为１８mL. [答案]　(１)１２　３６　(２)１６　(３)６　(４)１８ ◉[探究体验] 实验室可用下列几组试剂制取少量 NH３:①固体 Ca(OH)２ 和 NH４Cl;②浓氨水和固体 CaO;③浓 氨水 请回答下列问题: (１)用上述三组试剂制取少量 NH３,需要加热的是 　　　　(填序号),第②组试剂中产生 NH３ 的化 学方程式可表示为 　. (２)下面的制取装置图中,方法①应选用装置　　 　　(填“A”或“B”,下同),方法②应选用装置　　 　　. (３)在制取后,如果要干燥氨气,应选用的干燥剂是 　　　　. A．稀硫酸　B．固体氢氧化钠　C．五氧化二磷 D．碱石灰 E．固体CaO F．无水CaCl２ (４)检验集气瓶中是否收集满氨气的方法是 　 　. (５)为防止环境污染,以下装置(盛放的液体为水) 可用于吸收多余 NH３ 的是　　　　(填序号). 解析:(１)①③需要加热,①组反应 为 ２NH４Cl＋ Ca(OH)２ △ 􀪅􀪅CaCl２＋２NH３↑＋２H２O. ②组反应为 NH３􀅰H２O＋CaO 􀪅􀪅Ca(OH)２＋ NH３↑,由于CaO＋H２O􀪅􀪅Ca(OH)２ 既消耗水, 又 放 出 热 量,Ca(OH)２ 电 离 出 OH－ ,增 大 了 c(OH－ ),减少了NH３ 的溶解,因此不必加热,即放 出 NH３.③组反应为 NH３􀅰H２O △ 􀪅􀪅NH３↑＋ H２O.(２)A 装置适用于固体与固体加热制气体,B 装置适用于液体与固体(或液体)不加热制气体. (３)NH３ 只能用碱性干燥剂,可以用 B、D、E干燥. (４)检验 NH３ 一般用湿润的红色石蕊试纸.(５)装 置①没有出气导管,装置③易引起倒吸. 答案:(１)①③　NH３􀅰H２O＋CaO􀪅􀪅Ca(OH)２ ＋NH３↑　(２)A　B　(３)B、D、E (４)将湿润的红色石蕊试纸靠近集气瓶口,若试纸 变蓝,说明 NH３ 已集满(或其他合理答案) (５)②④ ◉[变式训练] ４．下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂,其中 错误的是 (　　) A．①③ B．②③ C．①④ D．②④ 解析:A　[实验室制取氨气的方法有:铵盐与碱加 热制取氨气,常用 NH４Cl与 Ca(OH)２ 反应,固体 与固体反应,因为有水生成,试管口应略向下倾斜, ③错误;在浓氨水中加入 CaO,CaO 与水反应使溶 液中c(OH－ )增大,消耗了水,并且放出大量的热, 使 NH３􀅰H２O 分解放出氨气,②正确;加热浓氨 水,加快氨气挥发,④正确;①是错误的,因为氯化 铵分解生成的 NH３ 与 HCl冷却后又生成 NH４Cl, 不能得到 NH３.] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰３４１􀅰 第三章　物质的性质与转化