第01讲 氮氧化物与氧气、水反应的计算方法（重难点训练）化学苏教版必修第二册

第01讲 氮氧化物与氧气、水反应的计算方法 建议时间：20分钟 突破一 NO、NO2的性质与转化 1．对反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO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6 mol NO2参与反应时，有3 mol电子发生转移 【答案】A 【解析】该反应中NO2既是氧化剂又是还原剂，硝酸为氧化产物，NO为还原产物。硝酸与NO的物质的量之比为2∶1，还原剂(NO2)与氧化剂(NO2)的物质的量之比为2∶1。若有6 mol NO2参与反应，则转移4 mol电子。 2．最新病毒学研究证实，一氧化氮对SARS病毒有直接的抑制作用。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的气体 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是无色气体，不溶于水，易与O2化合生成NO2，在放电的条件下N2与O2化合生成NO。 3．下列有关NO2的说法中正确的是(　　) A．NO2能与水反应生成硝酸，在反应中NO2只是还原剂 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．在NO2与水的反应中氧化剂与还原剂的质量之比为1∶2 【答案】D 【解析】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溶液反应均得无色溶液，所以NaOH溶液无法鉴别NO2与溴蒸气，故C项错误。 4．实验室收集NO、NO2两种气体，下列收集方法正确的是( ) A．均可用排水法 B．均可用向上排空气法 C．NO用向上排空气法，NO2用排水法 D．NO用排水法，NO2用向上排空气法 【答案】D 【解析】A项，NO2气体能与水反应产生硝酸和NO，不能用排水法收集，A错误；B项，NO与O2反应产生NO2，所以NO不能用排空气方法收集，B错误；C项，NO与O2反应产生NO2，NO2气体能与水反应产生硝酸和NO，所以NO不能用向上排空气法，NO2不能用排水法收集，C错误；D项，NO难溶于水，因此可以用排水法收集；NO2与空气不反应，密度比空气大，所以可用向上排空气法，D正确；故选D。 突破二 一氧化氮和二氧化氮溶于水的实验探究 5．如图所示，在注射器里吸入20 mL NO(标准状况下)，然后吸入5 mL水。若再吸入30 mL空气(标准状况，按O2占空气总体积计算)，夹住弹簧夹，让内外大气压相同，观察现象。下列叙述不正确的是(　　) A．可观察到注射器内气体由无色变成红棕色，最后变成无色 B．可观察到注射器的活塞缓缓向右移动 C．最终剩余气体体积约为36 mL D．所得硝酸的浓度约为0.07 mol·L－1(假设所得硝酸的体积与吸入水的体积相同) 【答案】B 【解析】一氧化氮与氧气发生反应生成二氧化氮，二氧化氮与水发生反应生成硝酸和一氧化氮，反应的化学方程式分别为2NO＋O2===2NO2和3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，总反应的化学方程式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。注射器中一氧化氮的体积为20 mL，氧气的体积为30 mL×＝6 mL，标准状况下，气体体积之比等于其物质的量之比，根据4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可知氧气完全参与反应，消耗的氧气为6 mL，参与反应的一氧化氮为8 mL，最终剩余12 mL NO。注射器内气体先由无色变成红棕色，然后慢慢变浅，最终气体为无色，A项正确；反应后气体体积为12 mL＋(30 mL－6 mL)＝36 mL，体积减小，故反应过程中注射器的活塞缓缓向左移动，B项错误、C项正确；生成硝酸的物质的量为，故硝酸的浓度为≈0.07 mol·L－1，D项正确。 6．某同学设计实验探究NO2在水中的溶解性，注射器的容积为50 mL，充入20 mL NO，然后吸入5 mL水(如图所示)，夹紧弹簧夹，振荡注射器，观察现象1。打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹紧弹簧夹，观察现象2。振荡注射器，再观察现象3。下列有关叙述不正确的是(　　) A．现象1是无明显变化，说明NO难溶于水 B．现象2是气体变成红棕色，发生反应：2NO＋O2===2NO2 C．现象3是气体变成无色，注射器活塞向右移动 D．将注射器中的NO充分转化，应吸入足量空气 【答案】C 【解析】NO2与水发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，气体的总物质的量减小，气体的压强减小，故现象3是气体变成无色，注射器活塞向左移动，C错误。 突破三 NO、NO₂、O₂溶于水的计算 7．按下图进行实验，试管内装有12 mL NO，然后间歇而缓慢地通入8 mL O2，下面有关实验最终状态的描述正确的是(　　) A．试管内气体呈红棕色 B．试管内气体为无色的NO C．试管内气体为无色的O2 D．试管内液面上升至充满整个试管 【答案】B 【解析】试管内装有12 mL NO，然后间歇而缓慢地通入8 mL氧气，依据反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，知NO过量，反应后剩余NO的体积为12 mL－8 mL×＝ mL，即试管内气体为无色的NO。 8．将充有20 mL N2和NO2的混合气体的试管倒立在水槽中，充分反应后，试管残留10 mL气体，则原混合气体中N2和NO2的体积之比是(　　) A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．2∶3 【答案】C 【解析】据3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，则V(剩)＝V(N2)＋V(NO2)，设N2有x mL，则NO2为(20－x) mL，有V(剩)＝10 mL＝x mL＋(20－x) mL，解得x＝5，即V(N2)＝5 mL，V(NO2)＝15 mL，所以V(N2)∶V(NO2)＝1∶3。 9．将盛有NO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NO和NO2的体积比是(　　) A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．1∶4 【答案】C 【解析】NO2通入水中，发生：3NO2＋H2O==2HNO3＋NO，设混合气体中含有x mol NO，y mol NO2，过一段时间后，量筒内的气体体积减小为原来的一半，则物质的量减小一半， 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 　3　　　　　　　　　 　1 　y mol　　　　　 　　　 mol ∶(x＋y)＝1∶2，解得x∶y＝1∶3。 10．有一充有20 mL NO和NO2混合气体的试管，倒置于盛有水的水槽中，充分反应后，仍有12 mL无色气体，则原混合气体中NO和NO2体积比为(气体体积均在相同状况下测得)(　　) A．2∶3 B．3∶2 C．1∶4 D．4∶1 【答案】A 【解析】二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，一氧化氮和水不反应，所以，剩余的气体为一氧化氮，设混合气体中二氧化氮的体积为V，则： 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　气体体积减少 3　　　　　　　　　　 1　　　　2 V　　　　　　　　 　　　20 mL－12 mL＝8 mL 所以V＝＝12 mL，即二氧化氮的体积为12 mL，则原混合气体中一氧化氮的体积为20 mL－12 mL＝8 mL，则原混合气体中NO和NO2体积比为8 mL∶12 mL＝2∶3。 11．将盛有1 mol NO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中，再通入0.4 mol O2，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(　　) A．1∶2　　 B．2∶5 C．3∶7 D．无法确定 【答案】C 【解析】设1 mol NO和NO2的混合气体中有a mol NO和(1－a) mol NO2，根据4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3和4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可得：a＋＝0.4，所以a＝0.3，V(NO)∶V(NO2)＝3∶7。 12．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>V3 B．V1>V3>V2 C．V2>V3>V1 D．V3>V1>V2 【答案】D 【解析】可假设试管体积均为2V，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。 突破四 NO、NO₂、O₂溶于水浓度的计算 13．在标准状况下，将O2和NO2按1∶4的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－1 D. mol·L－1 【答案】C 【解析】设烧瓶的体积为V L，由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3以及O2和NO2的体积比为1∶4知NO2的体积为V L，所以最终液体充满整个烧瓶，溶液的体积为V L，标准状况下，NO2的物质的量为＝V mol，由氮原子守恒，所以硝酸的物质的量浓度为＝ mol·L－1。 14．标准状况下，分别将充满下列气体的容器倒扣于水槽中(设气体不发生扩散)，充分反应后，瓶内溶液的物质的量浓度不等于mol•L－1(约0.045mol•L－1)的是( ) A．HCl B．NO2、O2 C．SO2、N2 D．NO2 【答案】B 【解析】设气体的体积为VL，标准状况下，气体的物质的量为n＝＝mol，容器倒扣于水槽中，HCl完全溶解，液体充满容器，液体的体积为VL，则瓶内溶液的物质的量浓度等于mol•L－1，故A不选；NO2和O2的混合气体溶于水，发生反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3，5体积气体中有4体积是NO2，瓶内溶液的物质的量浓度为＝×mol•L－1，故B选；SO2和N2的混合气体溶于水，SO2完全溶于水，溶液的体积等于气体的体积，则瓶内溶液的物质的量浓度等于＝mol•L－1，故C不选；NO2溶于水，发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO，3mol气体生成2mol硝酸，生成1molNO，则溶液的物质的量浓度为＝mol•L－1，故D不选。 建议时间：15分钟 1．室温时，在容积为a mL的试管中充满NO2气体，然后倒置在水中至管内水面不再上升时为止；再通入b mL O2，则管内液面又继续上升，测得试管内最后剩余气体为c mL，且该气体不支持燃烧。则a、b、c的关系是(　　) A．a＝4b＋3c B．a＝4b＋c C．a∶b＝4∶1 D．a∶b＝4∶3 【答案】A 【解析】剩余气体不支持燃烧，故为NO气体，即相当于NO2与O2混合作用于水时剩余3c mL NO2， 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 4　　　1 (a－3c) b 则4∶1＝(a－3c)∶b，整理得a＝4b＋3c。 2．将V mL NO和NO2的混合气体通过水吸收后，得到无色气体A。将此无色气体A与等体积的O2通入水中充分吸收后，得到5 mL无色气体B，下列说法不正确的是( ) A．A气体是NO，B气体是O2 B．A气体的体积是20 mL C．V的取值范围是20 mL＜V＜60 mL D．将盛有体积比为4:1 NO2和O2的混合气体的烧瓶倒立于水槽中充分反应后，烧瓶中所得溶液的物质的量浓度为mol/L 【答案】D 【解析】A项，因NO不与水反应，NO2能与水反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO，所以无色气体A为NO；无色气体A与等体积的O2混合通过水后发生反应：4NO+3O2+2H2O=4HNO3，可知O2过量，则无色气体B为O2，A正确；B项，由于过量的氧气为5 mL，而开始反应时NO与O2的体积相等，根据反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3，剩余O2体积占反应的O2总体积的，可知NO的体积为V(NO)=V(O2)==20 mL ，B正确；C项，由B可知：NO2与水反应产生的NO和原来的NO共20 mL，若NO气体全部来源于原气体，则V=20 mL；若NO气体全部是由NO2与水反应产生，根据反应3NO2+H2O=2HNO3+NO可知V=3×20 mL=60 mL，所以V mL气体的取值范围是20 mL＜V＜60 mL，C正确；D项，将盛有体积比为4:1 NO2和O2的混合气体的烧瓶倒立于水槽中充分反应，发生反应为4NO2+O2+2H2O=4HNO3，恰好完全转化为硝酸，但由于未指明气体所处的外界条件，不能确定气体摩尔体积，就不能计算气体的物质的量及其形成的硝酸溶液的浓度，D错误；故选D。 3．一氧化氮和二氧化氮是氮的两种重要氧化物。回答下列问题： (1)工业上处理氮氧化物时，可用浓硝酸将NO氧化为NO2，有关反应的化学方程式为 ；再利用Na2CO3溶液吸收NO2，并通入空气使之全部转化为NaNO3，有关反应的化学方程式为 。 (2)用化学方程式表示汽车尾气中NO的产生原因： ；利用稀土金属等催化剂能将CO和NOx转化成无毒物质，从而减少汽车尾气对环境的污染，该反应中氧化剂是 (填化学式)。 (3)为了证明NO可以与氧气、水共同反应生成HNO3，某学生设计如图所示装置(夹持装置已略去)。 ①检查装置气密性良好后，打开K1，关闭K2，从U形管的长管口注入稀硝酸至U形管右侧胶塞下沿后，迅速关闭K1，观察到U形管内的现象是 。 ②蘸NaOH溶液棉花团的作用是 。 ③打开K2，至装置II中长玻璃管中的气体呈无色后，打开K3，反应一段时间后，长玻璃管中并未充满液体。设计简单方法检验长玻璃管中的气体是否为NO： 。 【答案】(1)2HNO3(浓)+NO = 3NO2+H2O 4NO2+O2+2Na2CO3 = 4NaNO3+2CO2 (2)N2+O22NO NOx (3)U形管右端液面下降，产生无色气体 吸收氮的氧化物，防止污染环境 再打开K3，若观察到长玻璃管中气体迅速变为红棕色，则证明余气含NO 【解析】(1)可用浓硝酸将NO氧化为NO2，HNO3中N元素由+5价下降到+4价，NO中N元素由+2价上升到+4价，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：2HNO3(浓)+NO = 3NO2+H2O。 (2)汽车燃料中一般不含氮元素，汽缸中生成NO的原因为发动机工作时的高温使空气中的N2和O2反应生成NO，化学方程式为：N2+O22NO ；利用稀土金属等催化剂能将CO和NOx转化成无毒物质N2和CO，N元素化合价下降，该反应中氧化剂是NOx。 (3)①加入的硝酸应跟铜丝充分接触，反应生成NO关闭K2打开K1，U形管右侧因为生成不溶于水的无色气体NO压强增大，U形管右端液面下降； ②蘸NaOH溶液的棉花团的作用是吸收氮的氧化物，防止污染环境； ③NO是无色的气体，要想检验它的存在可以通过氧化反应转化成红棕色的NO2，化学方程式：2NO+O2=2NO2，检验长玻璃管中的气体是否为NO的方法为：再打开K3，若观察到长玻璃管中气体迅速变为红棕色，则证明余气含NO。 4．实验小组为验证NO2与水反应的产物，用如图所示装置进行实验(夹持装置已略去，气密性已检验)。 【实验过程】 实验步骤 实验现象 Ⅰ．打开K1、K3、K5，关闭K2、K4，通入一段时间N2，关闭K1 ________________ Ⅱ．打开K2，放入足量浓HNO3，同时打开pH传感器和NO传感器，记录数据 圆底烧瓶中反应剧烈，铜片逐渐溶解，溶液变为蓝绿色，__________________；片刻后，三颈瓶内的导管口有气泡冒出 Ⅲ．5 min后，打开K4，用注射器将少量空气注入三颈瓶，关闭K4 三颈瓶内的气体从无色变为浅红棕色 步骤Ⅱ中，传感器记录数据如图所示： 图1 图2 【解释及结论】 (1)NO2与水反应的离子方程式为__________________________________。 (2)步骤Ⅰ中，通入N2的目的是_____________________________________。 (3)将步骤Ⅱ中圆底烧瓶内的实验现象补充完整：_______________________。 (4)该实验验证NO2与水反应产物的实验证据包括________(填序号)。 A．圆底烧瓶中溶液变为蓝绿色 B．三颈瓶内的气体从无色变为浅红棕色 C．pH传感器记录所得数据 D．NO传感器记录所得数据 (5)有同学认为该实验不严谨，因为________也可能导致pH传感器所记录的数据结果________。 【答案】(1)3NO2＋H2O===2H＋＋2NO＋NO　 (2)排出装置中的氧气(空气)　 (3)有红棕色气体生成　 (4)BCD　 (5)圆底烧瓶中浓硝酸的挥发　偏小 【解析】打开K1、K3、K5，关闭K2、K4，通入一段时间N2，排出装置中的氧气(空气)；打开K2，放入足量浓HNO3，打开pH传感器和NO传感器，铜与浓硝酸发生反应生成硝酸铜、二氧化氮和水；打开K4，用注射器将少量空气注入三颈瓶，三颈瓶内的气体从无色变为浅红棕色的现象可知，二氧化氮与水反应生成一氧化氮和硝酸，生成的一氧化氮被氧气氧化又生成了二氧化氮。pH传感器是用来检测被测物中氢离子浓度并转换成相应的可用输出信号的传感器，随着反应的进行，pH传感器记录所得数据表示，pH减小，酸性增强，能验证NO2与水反应生成的产物。 建议时间：5分钟 1．(2023•江苏卷，8，3分)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是( ) A．实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物： B．工业制硝酸过程中物质转化： C．汽车尾气催化转化器中发生的主要反应：2NO+2CON2+2CO2 D．实验室制备少量NH3原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl 2＋2NH3↑+2H2O 【答案】B 【解析】A项，Cu与稀硝酸的反应产物之一为NO，NO与氧气发生反应2NO+O2=2NO2生成NO2，A正确；B项，氮气与氧气在高温条件下生成NO，但NO无法与水发生化学反应，B错误；C项，汽车尾气催化转化器主要将污染气体NO、CO转化为无污染的气体，故该反应方程式为2NO+2CON2+2CO2，C正确；D项，实验室利用熟石灰和氯化铵制备少量NH3，化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl 2＋2NH3↑+2H2O，D正确。故选B。 2．(2022•江苏卷，8)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是( ) A．自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3 B．侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl C．工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3 D．多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环” 【答案】A 【解析】A项，自然固氮是将N2转化为含氮化合物，不一定是转化为NH3，比如大气固氮是将N2会转化为NO，A错误；B项，侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl，反应的化学方程式为H2O+NH3+CO2+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl，B正确；C项，工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3，相关的化学反应方程式为4NH3+5O24NO+6H2O、2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO、4NO2+O2+2H2O=4HNO3，C正确；D项，氮元素在自然界中既有游离态又有化合态，多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”，D正确；故选A。 3．(2015·北京卷，8)下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是(　　) A．氮元素均被氧化 B．工业合成氨属于人工固氮 C．含氮无机物和含氮有机物可相互转化 D．碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环 【答案】A 【解析】N2→NH3中氮元素被还原，A错误；工业合成氨是氮气转化为氨气，属于人工固氮，B正确；通过生物体，铵盐(含氮无机物)与蛋白质(含氮有机物)可相互转化，C正确；生物体合成蛋白质的过程有C、H、O的参与，D正确。 9 / 9 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第01讲 氮氧化物与氧气、水反应的计算方法 建议时间：20分钟 突破一 NO、NO2的性质与转化 1．对反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO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6 mol NO2参与反应时，有3 mol电子发生转移 2．最新病毒学研究证实，一氧化氮对SARS病毒有直接的抑制作用。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的气体 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 3．下列有关NO2的说法中正确的是(　　) A．NO2能与水反应生成硝酸，在反应中NO2只是还原剂 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．在NO2与水的反应中氧化剂与还原剂的质量之比为1∶2 4．实验室收集NO、NO2两种气体，下列收集方法正确的是( ) A．均可用排水法 B．均可用向上排空气法 C．NO用向上排空气法，NO2用排水法 D．NO用排水法，NO2用向上排空气法 突破二 一氧化氮和二氧化氮溶于水的实验探究 5．如图所示，在注射器里吸入20 mL NO(标准状况下)，然后吸入5 mL水。若再吸入30 mL空气(标准状况，按O2占空气总体积计算)，夹住弹簧夹，让内外大气压相同，观察现象。下列叙述不正确的是(　　) A．可观察到注射器内气体由无色变成红棕色，最后变成无色 B．可观察到注射器的活塞缓缓向右移动 C．最终剩余气体体积约为36 mL D．所得硝酸的浓度约为0.07 mol·L－1(假设所得硝酸的体积与吸入水的体积相同) 6．某同学设计实验探究NO2在水中的溶解性，注射器的容积为50 mL，充入20 mL NO，然后吸入5 mL水(如图所示)，夹紧弹簧夹，振荡注射器，观察现象1。打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹紧弹簧夹，观察现象2。振荡注射器，再观察现象3。下列有关叙述不正确的是(　　) A．现象1是无明显变化，说明NO难溶于水 B．现象2是气体变成红棕色，发生反应：2NO＋O2===2NO2 C．现象3是气体变成无色，注射器活塞向右移动 D．将注射器中的NO充分转化，应吸入足量空气 突破三 NO、NO₂、O₂溶于水的计算 7．按下图进行实验，试管内装有12 mL NO，然后间歇而缓慢地通入8 mL O2，下面有关实验最终状态的描述正确的是(　　) A．试管内气体呈红棕色 B．试管内气体为无色的NO C．试管内气体为无色的O2 D．试管内液面上升至充满整个试管 8．将充有20 mL N2和NO2的混合气体的试管倒立在水槽中，充分反应后，试管残留10 mL气体，则原混合气体中N2和NO2的体积之比是(　　) A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．2∶3 9．将盛有NO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NO和NO2的体积比是(　　) A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．1∶4 10．有一充有20 mL NO和NO2混合气体的试管，倒置于盛有水的水槽中，充分反应后，仍有12 mL无色气体，则原混合气体中NO和NO2体积比为(气体体积均在相同状况下测得)(　　) A．2∶3 B．3∶2 C．1∶4 D．4∶1 11．将盛有1 mol NO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中，再通入0.4 mol O2，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(　　) A．1∶2　　 B．2∶5 C．3∶7 D．无法确定 12．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( ) 突破四 NO、NO₂、O₂溶于水浓度的计算 13．在标准状况下，将O2和NO2按1∶4的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－1 D. mol·L－1 14．标准状况下，分别将充满下列气体的容器倒扣于水槽中(设气体不发生扩散)，充分反应后，瓶内溶液的物质的量浓度不等于mol•L－1(约0.045mol•L－1)的是( ) A．HCl B．NO2、O2 C．SO2、N2 D．NO2 建议时间：15分钟 1．室温时，在容积为a mL的试管中充满NO2气体，然后倒置在水中至管内水面不再上升时为止；再通入b mL O2，则管内液面又继续上升，测得试管内最后剩余气体为c mL，且该气体不支持燃烧。则a、b、c的关系是(　　) A．a＝4b＋3c B．a＝4b＋c C．a∶b＝4∶1 D．a∶b＝4∶3 2．将V mL NO和NO2的混合气体通过水吸收后，得到无色气体A。将此无色气体A与等体积的O2通入水中充分吸收后，得到5 mL无色气体B，下列说法不正确的是( ) A．A气体是NO，B气体是O2 B．A气体的体积是20 mL C．V的取值范围是20 mL＜V＜60 mL D．将盛有体积比为4:1 NO2和O2的混合气体的烧瓶倒立于水槽中充分反应后，烧瓶中所得溶液的物质的量浓度为mol/L 3．一氧化氮和二氧化氮是氮的两种重要氧化物。回答下列问题： (1)工业上处理氮氧化物时，可用浓硝酸将NO氧化为NO2，有关反应的化学方程式为 ；再利用Na2CO3溶液吸收NO2，并通入空气使之全部转化为NaNO3，有关反应的化学方程式为 。 (2)用化学方程式表示汽车尾气中NO的产生原因： ；利用稀土金属等催化剂能将CO和NOx转化成无毒物质，从而减少汽车尾气对环境的污染，该反应中氧化剂是 (填化学式)。 (3)为了证明NO可以与氧气、水共同反应生成HNO3，某学生设计如图所示装置(夹持装置已略去)。 ①检查装置气密性良好后，打开K1，关闭K2，从U形管的长管口注入稀硝酸至U形管右侧胶塞下沿后，迅速关闭K1，观察到U形管内的现象是 。 ②蘸NaOH溶液棉花团的作用是 。 ③打开K2，至装置II中长玻璃管中的气体呈无色后，打开K3，反应一段时间后，长玻璃管中并未充满液体。设计简单方法检验长玻璃管中的气体是否为NO： 。 4．实验小组为验证NO2与水反应的产物，用如图所示装置进行实验(夹持装置已略去，气密性已检验)。 【实验过程】 实验步骤 实验现象 Ⅰ．打开K1、K3、K5，关闭K2、K4，通入一段时间N2，关闭K1 ________________ Ⅱ．打开K2，放入足量浓HNO3，同时打开pH传感器和NO传感器，记录数据 圆底烧瓶中反应剧烈，铜片逐渐溶解，溶液变为蓝绿色，__________________；片刻后，三颈瓶内的导管口有气泡冒出 Ⅲ．5 min后，打开K4，用注射器将少量空气注入三颈瓶，关闭K4 三颈瓶内的气体从无色变为浅红棕色 步骤Ⅱ中，传感器记录数据如图所示： 图1 图2 【解释及结论】 (1)NO2与水反应的离子方程式为__________________________________。 (2)步骤Ⅰ中，通入N2的目的是_____________________________________。 (3)将步骤Ⅱ中圆底烧瓶内的实验现象补充完整：_______________________。 (4)该实验验证NO2与水反应产物的实验证据包括________(填序号)。 A．圆底烧瓶中溶液变为蓝绿色 B．三颈瓶内的气体从无色变为浅红棕色 C．pH传感器记录所得数据 D．NO传感器记录所得数据 (5)有同学认为该实验不严谨，因为________也可能导致pH传感器所记录的数据结果________。 建议时间：5分钟 1．(2023•江苏卷，8，3分)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是( ) A．实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物： B．工业制硝酸过程中物质转化： C．汽车尾气催化转化器中发生的主要反应：2NO+2CON2+2CO2 D．实验室制备少量NH3原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl 2＋2NH3↑+2H2O 2．(2022•江苏卷，8)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是( ) A．自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3 B．侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl C．工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3 D．多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环” 3．(2015·北京卷，8)下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是(　　) A．氮元素均被氧化 B．工业合成氨属于人工固氮 C．含氮无机物和含氮有机物可相互转化 D．碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环 9 / 9 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $