2019高考化學 難點剖析 專題24 NO、NO2的性質(zhì)及污染處理講解.doc
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專題24 NO、NO2的性質(zhì)及污染處理一、高考題再現(xiàn)1(2018課標)研究表明,氮氧化物和二氧化硫在形成霧霾時與大氣中的氨有關(如下圖所示)。下列敘述錯誤的是A. 霧和霾的分散劑相同B. 霧霾中含有硝酸銨和硫酸銨C. NH3是形成無機顆粒物的催化劑D. 霧霾的形成與過度施用氮肥有關【答案】C氮肥有關,D正確。2(2018課標)采用N2O5為硝化劑是一種新型的綠色硝化技術,在含能材料、醫(yī)藥等工業(yè)中得到廣泛應用?;卮鹣铝袉栴}(1)1840年 Devil用干燥的氯氣通過干燥的硝酸銀,得到N2O5。該反應的氧化產(chǎn)物是一種氣體,其分子式為_。(2)F. Daniels等曾利用測壓法在剛性反應器中研究了25時N2O5(g)分解反應:其中NO2二聚為N2O4的反應可以迅速達到平衡。體系的總壓強p隨時間t的變化如下表所示(t=時,N2O4(g)完全分解):t/min0408016026013001700p/kPa35.840.342.5.45.949.261.262.363.1已知:2N2O5(g)2N2O5(g)+O2(g) H1=4.4 kJmol12NO2(g)N2O4(g) H 2=55.3 kJmol1則反應N2O5(g)2NO2(g)+12O2(g)的H =_ kJmol1。研究表明,N2O5(g)分解的反應速率=210-3pN2O5(kPamin-1)。t=62 min時,測得體系中pO2pO2=2.9 kPa,則此時的pN2O5=_ kPa,v=_kPamin1。若提高反應溫度至35,則N2O5(g)完全分解后體系壓強p(35)_63.1 kPa(填“大于”“等于”或“小于”),原因是_。25時N2O4(g)2NO2(g)反應的平衡常數(shù)Kp=_kPa(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),計算結(jié)果保留1位小數(shù))。(3)對于反應2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg提出如下反應歷程:第一步 N2O5NO2+NO3 快速平衡第二步 NO2+NO3NO+NO2+O2 慢反應第三步 NO+NO32NO2 快反應其中可近似認為第二步反應不影響第一步的平衡。下列表述正確的是_(填標號)。Av(第一步的逆反應)v(第二步反應)B反應的中間產(chǎn)物只有NO3C第二步中NO2與NO3的碰撞僅部分有效D第三步反應活化能較高【答案】O2 53.1 30.0 6.0102 大于 溫度提高,體積不變,總壓強提高;NO2二聚為放熱反應,溫度提高,平衡左移,體系物質(zhì)的量增加,總壓強提高 13.4 AC【解析】(1)氯氣在反應中得到電子作氧化劑,硝酸銀中只有氧元素化合價會升高,所以氧化產(chǎn)物是氧氣,分子式為O2;(2)已知:、2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g) H14.4kJ/mol、2NO2(g)N2O4(g) H255.3kJ/mol根據(jù)蓋斯定律可知2即得到N2O5(g)2NO2(g)+1/2O2(g) H153.1kJ/mol;根據(jù)方程式可知氧氣與消耗五氧化二氮的物質(zhì)的量之比是1:2,又因為壓強之比是物質(zhì)的量之比,所以消耗五氧化二氮減少的壓強是2.9kPa25.8kPa,則此時五氧化二氮的壓強是35.8kPa5.8kPa30.0kPa,因此此時反應速率v2.0103306.0102(kPamin1);由于溫度升高,容器容積不變,總壓強提高,且二氧化氮二聚為放熱反應,溫度提高,平衡左移,體系物質(zhì)的量增加,總壓強提高,所以若提高反應溫度至35,則N2O5(g)完全分解后體系壓強p(35)大于63.1 kPa。(3)A、第一步反應快,所以第一步的逆反應速率大于第二步的逆反應速率,A正確;B、根據(jù)第二步和第三步可知中間產(chǎn)物還有NO,B錯誤;C、根據(jù)第二步反應生成物中有NO2可知NO2與NO3的碰撞僅部分有效,C正確;D、第三步反應快,所以第三步反應的活化能較低,D錯誤。三、考點突破1、考查2NO2(g)N2O4(g)H0典例1下列實驗操作對應的實驗現(xiàn)象及解釋或結(jié)論都正確的是()選項實驗操作實驗現(xiàn)象解釋或結(jié)論A向Fe(NO3)2溶液中滴入硫酸酸化的H2O2溶液溶液變?yōu)辄S色氧化性:H2O2Fe3B向5mL1mol/L NaOH溶液中滴加5滴1mol/L MgCl2溶液,然后再滴加足量的1mol/L CuCl2溶液先產(chǎn)生白色沉淀,然后產(chǎn)生藍色沉淀KspCu(OH)2KspMg(OH)2C將充滿NO2的密閉玻璃球浸泡在熱水中紅棕色變深2NO2(g)N2O4(g)H0D向一定量酸性KMnO4溶液中加入乙二醇(HOCH2CH2OH)溶液紫色褪去乙二醇被氧化為乙二酸【答案】C2、考查NO、NO2化學性質(zhì)典例2(2018屆江蘇省南京市金陵中學、海安高級中學、南京外國語學校高三第四次模擬考試)在給定條件下,下列選項所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實現(xiàn)的是A CCO2COCO2B Na2SO3SO2H2SO3C CaCO3CaCl2Ca(ClO)2D N2NOHNO3【答案】A【解析】A項,C在O2中完全燃燒生成CO2,CO2與C高溫下反應生成CO,CO與Fe2O3高溫反應生成Fe和CO2,三步反應均能實現(xiàn),A項正確;B項,Na2SO3與H2SO4反應生成Na2SO4、H2O和SO2,SO2與溴水反應生成H2SO4和HBr,B項錯誤;C項,CaCO3與HCl反應生成CaCl2、H2O和CO2,CaCl2與O2不反應,C項錯誤;D項,N2與O2高溫反應生成NO,NO與H2O不反應,D錯誤。3、考查氮氧化物對環(huán)境的污染典例3下列有關酸雨的說法不正確的是()A 空氣中的SO2溶于水,最終形成酸雨B NO2或SO2都會導致酸雨的形成C pH7的雨水不都是酸雨D 工業(yè)廢水任意排放是造成酸雨的主要原因【答案】D【解析】A二氧化硫與水反應生成亞硫酸,亞硫酸能被氧化為硫酸,形成酸雨,選項A正確;B酸雨的形成是由于SO2、NO2而引起的,選項B正確;C酸雨是pH小于5.6的雨水,選項C正確;D、工業(yè)廢水任意排放引起江河湖泊的污染,而酸雨是由于SO2、NO2而引起的,選項D不正確。4、考查氮氧化物的處理(1)原電池處理典例4 利用反應6NO28NH3 = 7N212H2O構(gòu)成電池的裝置如圖所示。此方法既能實現(xiàn)有效清除氮氧化物的排放,減輕環(huán)境污染,又能充分利用化學能。下列說法正確的是:A 電流從左側(cè)A電極經(jīng)過負載后流向右側(cè)B電極B 當有4.48 L NO2被處理時,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.8NAC 電極A極反應式為2NH36e= N26HD 為使電池持續(xù)放電,離子交換膜需選用陰離子交換膜【答案】D【解析】該反應中,二氧化氮中N元素化合價由+4價變?yōu)?價、氨氣中N元素化合價由-3價變?yōu)?價,所以通入二氧化氮的電極是正極、通入氨氣的電極是負極。A放電時,電流從正極沿導線流向負極,所以電流從右側(cè)電極經(jīng)過負載后流向左側(cè)電極,故A錯誤;B氣體摩爾體積受溫度和壓強影響,溫度和壓強未知導致氣體摩爾體積未知,所以無法計算,故B錯誤;C電解質(zhì)溶液呈堿性,則負極電極方程式為2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O,故C錯誤;D原電池工作時,陰離子向負極移動,為使電池持續(xù)放電,離子交換膜需選用陰離子交換膜,防止二氧化氮反應生成硝酸鹽和亞硝酸鹽,導致原電池不能正常工作,故D正確。(2)電解處理典例5(2018屆湖南省衡陽市高三第二次聯(lián)考二模)如圖,利用電解原理將NO轉(zhuǎn)化為NH4NO3,既節(jié)約了資源,又保護了環(huán)境。下列有關說法正確的是A NO轉(zhuǎn)化為NH4NO3的反應屬于氮的固定B 陰極上發(fā)生還原反應,電極反應式為:NO+5H+5e-=NH3H2OC 電解池兩極上分別生成的甲是NH4+,乙是NO3-D 為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3,需補充的物質(zhì)丙為HNO3【答案】C5、氮氧化物的性質(zhì)探究典例6(2018年貴州省普高等學校招生適應性考試)已知:NOx能與Na2O2反應;NO和NO2均能與酸性KMnO4溶液反應生成NO3和Mn2+。I.用下圖所示裝置(略去夾持儀器)可制得少量亞硝酸鈉(2NO+Na2O2=2NaNO2)。(1)B、D的儀器名稱是_,D的作用是_。(2)通NO前,需先通一段時間N2,目的是_,(3)E中主要反應的離子方程式為_,(4)常溫下,測得實驗前后C的質(zhì)量差值為0.30g,則制得NaNO2_g。.NO2和Na2O2都有較強氧化性,為探究NO2與Na2O2反應的產(chǎn)物,提出如下假設:假設i.NO2氧化Na2O2;假設ii.Na2O2氧化NO2。甲同學設計如圖所示實驗裝置:請回答下列問題:(5)單向閥在實現(xiàn)氣體單向流通的同時,還有一個作用是_。(6)待試管G中收集滿氣體,向試管G中加入適量Na2O2粉末,塞緊塞子,輕輕振蕩試管內(nèi)粉末,觀察到紅棕色氣體迅速消失;再將帶火星的木條迅速伸進試管內(nèi),木條復燃,甲同學據(jù)此認為假設i正確。乙同學認為該裝置不能達到實驗目的,為達到實驗目的,應在F、G之間增加一個M裝置,M中應盛裝_(可供選擇的試劑:堿石灰,濃硫酸飽和氯化鈉溶液);乙同學用改進后的裝置,重復了甲同學的實驗操作,觀察到紅棕色氣體迅速消失,帶火星的木條未復燃。得到結(jié)論:假設正確。請做出正確判斷,寫出NO2和Na2O2反應的化學方程式_【答案】 (球形)干燥管 防止水蒸氣進入C裝置 排出裝置中的空氣 4H+3MnO4-+5NO=3Mn2+5NO3-+2H2O 0.69g 防止倒吸 濃硫酸 2NO2+Na2O2=2NaNO3液反應生成NO3和Mn2+;(4)常溫下,測得實驗前后C的質(zhì)量差值為0.30g,根據(jù)反應原理:2NO+Na2O2=2NaNO2,裝置增重即為NO的質(zhì)量,故n(NO)=n(NaNO2)0.1mol,m(NaNO2)=0.69g;.該實驗的目的是探究NO2與Na2O2反應的產(chǎn)物,NO2和Na2O2都有較強氧化性。(5)單向閥在G和H之間,單向閥內(nèi)部有一個關鍵的圓錐狀結(jié)構(gòu),實現(xiàn)氣體單向流通的同時,還有一個作用是可以阻隔液體,防止倒吸;(6)待試管G中收集滿氣體,向試管G中加入適量Na2O2粉末,塞緊塞子,輕輕振蕩試管內(nèi)粉末,觀察到紅棕色氣體迅速消失;再將帶火星的木條迅速伸進試管內(nèi),木條復燃,說明NO2反應完了,且生成O2,但可能是F中的水蒸氣進入G,和NO2、Na2O2反應,故F、G之間增加一個M裝置,用來吸收水蒸氣,M中應盛裝濃硫酸;用改進后的裝置,重復了甲同學的實驗操作,觀察到紅棕色氣體迅速消失,帶火星的木條未復燃,說明反應了,但未生成O2,所以是Na2O2氧化NO2,將其氧化成NaNO3。- 配套講稿:
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