高中化學(xué)蘇教版硫氮和可持續(xù)發(fā)展【全國(guó)一等獎(jiǎng)】

(本欄目?jī)?nèi)容，在學(xué)生用書(shū)中以獨(dú)立形式分冊(cè)裝訂！)一、選擇題1．能與人體血紅蛋白結(jié)合的一種有毒氣體是()A．Cl2 B．N2C．NO D．CH4解析：CO、NO都有劇毒，都能與人體血紅蛋白結(jié)合。答案：C2．FeridMurad等三位教授最早提出了NO分子在人體內(nèi)有獨(dú)特功能，此領(lǐng)域研究有很大進(jìn)展，因此這三位教授榮獲了1998年諾貝爾醫(yī)學(xué)及生理學(xué)獎(jiǎng)。關(guān)于NO的下列敘述不正確的是()A．NO可以是某些含低價(jià)氮元素物質(zhì)氧化的產(chǎn)物B．NO不是亞硝酸酐C．NO可以是某些含高價(jià)氮元素物質(zhì)還原的產(chǎn)物D．NO是紅棕色氣體解析：氮元素的化合價(jià)有－3、＋1、＋2、＋3、＋4、＋5等價(jià)態(tài)，而NO中氮元素的化合價(jià)為＋2價(jià)，所以NO既可由含低價(jià)氮元素的物質(zhì)氧化得到，也可由含高價(jià)氮元素的物質(zhì)還原得到，HNO2的酸酐為N2O3，NO氣體為無(wú)色。答案：D3．下列有關(guān)環(huán)境污染的說(shuō)法正確的是()A．燃煤時(shí)加入適量石灰石，可減少?gòu)U氣中SO2的量B．臭氧的體積分?jǐn)?shù)超過(guò)10－4%的空氣有利于人體健康C．pH在～7之間的降水通常稱為酸雨D．含磷洗滌劑易于被細(xì)菌分解，故不會(huì)導(dǎo)致水體污染解析：燃煤時(shí)加入石灰石發(fā)生的反應(yīng)有CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaO＋CO2↑、CaO＋SO2=CaSO3、2CaSO3＋O2=2CaSO4(爐渣)，因此能減少SO2的排放；空氣中臭氧超過(guò)10－5%時(shí)可加速血液循環(huán)，令人產(chǎn)生振奮的感覺(jué)，超過(guò)10－4%，對(duì)人體就會(huì)造成傷害，故B錯(cuò)誤；pH<的降水被稱為酸雨，C項(xiàng)錯(cuò)誤；含磷的洗滌劑會(huì)造成水體污染使水體富營(yíng)養(yǎng)化而引起赤潮、水華等現(xiàn)象，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：A4．下列收集NO氣體的裝置中合理的是()解析：NO易與O2反應(yīng)，不能用排空氣法收集而只能用排水法收集。但B中集氣瓶事先未裝滿水，D中長(zhǎng)進(jìn)短出，則NO不能將水壓出而是從短管中逸出再進(jìn)入燒杯中，C中短管進(jìn)氣，長(zhǎng)管出水，將NO收集在集氣瓶中。答案：C5．在某氮的氧化物中，氮元素與氧元素的質(zhì)量比為7∶12，則氮元素的化合價(jià)是()A．＋2 B．＋3C．＋4 D．＋5解析：N、O原子個(gè)數(shù)比為eq\f(7,14)∶eq\f(12,16)＝2∶3，氧化物的化學(xué)式為N2O3，氮的化合價(jià)為＋3。答案：B6．把少量NO2氣體通入過(guò)量小蘇打溶液中，再使逸出的氣體通過(guò)裝有足量過(guò)氧化鈉顆粒的干燥管，最后收集到的氣體是()A．氧氣 B．二氧化氮C．二氧化氮和氧氣 D．二氧化氮和一氧化氮解析：少量NO2氣體通入過(guò)量小蘇打溶液中，逸出的氣體為NO、CO2，二者物質(zhì)的量之比為1∶2，同時(shí)還有少量水蒸氣逸出，再使逸出的氣體通過(guò)裝有足量過(guò)氧化鈉顆粒的干燥管，CO2與過(guò)氧化鈉反應(yīng)生成的O2再與NO反應(yīng)生成NO2，且O2有剩余，逸出的少量水蒸氣也與過(guò)氧化鈉反應(yīng)生成O2，所以最后收集到的氣體是NO2和O2。答案：C7.如右圖所示，試管中盛裝的是紅棕色氣體(可能是混合物)，當(dāng)?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r(shí)，試管內(nèi)水面上升，但不能充滿試管。當(dāng)向試管內(nèi)鼓入氧氣后，可以觀察到試管中水柱繼續(xù)上升，經(jīng)過(guò)多次重復(fù)后，試管內(nèi)完全被水充滿，原來(lái)試管中盛裝的可能是(雙選)()A．N2與NO2的混合氣體B．O2與NO2的混合氣體C．NO與NO2的混合氣體D．只是NO2一種氣體解析：試管中盛裝的是紅棕色氣體，且能溶于水，當(dāng)向試管內(nèi)鼓入氧氣后，可以觀察到試管中水柱繼續(xù)上升，故試管中一定含NO2；經(jīng)過(guò)多次重復(fù)后，試管內(nèi)完全被水充滿，故試管中一定不含N2；但試管中可能還含有O2或NO。答案：BC8．兩瓶氣體分別為NO2和溴蒸氣，外觀均相同，某同學(xué)設(shè)計(jì)了各種鑒別法：①用濕潤(rùn)的淀粉-KI試紙；②加少量NaCl溶液；③加少量AgNO3溶液；④加少量水后再加適量苯。其中合理的為()A．①③④ B．②③④C．①②③ D．都可以解析：NO2和溴蒸氣在性質(zhì)上有許多相似之處，如均有氧化性，溶于水后溶液均呈酸性，均能與堿反應(yīng)。鑒別溴蒸氣和NO2不能用淀粉-KI試紙、堿溶液等。答案：B9．現(xiàn)有等體積混合而成的四組氣體：①NO2＋NO；②NO2＋O2；③HCl＋N2；④Cl2＋SO2。現(xiàn)將其分別通入體積相同的試管中并立即倒立在足量水中，試管內(nèi)水面上升的高度分別為h1、h2、h3、h4，則高度關(guān)系是()A．h4>h2>h3>h1 B．h4>h3>h2>h1C．h2>h3>h1>h4 D．h3>h2>h1>h4解析：設(shè)四組氣體的體積均為2L。①中3NO2＋H2O=2HNO3＋NO1eq\f(1,3)L余下NO的體積為1L＋eq\f(1,3)L＝eq\f(4,3)L；②中4NO2＋O2＋2H2O=4HNO31Leq\f(1,4)L余下O2的體積為eq\f(3,4)L；③中HCl極易溶于水，余下N21L；④中Cl2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HCl，無(wú)氣體剩余。答案：A10．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將NO2(不含N2O4)、NO、O2混合后充滿容器，倒置于水中完全溶解，無(wú)氣體剩余。若產(chǎn)物不擴(kuò)散，則所得溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度(單位：mol/L)為()A．0<c<eq\f(1, \f(1,<c<eq\f(1,\f(1,<c<eq\f(1,28) \f(1,28)<c<eq\f(1,解析：本題可用極值討論法確定最大值和最小值，還必須抓住關(guān)鍵字句“無(wú)氣體剩余”。設(shè)氣體體積為VL，則溶液體積也是VL。(1)若為NO2和O2兩氣體組成，則發(fā)生4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3n(HNO3)＝n(NO2)c(HNO3)＝eq\f(\f(4VL,5)÷L/mol,VL)＝eq\f(1,28)mol/L(2)若為NO和O2兩氣體組成，則發(fā)生4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3n(HNO3)＝n(NO)c(HNO3)＝eq\f(\f(4VL,7)÷L/mol,VL)＝eq\f(1,mol/L所以實(shí)際上eq\f(1,mol/L<c(HNO3)<eq\f(1,28)mol/L。答案：C二、非選擇題11．雷鳴電閃是人們司空見(jiàn)慣的自然現(xiàn)象，地球上每年平均發(fā)生31560余次閃電。(1)每當(dāng)雷電交加之際，轟鳴閃電之時(shí)，空氣中可能發(fā)生如下反應(yīng)：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________；④________________________________________________________________________。(2)由此說(shuō)明閃電對(duì)人類生活有何益處：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)①N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放電))2NO②2NO＋O2=2NO2③3NO2＋H2O=2HNO3＋NO④3O2eq\o(=,\s\up7(放電))2O3(2)閃電時(shí)可把空氣中的氮(N2)轉(zhuǎn)化為氮的化合物(固氮反應(yīng))落到地面上可發(fā)生：2HNO3＋Ca(HCO3)2=Ca(NO3)2＋2CO2↑＋2H2O形成硝酸鹽以利于作物生長(zhǎng)12．利用石灰乳和硝酸工業(yè)的尾氣(含NO、NO2)反應(yīng)，既能凈化尾氣，又能獲得應(yīng)用廣泛的Ca(NO2)2，其部分工藝流程如下：(1)上述工藝中采用氣－液逆流接觸吸收(尾氣從吸收塔底進(jìn)入，石灰乳從吸收塔頂噴淋)，其目的是__________________________；濾渣可循環(huán)使用，濾渣的主要成分是____________(填化學(xué)式)。(2)該工藝需控制NO和NO2的物質(zhì)的量之比接近1∶1。若n(NO)∶n(NO2)>1∶1，則會(huì)導(dǎo)致____________________；若n(NO)∶n(NO2)<1∶1，則會(huì)導(dǎo)致__________________________。(3)生產(chǎn)中溶液需保持弱堿性，在酸性溶液中Ca(NO2)2會(huì)發(fā)生分解，產(chǎn)物之一是NO，其反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)氣體上升，液體下降，這樣氣液接觸充分，使尾氣被充分吸收；分析加入的原料及生成物，只有Ca(OH)2微溶于水，Ca(NO3)2易溶，所以濾渣的主要成分為Ca(OH)2。(2)當(dāng)n(NO)>n(NO2)時(shí)，NO過(guò)剩；當(dāng)n(NO)<n(NO2)時(shí)，NO2過(guò)剩，剩余的NO2會(huì)與Ca(OH)2反應(yīng)生成Ca(NO3)2。(3)酸性溶液中Ca(NO2)2會(huì)發(fā)生分解，產(chǎn)物之一是NO，據(jù)得失電子守恒，可寫出離子方程式：3NOeq\o\al(－,2)＋2H＋=NOeq\o\al(－,3)＋2NO↑＋H2O。答案：(1)使尾氣中的NO、NO2被充分吸收Ca(OH)2(2)排放氣體中NO含量升高產(chǎn)品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高(3)3NOeq\o\al(－,2)＋2H＋=NOeq\o\al(－,3)＋2NO↑＋H2O13．在一只試劑瓶中盛滿O2(如下圖所示)，試管中充滿NO，現(xiàn)向試劑瓶?jī)?nèi)慢慢滴入水，試管中的物質(zhì)充分反應(yīng)。若滴入的水為35mL時(shí)，試管先充滿水而后又充滿氣體，則原試管中盛有的NO為_(kāi)_______mL，若想使水充滿試管，則應(yīng)向試劑瓶中滴入的水是________mL。解析：設(shè)原試管中NO的體積為x，則4NO＋3O2＋2H2O=4HNO343xeq\f(3,4)xeq\f(3,4)x＋x＝35mL，解得x＝20mL；則eq\f(3,4)x＝eq\f(3,4)×20mL＝15mL。原試管中NO的體積為20mL，需滴入水15mL。答案：201514．2023年5月17日新疆電視臺(tái)(午間新聞)報(bào)道：我國(guó)新增阿勒泰大氣背景監(jiān)測(cè)點(diǎn)。這標(biāo)志著氣候條件獨(dú)特、空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良的新疆阿勒泰市已成為我國(guó)第8個(gè)國(guó)家大氣背景監(jiān)測(cè)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)安裝的監(jiān)測(cè)設(shè)備可日常監(jiān)測(cè)二氧化硫、二氧化氮、一氧化氮及臭氧等污染物。NO分子因污染空氣而“臭名昭著”，后來(lái)發(fā)現(xiàn)少量的NO在生物體內(nèi)許多組織中存在，它有擴(kuò)張血管、免疫、增強(qiáng)記憶的功能，從而成為生命科學(xué)的研究熱點(diǎn)，NO亦被稱為“明星分子”。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)NO對(duì)環(huán)境的危害在于________(填編號(hào))。A．破壞臭氧層B．高溫下能使一些金屬氧化C．造成酸雨D．與人體血紅蛋白結(jié)合(2)在含Cu＋的酶的活化中心中，亞硝酸根離子(NOeq\o\al(－,2))可轉(zhuǎn)化為NO，寫出Cu＋和亞硝酸根離子在酸性水溶液中反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________。(3)“綠色奧運(yùn)”是2023年北京奧運(yùn)會(huì)的主題之一，為迎接奧運(yùn)，減少空氣污染，北京為汽車加裝了“三效催化凈化器”，可將尾氣中的一氧化碳和一氧化氮轉(zhuǎn)化為參與大氣循環(huán)的無(wú)毒混合氣體，該氣體是()A．二氧化碳和氮?dú)?B．二氧化碳和二氧化氮C．二氧化碳和氧氣 D．二氧化碳和氫氣(4)氟利昂(如CCl2F2)可在光的作用下分解，產(chǎn)生氯原子，氯原子會(huì)對(duì)臭氧層產(chǎn)生長(zhǎng)久的破壞作用(臭氧的分子式為O3)。有關(guān)反應(yīng)如下：O3eq\o(,\s\up7(光),\s\do5(光))O2＋OCl＋O3→ClO＋O2ClO＋O→Cl＋O2?？偡磻?yīng)：2O3→3O2。在上述臭氧變成氧氣的反應(yīng)過(guò)程中，Cl是__________