《氮氣和氮氧化物》1.氮元素的結(jié)構(gòu)及存在(1)氮元素位于元素周期表的第

周期、第

族。氮原子最外層有

個電子，既不容易

3個電子，也不容易

5個電子。一般通過______

與其他原子相互結(jié)合成物質(zhì)。(2)氮元素在自然界中的存在氮元素主要以

分子的形式存在于空氣中，部分氮元素以化合物的形式存在于動植物體內(nèi)的

中，還有部分存在于土壤、海洋里的______和

中。一、氮氣與氮的固定二ⅤA得到失去共用電5子對N2蛋白質(zhì)硝酸鹽銨鹽2.氮氣(1)N2的物理性質(zhì)通常情況下，氮氣是

、

的氣體，密度比空氣的

，

于水。(2)N2的化學(xué)性質(zhì)氮分子內(nèi)兩個氮原子間以

結(jié)合，斷開該化學(xué)鍵需要____的能量，所以氮氣的化學(xué)性質(zhì)很

，通常情況下

與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但在一定條件下氮氣也可以和一些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。寫出氮氣和下列物質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式。無色無味稍小難溶共價三鍵(N≡N)較多穩(wěn)定很難①金屬鎂：____________________，氮氣表現(xiàn)

性；②氫氣：_______________________，氮氣表現(xiàn)

性；③氧氣：_____________________

，氮氣表現(xiàn)

性。氧化氧化還原3.氮的固定(1)含義：將大氣中

的氮轉(zhuǎn)化為

的過程。(2)分類游離態(tài)氮的化合物氮的固定自然固氮高能固氮(N2＋O22NO)

固氮(豆科植物根瘤菌固氮)

固氮合成氨(N2＋3H22NH3)仿生固氮生物人工(1)氮元素有多種化合價，其最高正價為＋5價(

)(2)氮原子與其他原子只能形成共價鍵，不能形成離子鍵(

)(3)氮氣常用作焊接金屬、填充燈泡、保存食品的保護氣(

)(4)氮的固定中氮元素一定被氧化(

)(5)豆科植物的根瘤菌固氮屬于自然固氮中的高能固氮(

)(6)工業(yè)上將NH3轉(zhuǎn)化為其他銨態(tài)化肥屬于人工固氮(

)(7)N2和O2在放電條件下會生成NO2(

)(8)N2中N元素價態(tài)為0價，處于中間價態(tài)，因此既有氧化性，又有還原性(

)判斷正誤√×√××××√氮在自然界中的循環(huán)如圖所示。(1)過程①稱為________，寫出合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________，該反應(yīng)中氮氣顯____性(填“氧化”或“還原”，下同)深度思考人工固氮N2＋氧化(2)過程②中能通過______________的作用將空氣中的氮氣固定下來，寫出③中固氮反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________，該反應(yīng)中氮氣顯____性。豆科植物根瘤菌還原(3)過程④中的亞硝酸鹽有毒，工業(yè)上若直接排放將造成對環(huán)境的污染。已知NaNO2遇到還原性較強的

會被還原為N2，在廢液中加入下列物質(zhì)不能使NaNO2無害化排放的是____(填字母)。a.H2O2

b.NH4Cl

c.KNO3

d.NaOHacd(1)氮的固定必須為將游離態(tài)的N2轉(zhuǎn)化為化合態(tài)含氮物質(zhì)的過程，為氧化還原反應(yīng)。(2)氮氣性質(zhì)的“一惰性、兩反應(yīng)”。氮氣化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，通常狀況下，很難與其他物質(zhì)反應(yīng)，但是在一定條件下，也能與氫氣、氧氣等反應(yīng)。(3)氮元素是多價態(tài)元素，氮氣中氮元素呈0價，處于中間價態(tài)，故氮氣既有氧化性(與H2反應(yīng))，又有還原性(與O2反應(yīng))。歸納總結(jié)返回二、一氧化氮和二氧化氮1.一氧化氮、二氧化氮的物理性質(zhì)氧化物顏色狀態(tài)氣味水溶性NO

色氣態(tài)

味

溶NO2

色氣態(tài)

氣味

溶無紅棕?zé)o刺激性難易2.一氧化氮、二氧化氮的性質(zhì)探究操作一：在一支50mL的注射器里充入20mLNO，觀察顏色，然后吸入5mL水，用乳膠管和彈簧夾封住管口，振蕩注射器?，F(xiàn)象：一氧化氮為無色氣體，注射器內(nèi)無明顯變化。結(jié)論：NO難溶于水操作二：打開彈簧夾，快速吸入10mL空氣，夾上彈簧夾?，F(xiàn)象：

。結(jié)論：NO和O2反應(yīng)生成

。操作三：振蕩注射器現(xiàn)象：氣體紅棕色

，得到

溶液。結(jié)論：NO2和H2O反應(yīng)生成了

。寫出下列轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式：(1)NO―→NO2：_________________。(2)NO2―→NO：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，該反應(yīng)中NO2既表現(xiàn)

，又表現(xiàn)

。注射器內(nèi)氣體變?yōu)榧t棕色NO2消失無色HNO3和NO2NO＋O2===2NO2氧化性還原性(1)由于NO極易與O2反應(yīng)，并且其密度與空氣相差不多，因此收集NO只能用排水法(

)(2)由于NO2極易與水反應(yīng)且密度比空氣大，因此收集NO2只能用向上排空氣法(

)(3)NO2易溶于水生成HNO3，故NO2是酸性氧化物(

)(4)N2與O2反應(yīng)時，不論O2是否足量，其一步反應(yīng)都只能得到NO，不能生成NO2(

)(5)NO和NO2都是有刺激性氣味的有毒氣體，它們都是大氣污染物(

)判斷正誤√√×√×(1)NO和O2反應(yīng)，不能用排空氣法收集，可以用排水法收集，NO2和水反應(yīng)，不能用排水法收集，可用向上排空氣法收集。(2)NO不能和堿反應(yīng)，NO2可以和堿反應(yīng)生成硝酸鹽、亞硝酸鹽和水，但NO2不是酸性氧化物。(3)NO2可以使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{(lán)色，不能用濕潤的淀粉碘化鉀試紙鑒別NO2氣體和溴蒸氣。歸納總結(jié)1.俗話說“雷雨發(fā)莊稼”，試說出其中的原理，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。深度思考2.在NO、NO2性質(zhì)實驗中(1)如果要將注射器中的NO充分轉(zhuǎn)化，應(yīng)采取的措施是____________________。(2)上述實驗對工業(yè)上生產(chǎn)硝酸的啟示是______________________________________________________________________________________。繼續(xù)通入過量的在用水吸收NO2制取硝酸的反應(yīng)空氣過程中，要不斷地補充一些空氣，使NO2盡可能多地轉(zhuǎn)化為硝酸3.將一支充有12mLNO2氣體的試管倒置于水槽中，充分反應(yīng)。(1)下列圖示正確的是__。C(2)如水不能充滿試管，需再向試管中緩緩充入O2，現(xiàn)象為_________________________________，最終充入__mL氧氣，才能使水全部充滿。紅棕色，液面逐漸上升無色氣體變?yōu)?解析向試管中緩緩充入O2，發(fā)生反應(yīng)①2NO＋O2===2NO2，故氣體顏色由無色變?yōu)榧t棕色，然后發(fā)生反應(yīng)②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，故液面逐漸上升，將①和②兩式相組合得4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，要使水全部充滿試管，需充入3mL氧氣。熟記NOx與O2混合氣體被吸收關(guān)系(1)4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3練后反思返回(2)4NO＋3O2＋2H2O===4HNO31.(2019·浙江寧波期末)氮元素在海洋中的循環(huán)，是整個海洋生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。海洋中無機氮的循環(huán)過程可用如圖表示。下列關(guān)于海洋氮循環(huán)的說法正確的是A.海洋中的氮循環(huán)起始于氮的氧化B.海洋中的氮循環(huán)屬于固氮作用的是③C.海洋中的反硝化作用一定有氧氣的參與1235隨堂演練知識落實4√12354海洋中的氮循環(huán)屬于固氮作用的是②，B項錯誤；反硝化作用中N元素化合價降低，被還原，而O2是常見的氧化劑，不需要有O2參與，C項錯誤；2.(2019·湖南湘潭一中期中)氮氣能大量存在于空氣中的根本原因是A.氮氣性質(zhì)穩(wěn)定，即使在高溫下也不與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)B.氮氣比空氣輕且不溶于水C.氮氣分子中兩個氮原子結(jié)合很牢固，分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定D.氮氣既無氧化性，也無還原性，不與其他物質(zhì)反應(yīng)12354√解析N2性質(zhì)穩(wěn)定，但在高溫下可與O2等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，在反應(yīng)中表現(xiàn)出氧化性或還原性；氮氣比空氣輕且難溶于水，并不是N2能大量存在于空氣中的根本原因；N2能大量存在于空氣中的根本原因是氮氣分子中兩個氮原子結(jié)合很牢固，分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。3.(2019·保定一中檢測)下列反應(yīng)中屬于氮的固定的是12354B.2NO＋O2===2NO2D.NH3＋H2O＋CO2===NH4HCO3解析固氮過程是把N2轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過程，只有A項符合?！?.(2019·天津耀華中學(xué)期中)如圖所示，試管中盛裝的氣體呈紅棕色，當(dāng)?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r，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面繼續(xù)上升，經(jīng)過多次重復(fù)后，試管被水充滿，對原試管中盛裝的氣體說法正確的是A.可能是N2與NO2的混合氣體

B.可能是N2O氣體C.可能是NO與NO2的混合氣體

D.只可能是NO2一種氣體√1235412354解析試管中盛裝的氣體呈紅棕色，那么一定有二氧化氮存在。根據(jù)題述現(xiàn)象可知，原試管中盛裝的氣體的成分可能為①NO2、②NO2和O2(少量)、③NO2和NO等。5.NO與NO2中氮元素的價態(tài)均處于中間價態(tài)，則NO與NO2均既有氧化性又有還原性。(1)NO極易與氧氣反應(yīng)表現(xiàn)____性，化學(xué)方程式為________________；在一定條件下與氨氣發(fā)生歸中反應(yīng)生成N2，其化學(xué)方程式為_____________________________。(2)NO2可發(fā)生自身歧化反應(yīng)，NO2與H2O的化學(xué)方程式為__________________________，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為_____，NO2與NaOH溶液反應(yīng)可生成兩種鹽，其中一種是NaNO3，化學(xué)方程式為______________________________________。12354返回還原2NO＋O2===2NO24NH3＋6NO2HNO3＋NO3NO2＋H2O===1∶2===NaNO2＋NaNO3＋H2O2NO2＋2NaOH課時對點練123456789題組一氮氣和氮的固定1.(2019·黑龍江大慶一中月考)下列關(guān)于N2的說法中錯誤的是A.通常情況下N2的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，所以N2可在電焊時做保護氣A組

基礎(chǔ)對點練√2.(2020·咸陽高一期末)氮是動植物生長不可缺少的元素，含氮化合物也是重要的化工原料。自然界中存在如圖所示的氮元素的循環(huán)過程，下列說法不正確的是123456789B.過程③“固氮作用”中，氮氣被還原√123456789過程③“固氮作用”中氮元素化合價降低，氮氣被還原，B正確；題組二一氧化氮、二氧化氮的性質(zhì)3.(2019·菏澤一中月考)最新的病毒學(xué)研究證實，一氧化氮對SARS、新型冠狀病毒都有直接抑制作用。下列關(guān)于一氧化氮的敘述正確的是A.一氧化氮是一種紅棕色氣體B.常溫常壓下，一氧化氮不能與空氣中的氧氣直接化合C.一氧化氮可由氮氣和氧氣在放電條件下直接化合得到D.一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集√123456789解析NO是一種無色難溶于水的氣體，可以用排水法收集；常溫常壓下，NO容易與氧氣直接化合生成NO2。4.(2020·湖南岳陽高一檢測)眾所周知，一氧化氮是一種大氣污染物，是吸煙、汽車尾氣及垃圾燃燒等釋放出的有害氣體，但是這種最常見、最簡單的氣體小分子在生物體內(nèi)卻是一種重要的信使分子，具有保護心血管、降低血壓以及提高性能力的作用。下列關(guān)于NO的說法中正確的是A.NO是無色氣體，易溶于水，是酸性氧化物B.NO在人體內(nèi)可做“信使分子”能擴張血管，提高免疫力等，因此大氣

中的NO對人體無害C.NO在空氣中可以轉(zhuǎn)為NO2，二者都是大氣污染物D.NO在化學(xué)反應(yīng)中，只能作還原劑，不能作氧化劑123456789√解析NO是無色難溶于水的氣體，NO不與堿反應(yīng)，不是酸性氧化物，故A項錯誤；NO有毒，為大氣污染物，對人體有害，故B項錯誤；NO和O2發(fā)生反應(yīng)2NO＋O2===2NO2，NO、NO2都是大氣污染物，C項正確；NO分子中N元素價態(tài)為＋2價，為中間價態(tài)，在一定條件的反應(yīng)中既可作氧化劑，又可作還原劑，D項錯誤。1234567895.(2020·貴州獨山期末)在NO2與水的反應(yīng)中A.氮元素的化合價不發(fā)生變化B.NO2只是氧化劑C.NO2只是還原劑D.NO2既是氧化劑又是還原劑√123456789解析

NO2和水反應(yīng)的方程式為3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，在反應(yīng)中

2mol被氧化生成2mol硝酸，1mol被還原，生成NO，即NO2既是氧化劑又是還原劑。答案選D。1234567896.(2019·山東菏澤一中檢測)運載火箭的推進劑引燃后產(chǎn)生的氣體主要是CO2、H2O、N2、NO，這些氣體均為無色，但在衛(wèi)星發(fā)射現(xiàn)場看到火箭噴出大量紅色煙霧。產(chǎn)生紅色煙霧的原因是A.高溫下N2遇空氣生成NO2B.NO遇空氣生成NO2C.CO2和NO反應(yīng)生成CO和NO2D.NO和H2O反應(yīng)生成H2和NO2√解析根據(jù)火箭噴出大量紅色煙霧可推知其中含有NO2，引燃后產(chǎn)生的氣體中NO遇空氣生成NO2。題組三氮的氧化物與水反應(yīng)的簡單計算7.(2019·河北張家口第一中學(xué)檢測)將裝有50mLNO2、NO混合氣體的量筒倒立在水槽中，反應(yīng)后氣體體積縮小為30mL，則原混合氣體中NO2和NO的體積比是A.5∶3 B.3∶5 C.3∶2 D.2∶3√123456789123456789解析

解答此題可根據(jù)化學(xué)方程式，運用差量法進行計算，由所得結(jié)果來確定正確的選項。設(shè)混合氣體中NO2的體積為x。3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

ΔV3mL

1mL

3mL－1mL＝2mLx

50mL－30mL＝20mLx＝30mL則原混合氣體中NO體積為50mL－30mL＝20mL，所以V(NO2)∶V(NO)＝30mL∶20mL＝3∶2。8.(2020·山東臨沂一中高一段考)對3NO2＋H2O===2HNO3＋NO反應(yīng)的下列說法正確的是A.氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為1∶2B.氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2C.NO2是氧化劑，H2O是還原劑D.在反應(yīng)中若有6molNO2參與反應(yīng)時，有3mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移123456789√解析

該反應(yīng)中NO2既是氧化劑又是還原劑，硝酸為氧化產(chǎn)物，NO為還原產(chǎn)物。硝酸與NO的物質(zhì)的量之比為2∶1，還原劑(NO2)與氧化劑(NO2)的物質(zhì)的量之比為2∶1。若有6molNO2參與反應(yīng)，則轉(zhuǎn)移電子4mol。9.(2019·鄭州高一檢測)以下是氮循環(huán)的一部分：123456789(1)反應(yīng)②的化學(xué)方程式是__________________。2NO＋O2===2NO2解析反應(yīng)②是NO與氧氣化合生成NO2，反應(yīng)的化學(xué)方程式是2NO＋O2===2NO2。(2)NO2易溶于水并和水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，該反應(yīng)中氧化劑和還原劑物質(zhì)的量之比為_____。1234567891∶2解析NO2易溶于水，并和水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NO2中氮元素化合價部分升高，部分降低，NO2既是氧化劑，也是還原劑，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2。(3)實驗室收集NO的方法為___________。123456789(4)化合物A的化學(xué)式是______。排水法收集HNO3解析NO易被氧氣氧化，實驗室常用排水法收集NO。解析根據(jù)以上分析可知化合物A的化學(xué)式是HNO3。(5)治理汽車尾氣的一種方法是用催化劑使NO與CO發(fā)生反應(yīng)：2NO＋2CO===2CO2＋N2，當(dāng)生成1molN2時，被還原的NO為__mol。1234567892解析根據(jù)方程式2NO＋2CO===2CO2＋N2可知，NO中氮元素化合價從＋2價降低到0價，NO是氧化劑，被還原，當(dāng)生成1molN2時，被還原的NO為2mol。1.下列反應(yīng)必須加入氧化劑且一步反應(yīng)就能完成的是①N2→NO2

②NO2→NO

③NO2→HNO3

④N2→NO

⑤N2→NH3A.①

B.②⑤

C.④

D.③④√B組綜合強化練12345678解析

①N2→NO2不能一步完成，②③NO2與H2O反應(yīng)即可，但H2O不是氧化劑，④N2→NO中N2被氧化，需要加入氧化劑，⑤N2與H2反應(yīng)生成NH3，加入的H2是還原劑。2.(2020·河南平頂山一中期中)實驗室以空氣和鎂為原料制備Mg3N2的裝置如圖所示(夾持和加熱裝置略去)：12345678下列說法正確的是A.裝置A、B中可依次加入濃硫酸、NaOH溶液B.若去掉裝置C，對產(chǎn)品純度無影響C.實驗時應(yīng)先加熱C，通入一段時間空氣后再加熱DD.E中堿石灰的作用是吸收尾氣√解析A錯，要制備氮化鎂，需要除去空氣中的氧氣、CO2和水蒸氣，則裝置A、B中可依次加入NaOH溶液、濃硫酸；B錯，若去掉裝置C，鎂與氧氣反應(yīng)生成氧化鎂，對產(chǎn)品純度有影響；C對，實驗時，應(yīng)先加熱C，通入一段時間空氣除去氧氣，然后再加熱D；D錯，裝置E中堿石灰的作用是吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳。123456783.(2020·山東淄博月考)科學(xué)的假設(shè)與猜想是科學(xué)探究的先導(dǎo)和價值所在。在下列假設(shè)或猜想引導(dǎo)下的探究肯定沒有意義的是A.探究SO2和Na2O2反應(yīng)可能有Na2SO4生成B.探究NO和N2O可能化合生成NO2C.探究NO2可能被NaOH溶液完全吸收生成NaNO2和NaNO3D.探究向滴有酚酞溶液的NaOH溶液中通入Cl2，酚酞紅色褪去的原因是溶

液的酸堿性改變還是HClO的漂白作用12345678√解析

NO和N2O反應(yīng)不可能生成NO2，因為氮元素的化合價均升高，沒有元素化合價的降低。4.(2019·山東日照一中檢測)為了避免NO、NO2、N2O4對大氣的污染，常采用NaOH溶液進行吸收處理(反應(yīng)方程式：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O；NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O)?，F(xiàn)有由amolNO、bmolNO2、cmolN2O4組成的混合氣體恰好被VLNaOH溶液吸收(無氣體剩余)，則此NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為12345678√12345678123456785.(2019·甘肅武威第六中學(xué)段考)如圖所示，相同條件下，兩個容積相同的試管分別裝滿NO2和NO氣體，分別倒置于水槽中，然后通過導(dǎo)管緩慢通入氧氣，邊通入邊慢慢搖動試管，直到兩個試管內(nèi)充滿液體。假設(shè)試管內(nèi)的溶質(zhì)不向水槽中擴散，則兩個試管內(nèi)溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度之比為A.1∶1 B.5∶7C.7∶5

D.4∶3√解析

因為NO2和NO的體積相等，在同溫同壓下兩者的物質(zhì)的量相等，根據(jù)反應(yīng)：2NO＋O2===2NO2，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，生成的HNO3的物質(zhì)的量也相等，因此兩試管內(nèi)HNO3的物質(zhì)的量濃度相等，故選A。6.(2020·北京東城區(qū)校級檢測)現(xiàn)有NO2、O2的混合氣體12mL，通入足量水中，充分反應(yīng)后剩余氣體2mL(同溫同壓下)，則原混合氣體中氧氣的體積是A.1.3mL B.2.4mLC.3mL D.4mL或1.2mL√1234567812345678解析

(總反應(yīng)式法)根據(jù)有關(guān)的反應(yīng)：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3

3NO2＋H2O===2HNO3＋NO設(shè)原混合氣體中O2的體積為V(O2)，剩余氣體可能是O2，也可能是NO。123456787.(2019·濟南一中期末)氮氧化物進入大氣后，不僅會形成硝酸型酸雨，還可能形成光化學(xué)煙霧。因此必須對含有氮氧化物的廢氣進行處理。(1)用氫氧化鈉溶液可以吸收廢氣中的氮氧化物，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，在該反應(yīng)中，氧化劑是_____，還原劑是___。NO2NO解析NO2中氮元素的化合價降低，NO2作氧化劑，NO中氮元素的化合價升高，NO作還原劑。12345678(2)在一定條件下氨可用來將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無污染的物質(zhì)。寫出氨和二氧化氮在一定條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________，反應(yīng)中氧化劑是_____，還原劑是____。NO2NH3解析氨和二氧化氮反應(yīng)后生成的無污染的物質(zhì)是氮氣和水。123456788.(2019·北京昌平高一檢測)(1)某化學(xué)學(xué)習(xí)小組為探究NO2和SO2的反應(yīng)，進行如下實驗(如圖所示)。①圖甲兩集氣瓶中__(填“上”或“下”)瓶顏色深。②圖乙中反應(yīng)的現(xiàn)象是__________________________________。下兩氣體混合后，顏色由紅棕色變?yōu)闊o色解析NO2呈紅棕色，SO2為無色，故下瓶顏色深。解析NO2有強氧化性，能被SO2還原成NO，故現(xiàn)象為兩氣體混合后，顏色由紅棕色變?yōu)闊o色。12345678③圖丙中“有紅棕色氣體產(chǎn)生”說明SO2和NO2反應(yīng)的產(chǎn)物中有___，說明NO2在該反應(yīng)中表現(xiàn)_____性。④由圖乙和圖丙中的現(xiàn)象寫出NO2和SO2反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________。NO氧化===NO＋SO3NO2＋SO2解析NO遇空氣被氧化成NO2：2NO＋O2===2NO2，“有紅棕色氣體產(chǎn)生”說明SO2和NO2反應(yīng)的產(chǎn)物中有NO，體現(xiàn)了NO2的氧化性。解析由題給現(xiàn)象可知，NO2和SO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為NO2＋SO2===NO＋SO3。12345678(2)某課外活動小組探究鎂與NO2的反應(yīng)。已知鎂與CO2反應(yīng)如下：①該小組采用類比Mg與CO2反應(yīng)的思路對Mg與NO2的反應(yīng)進行預(yù)測，寫出Mg與NO2反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________。12345678②設(shè)計實驗驗證猜測(用于連接玻璃管的乳膠管均內(nèi)襯錫紙)。資料信息：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。Ⅰ.裝置A中的試劑是__________。Ⅱ.干燥管和裝置B的作用分別是______________________、_______。Ⅲ.實驗開始時正確的操作步驟順序是____(填字母)。a.通入NO2

b.打開彈簧夾c.點燃酒精燈

d.當(dāng)硬質(zhì)玻璃管充滿紅棕色氣體后，關(guān)閉彈簧夾NaOH溶液吸收NO2，避免污染環(huán)境收集N2badc12345678解析由資料信息：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O可知，裝置A中的試劑是NaOH溶液，作用是除去未反應(yīng)的NO2。干燥管是尾氣處理裝置，作用是吸收NO2以避免污染環(huán)境。裝置B的作用是利用排水法收集N2。實驗開始時正確的操作步驟：b(打開彈簧夾)→a(通入NO2，排盡反應(yīng)裝置中的空氣)→d(當(dāng)硬質(zhì)玻璃管充滿紅棕色氣體后，關(guān)閉彈簧夾)→c(點燃酒精燈，確認(rèn)充滿NO2后才開始加熱)。返回任務(wù)氮的氧化物溶于水的有關(guān)計算【問題探究】【實驗探究】NO2被H2O吸收的實驗NO2能溶于H2O并發(fā)生反應(yīng),為了使NO2盡可能被H2O吸收,某化學(xué)興趣小組設(shè)計了如下實驗步驟,以探究NO2被H2O吸收的程度。步驟①:將盛滿NO2氣體的試管倒置于盛水的水槽中,如圖甲所示。步驟②:將O2緩慢通入步驟①的試管中,如圖乙所示。甲

乙1.步驟①中試管內(nèi)氣體的顏色和水位有何變化?發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是什么?2.步驟②中試管內(nèi)氣體的顏色和體積怎樣變化,試管內(nèi)水位怎樣變化?主要發(fā)生哪些反應(yīng)?提示

緩慢通入O2時,試管內(nèi)無色氣體變?yōu)榧t棕色,后又變?yōu)闊o色,但氣體體積減小,液面不斷上升。發(fā)生反應(yīng):2NO+O2===2NO2,3NO2+H2O===2HNO3+NO。3.當(dāng)液體充滿整個試管時,通入的O2與原試管內(nèi)的NO2體積之比是多少?寫出總反應(yīng)的化學(xué)方程式。提示

當(dāng)液體充滿試管時,NO2和通入的O2恰好完全反應(yīng)生成HNO3,即4NO2+O2+2H2O===4HNO3,因此V(NO2)∶V(O2)=4∶1。4.在相同條件下,向同一試管中分別通入NO和O2,然后倒置于水槽中,若溶液充滿試管,則通入的NO和O2的體積比為多少?寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。提示

4∶3。4NO+3O2+2H2O===4HNO3?！旧罨卣埂?.NO和NO2的性質(zhì)對比物質(zhì)NONO2顏色、狀態(tài)、氣味、毒性無色、無味紅棕色、刺激性氣味有毒氣體水溶性不溶易溶且與水反應(yīng)與O2反應(yīng)2NO+O2===2NO2—與H2O反應(yīng)—3NO2+H2O===2HNO3+NO物質(zhì)NONO2與O2、H2O共同反應(yīng)4NO+3O2+2H2O===4HNO34NO2+O2+2H2O===4HNO3氧化性6NO+4NH35N2+6H2O6NO2+8NH37N2+12H2O,NO2+SO2===SO3+NO,NO2能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍(lán)2.氮的氧化物溶于水的有關(guān)定量關(guān)系(1)相關(guān)反應(yīng)原理3NO2+H2O===2HNO3+NO①2NO+O2===2NO2②由方程式①×2+②得:4NO2+O2+2H2O===4HNO3③由方程式①×2+②×3得:4NO+3O2+2H2O===4HNO3④(2)氮氧化物溶于水的不同情況及剩余氣體分析①NO2與O2的混合氣體溶于水(反應(yīng)③)②NO與O2的混合氣體溶于水(反應(yīng)④)溫馨提示

:氮的氧化物與O2的混合氣體溶于水時,剩余的氣體可能是O2,也可能是NO,但不可能是NO2,因為NO2會與水反應(yīng)生成HNO3和NO。【素能應(yīng)用】典例將VmLNO和NO2的混合氣體通過水吸收后,得到無色氣體A。將此無色氣體A與等體積的O2通入水中充分吸收后,得到5mL無色氣體B,下列說法不正確的是(

)A.氣體A是NO,B氣體是O2B.氣體A的體積是20mLC.V的取值范圍是20<V<60D.將盛有體積比為4∶1的NO2和O2混合氣體的燒瓶倒立于水槽中充分反應(yīng)后,燒瓶中所得溶液的物質(zhì)的量濃度為

mol·L-1答案

D解析

NO不與水反應(yīng),NO2能與水反應(yīng):3NO2+H2O===2HNO3+NO,則無色氣體A為NO;無色氣體A與等體積的O2混合通過水后發(fā)生反應(yīng):4NO+3O2+2H2O===4HNO3,由此可知O2過量,則無色氣體B為O2,A正確;由于過量的氧氣為5

mL,而開始反應(yīng)時NO與O2的體積相等,根據(jù)反應(yīng)4NO+3O2+2H2O===4HNO3,剩余O2體積占反應(yīng)前O2總體積的

,可知NO的體積為V(NO)=V(O2)=5

mL×4=20

mL,即氣體A的體積是20

mL,B正確;由B可知,NO2與水反應(yīng)產(chǎn)生的NO和原來的NO共20

mL,若NO氣體全部來源于原氣體,則V=20;若NO氣體全部是由NO2與水反應(yīng)產(chǎn)生,根據(jù)反應(yīng)3NO2+H2O===2HNO3+NO可知V=3×20=60,則V的取值范圍是20<V<60,C正確;將盛有體積比為4∶1的NO2和O2的混合氣體的燒瓶倒立于水槽中充分反應(yīng),發(fā)生的反應(yīng)為4NO2+O2+2H2O===4HNO3,恰好完全轉(zhuǎn)化為硝酸,但由于未指明氣體所處的外界條件,不能確定氣體摩爾體積,就不能計算氣體的物質(zhì)的量及其形成的硝酸溶液的濃度,D錯誤。【變式設(shè)問】將NO、O2和NO2的混合氣體通入水中被完全吸收,當(dāng)氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶3時,NO、O2和NO2的體積之比為

。

提示

1∶2∶5解析

將NO、O2和NO2的混合氣體通入水中被完全吸收,反應(yīng)中O2是氧化劑,NO和NO2是還原劑,若氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶3,設(shè)n(O2)=1

mol,則有n(NO)+n(NO2)=3

mol,設(shè)NO、NO2的物質(zhì)的量分別為x、y,則有x+y=3

mol;據(jù)得失電子守恒可得:1

mol×4=3x+y,綜合上述兩式可得x=0.5

mol,y=2.5

mol。根據(jù)阿伏加德羅定律及推論可知,相同條件下,氣體的體積之比等于其物質(zhì)的量之比,故NO、O2、NO2的體積之比為0.5

mol∶1

mol∶2.5

mol=1∶2∶5。變式訓(xùn)練

將40mLNO2和NO的混合氣體通入倒立于水槽中盛滿水的試管里,充分反應(yīng)后試管中剩余20mL氣體,則原混合氣體中NO2和NO的體積比為(

)A.2∶1 B.1∶3 C.3∶1 D.1∶1答案

C解析

3NO2+H2O===2HNO3+NO

ΔV3

mL

1

mL

2

mLV(NO2)