3.3.1 氮气和氮氧化物 -【帮课堂】2024-2025学年高一化学同步学与练（鲁科版2019必修第一册）

第3章 物质的性质与转化 第三节 氮的循环 第1课时 氮气和氮氧化物 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1.能依据元素化合价列举、描述、辨识含氮元素的典型物质——N2、NO、NO2重要的物理性质和化学性质及其实验现象，能用化学方程式正确表示典型物质的主要性质。 2.能从元素化合价的角度，依据氧化还原反应原理预测N2、NO、NO2的性质及物质间的转化，设计实验进行初步验证，并能分析解释有关实验现象。 3.能分别根据N2、NO、NO2的性质分析生产、生活以及环境中的某些问题和对社会发展的价值及对环境的影响。 重点：N2、NO、NO2的性质。 难点：氮氧化物的计算。 一、氮气的性质与用途 1．氮的固定 2．氮气的性质 (1)物理性质：无色无味的气体，密度比空气略小，难溶于水。 (2)化学性质 写出有关化学方程式： ①3Mg＋N2Mg3N2； ②N2＋3H22NH3； ③N2＋O22NO。 3.氮气的用途 ①文物馆将贵重文物保存在氮气中（N2的稳定性）。 ②氮气是合成氨工业的重要原料（N2的氧化性）。 ③雷电是自然界重要的固氮方式（N2的还原性）。 ④医疗上，液氮是常见的冷冻剂（N2的沸点低，液氮易汽化，且汽化吸收热量）。 二、氮的氧化物 1.氮的氧化物 氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1→＋5价都有对应的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。 2.一氧化氮和二氧化氮的比较 性质 NO NO2 色、味、态 无色的气体 红棕色、有刺激性气味的气体 水溶性 不溶于水 易溶于水 毒性 有毒，大气污染物之一 有毒，大气污染物之一 与水反应 不反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 与氧气反应 2NO＋O2===2NO2 不反应 【特别提醒】 ①NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46。②验证某无色气体为NO的方法是向该无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。 3.鉴别二氧化氮和溴蒸气 已知液溴极易汽化成红棕色的溴蒸气，设计简单的实验鉴别二氧化氮和溴蒸气。 （1）方案一：将气体分别溶于盛有少量有机溶剂(如苯、四氯化碳)的试管中，溶液变橙红色的是溴蒸气，无变化的是NO2。 （2）方案二：将气体分别通入盛有少量水的试管中，溶液变黄的是溴蒸气，无明显现象的是NO2。 （3）方案三：将气体分别通入盛有少量硝酸银溶液的试管中，产生淡黄色沉淀的是溴蒸气，无明显现象的是NO2。 三、氮氧化物溶于水 1.氮氧化物溶于水的问题分析 无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者的混合气体，反应的实质是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，2NO＋O2===2NO2，故若有气体剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。 (1)若NO和O2通入水中，总关系式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3(4∶3)。 (2)若NO2和O2通入水中，总关系式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3(4∶1)。 (3)NO2、NO、O2三种混合气体通入水中： ①可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理。 ②也可先将NO2和H2O反应转化为NO，再按4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3情况处理。 2.氮的氧化物和氧气、水反应的计算方法 (1)关系式法 ①NO2和O2混合气体溶于水的计算 由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知： V(NO2)∶V(O2) ②NO与O2同时通入水中 由4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可知： V(NO)∶V(O2) ③NO2、NO、O2三种混合气体通入水中 a．可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理。 b．也可先将NO2和H2O反应转化为NO，再按4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3情况处理。 (2)得失电子守恒法 当NOx转化为硝酸时要失去电子，如果是NOx与O2混合，则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。 四、氮氧化物对环境的污染及防治 1.常见的污染类型 （1）光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。 （2）酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。 （3）破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。 （4）NO与血红蛋白结合使人中毒。 2.常见的氮氧化物尾气处理方法 （1）碱液吸收法 工业尾气中的NOx常用碱液吸收处理，NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是 n(NO2)≥n(NO)。 （2）催化转化法 在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)，或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)固氮反应一定属于氧化还原反应。(　　) (2)N2与O2在放电条件下直接化合成NO2。(　　) (3)用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的气体。(　　) (4)NO2溶于水时，NO2是氧化剂，水是还原剂。(　　) (5)可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物。(　　) (6)利用AgNO3、CCl4和蒸馏水均可鉴别NO2和溴蒸气。(　　) 【答案】(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√ 2.下列有关氮的氧化物的说法正确的是（　　） A．NO和NO2混合气体的尾气可以用水吸收 B．4.6 g NO2和N2O4的混合气体中含有的氧原子数目小于0.2NA（NA为阿伏加德罗常数的值） C．用湿润的淀粉KI试纸可鉴别Br2（g）和NO2 D．除去NO中混有的少量NO2气体时，可以用水洗涤后再干燥 【答案】D 【解析】NO与水不反应，且NO2与H2O反应生成NO，故不能用水吸收NO和NO2混合气体，A错误；根据原子守恒，可按NO2计算，含有的氧原子数目为0.2NA，B错误；Br2（g）和NO2都能使湿润的淀粉KI试纸变蓝，不能鉴别，C错误；二氧化氮能与水反应生成NO，用水洗涤后再干燥可除杂，D正确。 3.煤燃烧时，烟气中NO含量随温度和氧气含量的变化如下图所示。下列说法不正确的是（　　） A．燃煤过程中发生了氮的固定 B．燃煤温度越高NOx污染越重 C．含氧量越高越容易生成NO D．煤燃烧不影响自然界氮循环 【答案】D 【解析】A.燃煤过程中氮气转化为一氧化氮，发生了氮的固定，A正确；B.由题图可知，随着温度升高，一氧化氮的含量升高，污染加重，B正确；C.由题图可知，随氧气含量升高，一氧化氮含量升高，故含氧量越高越容易生成NO，C正确；D.由题图可知，煤燃烧将氮气转化为一氧化氮，污染环境，影响了氮循环，D错误。 ►问题一 氮循环及氮的固定 【典例1】自然界的氮循环如图所示，下列说法正确的是(　　) A．①中N2与O2反应生成NO2是自然固氮 B．②中合成氨属于人工固氮 C．③中的氮元素被氧化 D．氮循环过程中没有氧元素参加 【答案】B 【解析】①中N2与O2反应生成NO是自然固氮，A错误；②中N2与H2在高温、高压、催化剂条件下反应产生NH3，属于人工固氮，B正确；③中细菌还原硝酸根中正五价的氮，生成无污染的0价的N2，所以③中氮元素化合价降低，得到电子被还原，C错误；如N2在放电条件下与O2直接化合生成无色且不溶于水的NO气体，氧元素参与了反应，二氧化氮易与水反应生成硝酸(HNO3)和NO，也有氧元素参加反应，D错误。 【变式1-1】下列关于自然界中氮循环(如图)的说法错误的是(　　) A．①和②均属于氮的固定 B．氢、氧元素也参与了自然界中的氮循环 C．④中每生成1 mol NO，消耗2 mol O2 D．③和⑤过程中氮元素分别被还原和氧化 【答案】D 【解析】反应①将N2转化为NO，属于氮的固定，反应②属于植物固氮，A正确；由图示知，氮循环过程中涉及氢、氧元素，B正确；反应④是O2将NH3氧化为NO，N元素化合价由－3价升高到＋5价，即生成1 mol NO失去8 mol电子，根据得失电子守恒可知每生成1 mol NO需要消耗2 mol O2，C正确；反应③中NO被氧化为NO，反应⑤中NO被还原为N2，D错误。 【变式1-2】氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分，人类活动影响了氮循环中的物质转化，如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．工业合成氨属于人工固氮过程 B．硝化过程中氮元素被还原 C．含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化 D．反硝化过程有助于稳定N2在大气中的含量 【答案】B 【解析】工业上用氮气和氢气合成氨属于人工固氮过程，A正确；硝化过程中氨气、铵根离子中－3价的氮元素转化为NO、NO中＋3价、＋5价的氮元素，氮元素失电子被氧化，发生氧化反应，B错误；NO、NO经同化作用变为动植物蛋白中的N元素，动植物蛋白经氨化作用转化为氨气或铵根离子，故含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化，C正确；反硝化过程生成氮气，向大气提供氮气，即反硝化过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响，D正确。 ►问题二 一氧化氮的性质 【典例2】据研究，NO广泛分布于生物体内各组织中，可将积存在血管壁上的脂肪、胆固醇带走，被称为“血管清道夫”。下列说法中错误的是(　　) A．NO极易与氧气反应生成一种红棕色气体 B．实验室中，可利用铜与稀硝酸的反应制取NO C．人体吸入大量NO气体，可以预防心血管疾病 D．雷雨天气，氮气和氧气能生成NO 【答案】C 【解析】NO极易与氧气反应生成一种红棕色气体NO2，反应原理为2NO＋O2===2NO2，A正确；实验室中，可利用铜与稀硝酸反应制取NO，反应原理为3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，B正确；人体吸入大量NO气体，NO与血红蛋白结合，造成人中毒甚至死亡，C错误；雷雨天气，氮气和氧气在放电的条件下反应生成NO，反应原理为N2＋O22NO，D正确。 【变式2-1】某兴趣小组设计用铁粉将NO还原为N2(同时生成FeO)。下列说法不正确的是(　　) 已知：①浓硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能吸收NO2，不吸收NO。 A．装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d B．装置E中发生反应的化学方程式为2NO＋2Fe2FeO＋N2 C．装置D的作用是吸收挥发出来的硝酸和产生的NO2 D．装置B的作用是干燥，防止水蒸气进入装置E中干扰反应 【答案】D 【解析】根据实验原理“NO被灼热的铁粉还原为N2，同时生成FeO”，所以首先利用铜与稀硝酸反应生成NO，由于硝酸具有挥发性，所以制得的NO中会混有硝酸蒸气和产生的NO2，故先通过装置D除去挥发出的HNO3和产生的NO2，再通过装置F干燥，得到纯净干燥的NO，然后进入装置E中与铁粉反应，最后处理多余的NO，由于NaOH溶液不与NO反应，而浓硝酸可氧化NO生成NO2，所以先通过装置B氧化NO，再通过装置C吸收，故上述装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d，A正确。 【变式2-2】某学习小组设计实验探究NO与铜粉的反应并检验NO，实验装置如图所示(夹持装置略)。实验开始前，向装置中通入一段时间的N2，排尽装置内的空气。 已知：在溶液中FeSO4＋NO [Fe(NO)]SO4(棕色)，该反应可用于检验NO。 下列说法不正确的是(　　) A．装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液 B．若观察到装置H中红色粉末变黑色，则NO与Cu发生了反应 C．实验结束后，先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞 D．装置J收集的气体中一定不含NO 【答案】D 【解析】稀硝酸与铜反应生成一氧化氮，一氧化氮能够被氧气氧化，因此实验前需要通入氮气，排尽装置中的空气，硝酸具有挥发性，生成的一氧化氮中混有少量硝酸蒸气，可以通过水吸收后再干燥，干燥的一氧化氮在装置H中与铜粉发生反应，未反应的NO可以利用硫酸亚铁溶液检验。装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液，A项正确；实验结束后，为了防止倒吸，需要先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞，C项正确；由于FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4(棕色)为可逆反应，装置J收集的气体中可能含有NO，D项错误。 ►问题三 二氧化氮的性质 【典例3】已知2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O，下列装置或操作不能达到相应实验目的的是(　　) A B C D 生成NO2 收集NO2 吸收NO2尾气 使NO2充分转化为HNO3 【答案】B 【解析】浓硝酸和铜反应生成硝酸铜、水和NO2，A正确；NO2的密度比空气大，应用向上排空气法收集，即导气管应长进短出，B错误；根据题目所给信息可知NO2可以和NaOH溶液反应得到可溶性盐，所以可以用NaOH溶液处理尾气，C正确；试管中发生反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，可以使NO2充分转化为HNO3，D正确。 【变式3-1】某集气瓶内装有红棕色气体，加入足量蒸馏水后盖上玻璃片振荡，得橙黄色溶液，气体颜色消失；再打开玻璃片后，瓶中气体又变为红棕色，则该气体可能是(　　) A．N2、NO2、Br2(g) B．NO2、NO、N2 C．NO2、NO、O2 D．N2、O2、Br2(g) 【答案】A 【解析】溴蒸气和二氧化氮气体均呈红棕色，所以至少含有溴蒸气和二氧化氮气体中的一种；溴水为橙黄色，所以含有溴蒸气；再打开玻璃片后，瓶中气体又变为红棕色，说明有一氧化氮存在，二氧化氮在水溶液中发生氧化还原反应生成硝酸和一氧化氮无色气体，再打开玻璃片后，一氧化氮遇到氧气迅速变为二氧化氮，所以至少还存在二氧化氮或NO气体中的一种。 【变式3-2】下列有关实验室制取、收集NO2并制备Cu（NO3）2·6H2O的实验原理和装置正确的是（　） A.用装置甲制取NO2 B.用装置乙收集NO2 C.用装置丙吸收NO2 D.用装置丁蒸干溶液获得Cu（NO3）2·6H2O 【答案】C　 【解析】Cu与稀硝酸反应生成NO，A错误；应用向上排空气法收集NO2，B错误；NO2和NaOH溶液反应生成NaNO3、NaNO2和H2O，C正确；蒸干溶液不能获得含结晶水的Cu（NO3）2·6H2O，应该采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法，D错误。 ►问题四 氮氧化物溶于水的计算 【典例4】60 mL NO2和O2的混合气体通入倒立在水槽中盛满水的玻璃筒(带刻度)中，充分反应后，筒内剩余10 mL气体，则原混合气体中NO2与O2的体积比可能为(　　) A．3∶1 B．6∶1 C．9∶1 D．12∶1 【答案】C 【解析】可能发生的反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，试管中O2和NO2按体积比1∶4混合全部溶解，液体充满试管。由题意知，充分反应后，筒内剩余 10 mL 气体，则剩余的气体可能为O2或NO。若剩余的气体为氧气，则参加反应的气体为60 mL－10 mL＝50 mL，根据4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，可知参加反应的NO2的体积为50 mL×＝40 mL，原混合气体中O2的体积为20 mL，则原混合气体中NO2与O2的体积比为40 mL∶20 mL＝2∶1；若剩余的气体为NO，根据3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，可知过量的NO2的体积为3×10 mL＝30 mL，反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3消耗的气体总体积为60 mL－30 mL＝30 mL，则反应消耗的氧气的体积为30 mL×＝6 mL，消耗的NO2的体积为30 mL－6 mL＝24 mL，所以原混合气体中NO2的体积为30 mL＋24 mL＝54 mL，则原混合气体中NO2与 O2的体积比为54 mL∶6 mL＝9∶1。 【变式4-1】标准状况下，将一盛有等体积NO、NO2的试管倒立在水槽中，充分反应后，下列叙述不正确的是(设试管中的溶质不往试管外扩散)(　　) A.溶液体积占试管容积的2/3 B.此反应中水既不作氧化剂也不作还原剂 C.试管内溶液中溶质的物质的量浓度为1/22.4 mol/L D.若将试管中的气体改为氯化氢或氨气，则水充满试管 【答案】A 【解析】A项，将一盛有等体积NO、NO2的试管倒立在水槽中，发生的反应为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，溶液体积占试管容积的×＝，A错误；B项，反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO中，水既不是氧化剂又不是还原剂，B正确；C项，试管内溶液中溶质是硝酸，设试管容积为V L，浓度为＝1/22.4 mol/L，C正确；D项，若将试管中的气体换为氯化氢或者氨气，二者均易溶于水，因此水充满试管，D正确。 【变式4-2】为了防止NO、NO2、N2O4对大气的污染，常用氢氧化钠溶液进行吸收处理，现有由a mol NO、b mol NO2、c mol N2O4组成的混合气体，能被1.0 mol·L－1的氢氧化钠溶液完全吸收，则消耗氢氧化钠溶液的体积最小为(　　) A.(a＋b＋c) L B.(a＋b＋2c) L C.2(a＋b＋c) L D.3(a＋b＋c) L 【答案】B 【解析】根据方程式知，氮氧化物被NaOH吸收生成钠盐，无论生成硝酸钠还是亚硝酸钠，N、Na原子个数之比都是1∶1，根据N、Na原子关系式得V(NaOH)＝＝(a＋b＋2c) L；答案选B。 ►问题五 氮氧化物的综合应用 【典例5】氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题： (1)氨气的制备 ①氨气的发生装置可以选择上图中的______________________，反应的化学方程式为_______________________________________________________________________________。 ②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为发生装置→________(按气流方向，用小写字母表示)。 (2)氨气与二氧化氮的反应 将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。 操作步骤 实验现象 解释原因 打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢通入Y管中 ①Y管中________________ ②反应的化学方程式：____________________ 将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温 Y管中有少量水珠 生成的气态水凝聚 打开K2 ③__________ ④__________________ 【答案】(1)①A　2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2H2O＋2NH3↑(或B　NH3·H2ONH3↑＋H2O)　②dcfei　(2)①红棕色气体颜色慢慢变浅　②6NO2＋8NH37N2＋12H2O　③Z中NaOH溶液产生倒吸现象　④反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外界压强 【解析】(1)①在实验室通常用加热氯化铵和消石灰固体混合物的方法制取氨气，应选用发生装置A，其反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2H2O＋2NH3↑，或选用发生装置B，直接加热浓氨水生成氨气：NH3·H2ONH3↑＋H2O。②氨气是碱性气体，可用碱石灰干燥，其密度小于空气，应采用向下排空气法收集，氨气极易溶于水，尾气处理时应防止倒吸，则要收集一瓶干燥的氨气，仪器的连接顺序为发生装置→dcfei。 (2)打开K1，推动注射器活塞将氨气缓慢通入Y管中，在一定温度和催化剂的作用下发生反应：6NO2＋8NH37N2＋12H2O，随着反应的发生Y管中红棕色气体颜色变浅；反应生成的水蒸气液化后，NO2和NH3反应后气体的物质的量减小，反应容器中的压强减小，打开K2，Z中的溶液倒吸入Y管中。 【变式5-1】某化学兴趣小组设计利用工业废气（含N2、NO、CO2、CO、SO2）处理含NH4+的工业废水X，设计思路如下： 下列说法正确的是（　　） A.反应①属于氧化还原反应 B.反应②中应该通入过量的空气 C.反应④的离子方程式为NH4+＋NO2-==N2↑＋2H2O D.捕获产物d为酸性氧化物 【答案】C 【解析】反应①是石灰乳吸收工业废气中CO2、SO2生成CaCO3和CaSO3的反应，属于复分解反应，A错误；空气少量时反应为4NO＋O2＋4NaOH==4NaNO2＋2H2O，空气过量时反应为 4NO＋3O2＋4NaOH==4NaNO3＋2H2O，由于反应②的产物是NaNO2，所以通入的空气不宜过量，B错误；根据试题提供的信息可知，NH4+与NO2-发生氧化还原反应生成无污染的N2，则反应的离子方程式为NH4+＋NO2-==N2↑＋2H2O，C正确；根据题意，可以得出捕获产物d为CO，CO不属于酸性氧化物，D错误。 【变式5-2】某处工厂排出的烟道气中含氮氧化物(主要为NO、NO2)、粉尘和少量水蒸气。课外兴趣活动小组对该工厂排出的烟道气进行处理，并检测其氮氧化物含量，实验装置如图所示： (1)装置A中放置无碱玻璃棉，其目的是除去_________________________________________。 为保证检测的准确性，装置C中盛放的化学试剂可以是________(填字母，下同)。 a．碱石灰 b．浓硫酸 c．五水合硫酸铜(CuSO4·5H2O) (2)装置D中主要发生：2NaOH＋2NO2===NaNO2＋NaNO3＋H2O；2NaOH＋NO＋NO2===2NaNO2＋H2O ①若反应后尾气无残留，则参加反应的NO2、NO物质的量的比值________。 a．≥1 b．≤1 c．任意值 ②可使用适量酸性H2O2溶液，将溶液中的NO全部氧化为NO，发生反应的离子方程式是_____________________________________________________________________________________。 (3)溶液中NO直接排放在水体中也会造成污染，现用活泼金属将溶液中的NO转化为N2，实现氮元素的脱除，具体步骤如下： 步骤一　取适量(2)中H2O2处理后的溶液，调节pH至中性，蒸发浓缩，得到c(NO)为0.100 mol·L－1的溶液甲。 步骤二　取三份50 mL溶液甲，分别用金属铝、金属铁和铝铁合金在45 ℃、惰性气体氛围中对溶液甲进行氮脱除。 步骤三　重复实验2～3次，溶液中NO的残留情况与反应时间的关系如图所示。 ①金属铝和金属铁在0～3 h内，NO的脱除效率均很低，几乎没被脱除，其可能的原因是_________________________________________________________________________________________。 ②0～3 h内铝铁合金的氮脱除效率比金属铝、金属铁大得多，其可能的原因是________________________________________________________________________________________。 (4)气囊用来储存处理后的气体，其中可能含少量NO气体，可用酸性NaClO溶液来处理。HClO氧化NO生成NO和Cl－，发生反应的离子方程式是_________________________________________________。 【答案】(1)粉尘　b　(2)①a　②H2O2＋NO===NO＋H2O　(3)①金属铁和金属铝表面都有一层氧化膜　②铝铁合金在溶液中形成原电池，加快化学反应速率　(4)3HClO＋2NO＋H2O===2NO＋3Cl－＋5H＋ 【解析】(1)烟道气中含有粉尘，装置A中放置无碱玻璃棉，可以除去粉尘；装置C用于除去少量的水蒸气，应该选择浓硫酸，NO2会与碱石灰反应，而五水合硫酸铜不能起到干燥的作用。(2)①根据化学方程式可知，NO2可以单独被NaOH吸收，而NO需与NO2按照1∶1混合才能被NaOH吸收，现无尾气残留，说明NO无残留，因此NO2至少和NO一样多，则参加反应的NO2、NO物质的量的比值≥1，a符合题意。(3)①根据题意，活泼金属能够将溶液中的NO转化为N2，但是金属铝和金属铁在0～3 h内，NO的脱除效率很低，几乎没有脱除，可认为金属与NO可能没有反应，可能是金属表面有氧化膜，阻碍了NO的脱除反应。②铝铁合金中，铁和铝的活动性不同，可以构成原电池，加快化学反应速率。(4)HClO中Cl元素的化合价从＋1降低到－1，NO中N元素的化合价从＋2升高到＋5，根据化合价升降守恒、元素守恒和电荷守恒，离子方程式为3HClO＋2NO＋H2O===2NO＋3Cl－＋5H＋。 1.（23-24高一下·河北邯郸·期中）将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。下列转化中属于氮的固定的是 A．N2→NH3 B．HNO3→NO2 C．NO→NO2 D．NH3→NH4Cl 【答案】A 【解析】A．N2→NH3是氮气单质化合形成氮的化合物，属于氮的固定，A符合题意； B．HNO3→NO2为氮的化合物之间的转化，不属于氮的固定，B不符题意； C．NO→NO2是氮的化合物之间的转化，不属于氮的固定，C不符题意； D．NH3→NH4Cl为氮的化合物之间的转化，不属于氮的固定，D不符题意；故选A。 2.（23-24高一下·河北唐山·期中）下列关于氮及其化合物的说法正确的是 A．久置的浓硝酸由于含有少量Fe3+而略显黄色 B．氮的固定，只有在高温、高压催化剂存在的条件下才能实现 C．二氧化氮与水反应生成硝酸，所以二氧化氮是酸性氧化物 D．人体中极少量的NO会促进血管扩张，防止血管栓塞 【答案】D 【解析】A．浓硝酸不稳定，受热或光照会发生分解反应产生H2O、NO2、O2，分解产生的红棕色的NO2溶解在浓硝酸中，使硝酸呈黄色，而不是由于其中含有少量Fe3+所致，A错误； B．豆科植物的根瘤菌在常温、常压条件下能够将空气中的氮气转化为氮的化合物，从而实现氮的固定，可见氮的固定，不是只有在高温、高压催化剂存在的条件下才能实现，B错误； C．二氧化氮与水反应生成硝酸，反应方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO，在反应过程中N元素化合价发生了改变，除产生HNO3外，还生成了其它物质，所以二氧化氮不是酸性氧化物，C错误； D．尽管NO是空气污染物，吸入大量导致人中毒，但是若人体中吸入极少量的NO，会促进血管扩张，防止血管栓塞，从而对人体健康有益，D正确；故选D。 3.（23-24高一下·河北·期中）氮及其化合物在人类生产生活中扮演着重要角色。下列有关说法不正确的是 A．硝酸通常保存在带有磨口玻璃塞的无色试剂瓶中 B．二氧化氮会造成酸雨和光化学烟雾现象 C．豆科植物通过固氮酶可以实现生物固氮 D．汽车尾气净化装置可将污染气体NO转化为氮气 【答案】A 【解析】A．硝酸见光会分解，不能保存在无色试剂瓶中，需要避光保存，应该保存在棕色试剂瓶中，故A错误； B．二氧化氮可与水反应生成硝酸，可导致酸雨，与碳氢化合物在紫外线作用下发生光化学反应造成二次污染，形成光化学烟雾，故B正确； C．豆科植物通过固氮酶可以将氮气直接转化为含氮的化合物，实现生物固氮，故C正确； D．汽车尾气净化装置中的催化剂可以将NO和CO转化为N2和CO2，故D正确； 答案选A。 4.（23-24高一下·安徽亳州·期末）下列转化属于固氮的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】固氮是将游离态的氮转化为含氮化合物的过程，只有B选项符合，其余选项均为由氮的化合物转变为氮的化合物，都不属于氮的固定；故选B。 5.（23-24高一下·四川成都·期末）下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是 A．氮的固定过程中氮元素均被氧化 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、氧三种元素也参加了氮循环 【答案】A 【解析】A．氮固定是将氮气转化为化合物，转化为硝酸盐，被氧化，转化为氨或铵盐，被还原，A错误； B．工业上用氮气与氢气反应合成氨气，属于人工固氮，B正确； C．硝酸盐转化为蛋白质及经动物消化使蛋白质转化为氨气和铵盐，实现了含氮无机物和含氮有机物的相互转化，C正确； D．碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环，如蛋白质的制造需要碳、氢、氧、氮等元素，D正确； 答案选A。 6.（23-24高一下·安徽亳州·期末）下列关于性质的描述错误的是 A．有毒 B．通常情况下，是红棕色气体 C．溶于水生成亚硝酸 D．会形成光化学烟雾 【答案】C 【解析】A．是一种有毒气体，A正确； B．通常情况下是红棕色气体，B正确； C．溶于水，与水反应生成HNO3和NO，C错误； D．会造成光化学烟雾，D正确；故选C。 7.（23-24高一下·山西朔州·期中）燃油汽车行驶中会产生CO、NO等多种污染物。下图为汽车发动机及催化转化器中发生的部分化学反应。以下判断错误的是 A．反应(Ⅰ)在常温下不容易发生 B．反应(Ⅱ)中NO是还原剂 C．甲是空气中体积分数最大的成分 D．乙是引起温室效应的气体之一 【答案】B 【分析】甲与O2反应生成NO，NO与CO反应生成甲和乙，可得甲为N2，乙为CO2。 【解析】A．反应(Ⅰ)为N2与O2反应，该反应在常温下不容易发生，A正确； B．反应(Ⅱ)中NO中的N元素化合价降低，则NO为氧化剂，B错误； C．甲为N2，是空气中体积分数最大的成分，C正确； D．乙为CO2，是引起温室效应的气体之一，D正确；故选B。 8.（23-24高一下·河北保定·期中）氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中的氮循环起始于氮的固定，循环过程可用如图表示。下列关于海洋氮循环的说法不正确的是 A．海洋中存在游离的氮 B．海洋中的氮循环起始于氮的氧化 C．海洋中的氮循环属于固氮作用的一步是② D．向海洋排放含的废水会影响海洋中的含量 【答案】B 【解析】A．在海洋表面水中溶解了少量的氮气，因此海洋中存在游离态的氮，故A正确； B．由图可知海洋中氮的循环起始于氮气转化为，该过程中N的化合价降低转化为铵根离子，被还原，故B错误； C．氮的固定是指游离态的氮转化为化合态的氮，因此海洋中的氮循环属于固氮作用的一步是②，故C正确； D．根据转化关系，硝酸根离子增多，反硝化作用增强，因此向海洋排放含的废水会影响海洋中亚硝酸根离子含量，进而影响的含量，故D正确；故选B。 9.（23-24高一下·福建莆田·期中）习近平总书记在二十大报告中指出：“持续深入打好蓝天、碧水、净土保卫战”。国产电动汽车的发展，体现了这一理念，减少了氮氧化物的排放。NO2是典型的氮氧化物。下列关于NO2叙述正确的是 A．有毒气体 B．氮元素的化合价为+5价 C．N2与O2可化合生成NO2 D．属于酸性氧化物 【答案】A 【解析】A．NO2为有毒气体，吸入后可主要表现为神经衰弱综合征及慢性呼吸道炎症，A正确； B．NO2中O为-2价，正负化合价代数和为0，氮元素的化合价为+4价，B错误； C．N2与O2可化合生成NO，不能一步生成NO2，C错误； D．NO2和水反应生成硝酸和NO，不属于酸性氧化物，D错误； 故选A。 10.（23-24高一下·江西抚州·期中）实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是 气体 试剂 制备装置 收集方法 A NH3 NH4Cl a d B NO Cu+稀硝酸 b e C NO2 Fe+浓硝酸 b e D SO2 Cu+浓硫酸 b e 【答案】B 【解析】A．氯化铵分解后，在试管口氨气与氯化氢化合生成氯化铵，不能制备氨气，故A错误； B．铜与稀硝酸常温下即可反应生成NO，NO的密度与空气相差不大，且能与氧气反应，只能用e装置收集，故B正确； C．NO2与水反应，不能用排水法收集，应用排空气法收集，且常温下Fe在浓硝酸中会发生钝化，不能产生NO2，故C错误； D．SO2溶于水，不能选e中排水收集，且Cu和浓硫酸需要在加热条件下才能发生反应产生SO2，故D错误；故选B。 11.（23-24高一下·内蒙古·期中）将氮氧化物直接排入空气中会污染空气，可用酸性溶液吸收，反应原理为，下列说法正确的是 A．每吸收，反应中转移电子 B．氧化性：酸性溶液<稀硝酸 C．可使酸性溶液褪色，体现了的漂白性 D．汽车发动机燃料燃烧产生的易溶于水 【答案】A 【解析】A．由方程式可知，酸性高锰酸钾溶液吸收5mol一氧化氮，反应转移电子的物质的量为15mol，则吸收30g一氧化氮时，反应转移电子的物质的量为×3=3mol，故A正确； B．由方程式可知，反应中锰元素的化合价降低被还原，高锰酸钾是反应的氧化剂，氮元素的化合价升高被氧化，硝酸根离子是氧化产物，由氧化剂的氧化性强于氧化产物可知，酸性高锰酸钾溶液的氧化性强于稀硝酸，故B错误； C．由方程式可知，氮元素的化合价升高被氧化，一氧化氮是反应的还原剂，则一氧化氮使酸性高锰酸钾溶液褪色，体现了一氧化氮的还原性，故C错误； D．一氧化氮是难溶于水的无色气体，故D错误； 故选A。 12.（23-24高一下·江苏泰州·期末）工业上常采用NaOH溶液吸收工业尾气中的NO和NO2，其原理如下。 反应：NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O； 反应：2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O。 NaOH溶液浓度越大黏稠度越高。控制其他条件不变，将NO和NO2体积比为1∶1、2∶1的混合气体分别通过体积相同、浓度不同的NaOH溶液后，氮氧化物吸收率变化如图所示。下列说法不正确的是 A．曲线表示体积比为1∶1的混合气体吸收率的变化 B．当NaOH浓度高于1.25 mol·L-1时，吸收率下降的原因可能是NaOH黏稠度过高，不利于氮氧化物的吸收 C．向体积比为2∶1的NO和NO2混合气体中通入少量O2，可提高氮氧化物的吸收率 D．将1 mol NO和3 mol NO2混合气体通入足量NaOH溶液完全吸收，所得溶液中=2 【答案】D 【解析】A．根据反应I和反应II可知，体积比为1∶1时的吸收率远大于体积比为2∶1的，故曲线I表示体积比为1∶1的混合气体吸收率的变化，A正确； B．当NaOH浓度高于1.25 mol·L-1时，吸收率下降的原因可能是NaOH黏稠度过高，不利于氮氧化物的吸收，B正确； C．向体积比为2∶1的NO和NO2混合气体中通入少量O2，O2可以将NO氧化为NO2，可提高氮氧化物的吸收率，C正确； D．将1 mol NO和3 mol NO2混合气体通入足量NaOH溶液中完全吸收，所得溶液中=3，D错误。 13.（23-24高一下·四川乐山·期末）下列说法中，正确的是 A．NO2能与水反应生成硝酸，故NO2为酸性氧化物 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．NO2是造成光化学烟雾的原因之一 【答案】D 【解析】A．二氧化氮和水反应生成硝酸和NO，不是酸性氧化物，故A错误； B．除去O2中混有的NO2，将混合气体通入水中，NO2溶解的同时又生成新的杂质NO且NO又能与O2反应，除杂过程消耗氧气，故B错误 C．NO2与溴蒸气都与氢氧化钠溶液反应生成无色溶液，不能用氢氧化钠溶液鉴别，但可用水鉴别，故C错误； D．二氧化氮可导致酸雨、光化学烟雾等，为大气污染物之一，故D正确； 故选D。 14.（23-24高一下·四川成都·期末）硝酸工业生产中的尾气(主要成分为和NO)可用纯碱溶液吸收，相关的化学反应如下： 现用10 L纯碱溶液吸收硝酸工业尾气，产生22.4 L(标准状况)时，测得吸收液中的浓度为0.05mol/L。若不考虑吸收过程中溶液体积变化，则吸收液中的物质的量浓度为 A．0.05mol/L B．0.10mol/L C．0.15mol/L D．0.20mol/L 【答案】C 【解析】根据碳原子守恒可知，n(Na2CO3)=n(CO2)==1mol，根据钠离子守恒可知n(NaNO2)+n(NaNO3)=2n(Na2CO3)，所以n(NaNO2)=n(Na2CO3)-n(NaNO3)=2mol-0.05mol•L-1×10L=1.5mol,则吸收液中NaNO2的物质的量浓度为=0.15mol•L-1，故选C。 15.（23-24高一下·福建福州·期中）NO因污染空气而“臭名昭著”，而奇妙的作用也使其成为“明星分子”。如可用于制HNO3、肥料、炸药、促进血管扩张、促进免疫功能、增强记忆等。下列不能生成NO的是 A．NH4Cl +NaOH B．N2 + O2 C．Cu + HNO3(稀) D．NO2 + H2O 【答案】A 【解析】A．二者发生的反应为：NH4Cl+NaOHNH3↑+H2O+NaCl,不能生成NO，故A符合题意； B．二者发生的反应为：N2+O2 2NO，能生成NO，故B不符合题意； C．二者发生的反应为：3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，能生成NO，故C不符合题意； D．二者发生的反应为：3NO2+H2O=2HNO3+NO，能生成NO，故D不符合题意；故选A。 16.（23-24高一下·湖北·期中）现有、的混合气体22mL，通入足量水中，充分反应后剩余气体2mL(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积是 A．2mL B．3.2mL C．3.2mL或6mL D．16mL或18.8mL 【答案】C 【分析】NO2和O2混合气体与反应可能的反应式有：4NO2+O2+2H2O＝4HNO3，3NO2+H2O＝2HNO3+NO，根据反应的方程式用讨论的方法计算。 【解析】如氧气过量，则剩余2ml无色气体为氧气，设参加反应的氧气的体积为xmL，则有根据方程式4NO2+O2+2H2O＝4HNO3可知消耗NO2是4xmL，4x+x=22mL-2mL=20mL，x=4mL，所以氧气的体积为：4mL+2mL=6mL； 如NO2过量，则剩余2mL无色气体为NO，设氧气的体积为ymL，依据方程式4NO2+O2+2H2O＝4HNO3可知消耗NO2是4ymL，剩余NO2是（22－y－4y）mL，根据方程式3NO2+H2O＝2HNO3+NO可知生成NO是，解得y＝3.2； 所以原混合气体中氧气的体积为：6mL或3.2mL。故选C。 9.（23-24高一下·吉林四平·期中）标准状况下，将两个干燥圆底烧瓶中分别充满相应的气体后进行喷泉实验(如图所示)。下列说法错误的是 A．收集氨气时，可用湿润的蓝色石蕊试纸靠近瓶口，若试纸变为红色，则已集满 B．若将②中的NO2气体换为NO气体，则不会产生喷泉现象 C．挤出胶头滴管中的水后，①②均可产生红色喷泉 D．若去掉装置中的胶头滴管，采用冷敷烧瓶的方法也可产生喷泉现象 【答案】A 【解析】A．氨气的水溶液显碱性，能够使湿润的红色石蕊试纸变为蓝色，因此在收集氨气时，可用湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口，若试纸变为蓝色，则证明氨气已集满，A错误； B．NO不溶于水，不会使烧瓶内气压减小，故若将②中的NO2气体换为NO气体，则不会产生喷泉现象，B正确； C．①中氨气极易溶于水，使瓶内气压减小，氨水呈碱性,能使酚酞溶液变红色，可形成红色喷泉；②中发生反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO，反应后气体体积减小，使瓶内气压减小，小于外界大气压，也可以形成喷泉。由于硝酸溶液显酸性，能使紫色的石蕊溶液变红色，故可形成红色喷泉，C正确； D．去掉装置中的胶头滴管，冷敷烧瓶，使烧瓶内气体压强减小，小于外界大气压强，从而造成了压强差，也会引发喷泉现象，D正确；故选A。 18.（23-24高一下·重庆·期中）将盛8mL一氧化氮和18mL二氧化氮混合气体的烧瓶倒置于水中，通入一定量的氧气，完全反应后，剩余气体体积为2mL，且该气体不支持燃烧，则充入的氧气的体积为 A．6mL B．9mL C．10mL D．12mL 【答案】B 【分析】倒置于水中，通入一定量的氧气，发生4NO2+O2+2H2O=4HNO3、4NO+3O2+2H2O=4HNO3，完全反应后，剩余气体体积为2mL，且该气体不支持燃烧，可知剩余2mL气体为NO，以此来解答。 【解析】由题意可知，剩余2mL气体为NO，则参加反应的NO为6mL，结合4NO+3O2+2H2O=4HNO3可知，消耗的氧气为6mL×=4.5mL；结合4NO2+O2+2H2O=4HNO3可知，消耗的氧气为18mL×=4.5mL，则充入的氧气的体积为4.5mL+4.5mL=9mL；故选B。 ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第3章 物质的性质与转化 第三节 氮的循环 第1课时 氮气和氮氧化物 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1.能依据元素化合价列举、描述、辨识含氮元素的典型物质——N2、NO、NO2重要的物理性质和化学性质及其实验现象，能用化学方程式正确表示典型物质的主要性质。 2.能从元素化合价的角度，依据氧化还原反应原理预测N2、NO、NO2的性质及物质间的转化，设计实验进行初步验证，并能分析解释有关实验现象。 3.能分别根据N2、NO、NO2的性质分析生产、生活以及环境中的某些问题和对社会发展的价值及对环境的影响。 重点：N2、NO、NO2的性质。 难点：氮氧化物的计算。 一、氮气的性质与用途 1．氮的固定 2．氮气的性质 (1)物理性质： 的气体，密度比空气略小， 于水。 (2)化学性质 写出有关化学方程式： ①3Mg＋N2Mg3N2； ②N2＋3H22NH3； ③N2＋O22NO。 3.氮气的用途 ①文物馆将贵重文物保存在氮气中（N2的 ）。 ②氮气是合成氨工业的重要原料（N2的 ）。 ③雷电是自然界重要的固氮方式（N2的 ）。 ④医疗上，液氮是常见的冷冻剂（N2的沸点低，液氮 ，且汽化吸收热量）。 二、氮的氧化物 1.氮的氧化物 氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1→＋5价都有对应的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5，其中属于酸性氧化物的是 。 2.一氧化氮和二氧化氮的比较 性质 NO NO2 色、味、态 水溶性 毒性 与水反应 与氧气反应 【特别提醒】 ①NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46。②验证某无色气体为NO的方法是向该无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。 3.鉴别二氧化氮和溴蒸气 已知液溴极易汽化成 的溴蒸气，设计简单的实验鉴别二氧化氮和溴蒸气。 （1）方案一：将气体分别溶于盛有少量有机溶剂(如苯、四氯化碳)的试管中，溶液变橙红色的是溴蒸气，无变化的是NO2。 （2）方案二：将气体分别通入盛有少量水的试管中，溶液变黄的是溴蒸气，无明显现象的是NO2。 （3）方案三：将气体分别通入盛有少量硝酸银溶液的试管中，产生淡黄色沉淀的是溴蒸气，无明显现象的是NO2。 三、氮氧化物溶于水 1.氮氧化物溶于水的问题分析 无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者的混合气体，反应的实质是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，2NO＋O2===2NO2，故若有气体剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。 (1)若NO和O2通入水中，总关系式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3(4∶3)。 (2)若NO2和O2通入水中，总关系式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3(4∶1)。 (3)NO2、NO、O2三种混合气体通入水中： ①可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理。 ②也可先将NO2和H2O反应转化为NO，再按4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3情况处理。 2.氮的氧化物和氧气、水反应的计算方法 (1)关系式法 ①NO2和O2混合气体溶于水的计算 由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知： V(NO2)∶V(O2) ②NO与O2同时通入水中 由4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可知： V(NO)∶V(O2) ③NO2、NO、O2三种混合气体通入水中 a．可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理。 b．也可先将NO2和H2O反应转化为NO，再按4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3情况处理。 (2)得失电子守恒法 当NOx转化为硝酸时要失去电子，如果是NOx与O2混合，则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。 四、氮氧化物对环境的污染及防治 1.常见的污染类型 （1）光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。 （2）酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。 （3）破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。 （4）NO与 结合使人中毒。 2.常见的氮氧化物尾气处理方法 （1）碱液吸收法 工业尾气中的NOx常用碱液吸收处理，NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是 n(NO2)≥n(NO)。 （2）催化转化法 在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)，或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)固氮反应一定属于氧化还原反应。(　　) (2)N2与O2在放电条件下直接化合成NO2。(　　) (3)用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的气体。(　　) (4)NO2溶于水时，NO2是氧化剂，水是还原剂。(　　) (5)可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物。(　　) (6)利用AgNO3、CCl4和蒸馏水均可鉴别NO2和溴蒸气。(　　) 2.下列有关氮的氧化物的说法正确的是（　　） A．NO和NO2混合气体的尾气可以用水吸收 B．4.6 g NO2和N2O4的混合气体中含有的氧原子数目小于0.2NA（NA为阿伏加德罗常数的值） C．用湿润的淀粉KI试纸可鉴别Br2（g）和NO2 D．除去NO中混有的少量NO2气体时，可以用水洗涤后再干燥 3.煤燃烧时，烟气中NO含量随温度和氧气含量的变化如下图所示。下列说法不正确的是（　　） A．燃煤过程中发生了氮的固定 B．燃煤温度越高NOx污染越重 C．含氧量越高越容易生成NO D．煤燃烧不影响自然界氮循环 ►问题一 氮循环及氮的固定 【典例1】自然界的氮循环如图所示，下列说法正确的是(　　) A．①中N2与O2反应生成NO2是自然固氮 B．②中合成氨属于人工固氮 C．③中的氮元素被氧化 D．氮循环过程中没有氧元素参加 【变式1-1】下列关于自然界中氮循环(如图)的说法错误的是(　　) A．①和②均属于氮的固定 B．氢、氧元素也参与了自然界中的氮循环 C．④中每生成1 mol NO，消耗2 mol O2 D．③和⑤过程中氮元素分别被还原和氧化 【变式1-2】氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分，人类活动影响了氮循环中的物质转化，如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．工业合成氨属于人工固氮过程 B．硝化过程中氮元素被还原 C．含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化 D．反硝化过程有助于稳定N2在大气中的含量 ►问题二 一氧化氮的性质 【典例2】据研究，NO广泛分布于生物体内各组织中，可将积存在血管壁上的脂肪、胆固醇带走，被称为“血管清道夫”。下列说法中错误的是(　　) A．NO极易与氧气反应生成一种红棕色气体 B．实验室中，可利用铜与稀硝酸的反应制取NO C．人体吸入大量NO气体，可以预防心血管疾病 D．雷雨天气，氮气和氧气能生成NO 【变式2-1】某兴趣小组设计用铁粉将NO还原为N2(同时生成FeO)。下列说法不正确的是(　　) 已知：①浓硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能吸收NO2，不吸收NO。 A．装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d B．装置E中发生反应的化学方程式为2NO＋2Fe2FeO＋N2 C．装置D的作用是吸收挥发出来的硝酸和产生的NO2 D．装置B的作用是干燥，防止水蒸气进入装置E中干扰反应 【变式2-2】某学习小组设计实验探究NO与铜粉的反应并检验NO，实验装置如图所示(夹持装置略)。实验开始前，向装置中通入一段时间的N2，排尽装置内的空气。 已知：在溶液中FeSO4＋NO [Fe(NO)]SO4(棕色)，该反应可用于检验NO。 下列说法不正确的是(　　) A．装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液 B．若观察到装置H中红色粉末变黑色，则NO与Cu发生了反应 C．实验结束后，先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞 D．装置J收集的气体中一定不含NO ►问题三 二氧化氮的性质 【典例3】已知2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O，下列装置或操作不能达到相应实验目的的是(　　) A B C D 生成NO2 收集NO2 吸收NO2尾气 使NO2充分转化为HNO3 【变式3-1】某集气瓶内装有红棕色气体，加入足量蒸馏水后盖上玻璃片振荡，得橙黄色溶液，气体颜色消失；再打开玻璃片后，瓶中气体又变为红棕色，则该气体可能是(　　) A．N2、NO2、Br2(g) B．NO2、NO、N2 C．NO2、NO、O2 D．N2、O2、Br2(g) 【变式3-2】下列有关实验室制取、收集NO2并制备Cu（NO3）2·6H2O的实验原理和装置正确的是（　） A.用装置甲制取NO2 B.用装置乙收集NO2 C.用装置丙吸收NO2 D.用装置丁蒸干溶液获得Cu（NO3）2·6H2O ►问题四 氮氧化物溶于水的计算 【典例4】60 mL NO2和O2的混合气体通入倒立在水槽中盛满水的玻璃筒(带刻度)中，充分反应后，筒内剩余10 mL气体，则原混合气体中NO2与O2的体积比可能为(　　) A．3∶1 B．6∶1 C．9∶1 D．12∶1 【变式4-1】标准状况下，将一盛有等体积NO、NO2的试管倒立在水槽中，充分反应后，下列叙述不正确的是(设试管中的溶质不往试管外扩散)(　　) A.溶液体积占试管容积的2/3 B.此反应中水既不作氧化剂也不作还原剂 C.试管内溶液中溶质的物质的量浓度为1/22.4 mol/L D.若将试管中的气体改为氯化氢或氨气，则水充满试管 【变式4-2】为了防止NO、NO2、N2O4对大气的污染，常用氢氧化钠溶液进行吸收处理，现有由a mol NO、b mol NO2、c mol N2O4组成的混合气体，能被1.0 mol·L－1的氢氧化钠溶液完全吸收，则消耗氢氧化钠溶液的体积最小为(　　) A.(a＋b＋c) L B.(a＋b＋2c) L C.2(a＋b＋c) L D.3(a＋b＋c) L ►问题五 氮氧化物的综合应用 【典例5】氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题： (1)氨气的制备 ①氨气的发生装置可以选择上图中的______________________，反应的化学方程式为_______________________________________________________________________________。 ②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为发生装置→________(按气流方向，用小写字母表示)。 (2)氨气与二氧化氮的反应 将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。 操作步骤 实验现象 解释原因 打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢通入Y管中 ①Y管中________________ ②反应的化学方程式：____________________ 将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温 Y管中有少量水珠 生成的气态水凝聚 打开K2 ③__________ ④__________________ 【变式5-1】某化学兴趣小组设计利用工业废气（含N2、NO、CO2、CO、SO2）处理含NH4+的工业废水X，设计思路如下： 下列说法正确的是（　） A.反应①属于氧化还原反应 B.反应②中应该通入过量的空气 C.反应④的离子方程式为NH4+＋NO2-==N2↑＋2H2O D.捕获产物d为酸性氧化物 【变式5-2】某处工厂排出的烟道气中含氮氧化物(主要为NO、NO2)、粉尘和少量水蒸气。课外兴趣活动小组对该工厂排出的烟道气进行处理，并检测其氮氧化物含量，实验装置如图所示： (1)装置A中放置无碱玻璃棉，其目的是除去_________________________________________。 为保证检测的准确性，装置C中盛放的化学试剂可以是________(填字母，下同)。 a．碱石灰 b．浓硫酸 c．五水合硫酸铜(CuSO4·5H2O) (2)装置D中主要发生：2NaOH＋2NO2===NaNO2＋NaNO3＋H2O；2NaOH＋NO＋NO2===2NaNO2＋H2O ①若反应后尾气无残留，则参加反应的NO2、NO物质的量的比值________。 a．≥1 b．≤1 c．任意值 ②可使用适量酸性H2O2溶液，将溶液中的NO全部氧化为NO，发生反应的离子方程式是_____________________________________________________________________________________。 (3)溶液中NO直接排放在水体中也会造成污染，现用活泼金属将溶液中的NO转化为N2，实现氮元素的脱除，具体步骤如下： 步骤一　取适量(2)中H2O2处理后的溶液，调节pH至中性，蒸发浓缩，得到c(NO)为0.100 mol·L－1的溶液甲。 步骤二　取三份50 mL溶液甲，分别用金属铝、金属铁和铝铁合金在45 ℃、惰性气体氛围中对溶液甲进行氮脱除。 步骤三　重复实验2～3次，溶液中NO的残留情况与反应时间的关系如图所示。 ①金属铝和金属铁在0～3 h内，NO的脱除效率均很低，几乎没被脱除，其可能的原因是_________________________________________________________________________________________。 ②0～3 h内铝铁合金的氮脱除效率比金属铝、金属铁大得多，其可能的原因是________________________________________________________________________________________。 (4)气囊用来储存处理后的气体，其中可能含少量NO气体，可用酸性NaClO溶液来处理。HClO氧化NO生成NO和Cl－，发生反应的离子方程式是_________________________________________________。 1.（23-24高一下·河北邯郸·期中）将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。下列转化中属于氮的固定的是 A．N2→NH3 B．HNO3→NO2 C．NO→NO2 D．NH3→NH4Cl 2.（23-24高一下·河北唐山·期中）下列关于氮及其化合物的说法正确的是 A．久置的浓硝酸由于含有少量Fe3+而略显黄色 B．氮的固定，只有在高温、高压催化剂存在的条件下才能实现 C．二氧化氮与水反应生成硝酸，所以二氧化氮是酸性氧化物 D．人体中极少量的NO会促进血管扩张，防止血管栓塞 3.（23-24高一下·河北·期中）氮及其化合物在人类生产生活中扮演着重要角色。下列有关说法不正确的是 A．硝酸通常保存在带有磨口玻璃塞的无色试剂瓶中 B．二氧化氮会造成酸雨和光化学烟雾现象 C．豆科植物通过固氮酶可以实现生物固氮 D．汽车尾气净化装置可将污染气体NO转化为氮气 4.（23-24高一下·安徽亳州·期末）下列转化属于固氮的是 A． B． C． D． 5.（23-24高一下·四川成都·期末）下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是 A．氮的固定过程中氮元素均被氧化 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、氧三种元素也参加了氮循环 6.（23-24高一下·安徽亳州·期末）下列关于性质的描述错误的是 A．有毒 B．通常情况下，是红棕色气体 C．溶于水生成亚硝酸 D．会形成光化学烟雾 7.（23-24高一下·山西朔州·期中）燃油汽车行驶中会产生CO、NO等多种污染物。下图为汽车发动机及催化转化器中发生的部分化学反应。以下判断错误的是 A．反应(Ⅰ)在常温下不容易发生 B．反应(Ⅱ)中NO是还原剂 C．甲是空气中体积分数最大的成分 D．乙是引起温室效应的气体之一 8.（23-24高一下·河北保定·期中）氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中的氮循环起始于氮的固定，循环过程可用如图表示。下列关于海洋氮循环的说法不正确的是 A．海洋中存在游离的氮 B．海洋中的氮循环起始于氮的氧化 C．海洋中的氮循环属于固氮作用的一步是② D．向海洋排放含的废水会影响海洋中的含量 9.（23-24高一下·福建莆田·期中）习近平总书记在二十大报告中指出：“持续深入打好蓝天、碧水、净土保卫战”。国产电动汽车的发展，体现了这一理念，减少了氮氧化物的排放。NO2是典型的氮氧化物。下列关于NO2叙述正确的是 A．有毒气体 B．氮元素的化合价为+5价 C．N2与O2可化合生成NO2 D．属于酸性氧化物 10.（23-24高一下·江西抚州·期中）实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是 气体 试剂 制备装置 收集方法 A NH3 NH4Cl a d B NO Cu+稀硝酸 b e C NO2 Fe+浓硝酸 b e D SO2 Cu+浓硫酸 b e 11.（23-24高一下·内蒙古·期中）将氮氧化物直接排入空气中会污染空气，可用酸性溶液吸收，反应原理为，下列说法正确的是 A．每吸收，反应中转移电子 B．氧化性：酸性溶液<稀硝酸 C．可使酸性溶液褪色，体现了的漂白性 D．汽车发动机燃料燃烧产生的易溶于水 12.（23-24高一下·江苏泰州·期末）工业上常采用NaOH溶液吸收工业尾气中的NO和NO2，其原理如下。 反应：NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O； 反应：2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O。 NaOH溶液浓度越大黏稠度越高。控制其他条件不变，将NO和NO2体积比为1∶1、2∶1的混合气体分别通过体积相同、浓度不同的NaOH溶液后，氮氧化物吸收率变化如图所示。下列说法不正确的是 A．曲线表示体积比为1∶1的混合气体吸收率的变化 B．当NaOH浓度高于1.25 mol·L-1时，吸收率下降的原因可能是NaOH黏稠度过高，不利于氮氧化物的吸收 C．向体积比为2∶1的NO和NO2混合气体中通入少量O2，可提高氮氧化物的吸收率 D．将1 mol NO和3 mol NO2混合气体通入足量NaOH溶液完全吸收，所得溶液中=2 13.（23-24高一下·四川乐山·期末）下列说法中，正确的是 A．NO2能与水反应生成硝酸，故NO2为酸性氧化物 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．NO2是造成光化学烟雾的原因之一 14.（23-24高一下·四川成都·期末）硝酸工业生产中的尾气(主要成分为和NO)可用纯碱溶液吸收，相关的化学反应如下： 现用10 L纯碱溶液吸收硝酸工业尾气，产生22.4 L(标准状况)时，测得吸收液中的浓度为0.05mol/L。若不考虑吸收过程中溶液体积变化，则吸收液中的物质的量浓度为 A．0.05mol/L B．0.10mol/L C．0.15mol/L D．0.20mol/L 15.（23-24高一下·福建福州·期中）NO因污染空气而“臭名昭著”，而奇妙的作用也使其成为“明星分子”。如可用于制HNO3、肥料、炸药、促进血管扩张、促进免疫功能、增强记忆等。下列不能生成NO的是 A．NH4Cl +NaOH B．N2 + O2 C．Cu + HNO3(稀) D．NO2 + H2O 16.（23-24高一下·湖北·期中）现有、的混合气体22mL，通入足量水中，充分反应后剩余气体2mL(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积是 A．2mL B．3.2mL C．3.2mL或6mL D．16mL或18.8mL 9.（23-24高一下·吉林四平·期中）标准状况下，将两个干燥圆底烧瓶中分别充满相应的气体后进行喷泉实验(如图所示)。下列说法错误的是 A．收集氨气时，可用湿润的蓝色石蕊试纸靠近瓶口，若试纸变为红色，则已集满 B．若将②中的NO2气体换为NO气体，则不会产生喷泉现象 C．挤出胶头滴管中的水后，①②均可产生红色喷泉 D．若去掉装置中的胶头滴管，采用冷敷烧瓶的方法也可产生喷泉现象 18.（23-24高一下·重庆·期中）将盛8mL一氧化氮和18mL二氧化氮混合气体的烧瓶倒置于水中，通入一定量的氧气，完全反应后，剩余气体体积为2mL，且该气体不支持燃烧，则充入的氧气的体积为 A．6mL B．9mL C．10mL D．12mL ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$