3.3.1 氮气 氮的氧化物(课件PPT)-【新课程学案】2024-2025学年高中化学必修第一册（鲁科版2019，单选）

第3节　 氮的循环 学习目标 重点难点 1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解氮及其重要化合物的主要性质，认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。 2．结合实例认识氮及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。 重点 1.氮及其重要化合物的性质与相互转化。 2．硝酸的不稳定性和强氧化性。 难点 1.二氧化氮的化学性质。 2．硝酸的强氧化性。 第一课时　 氮气　氮的氧化物 目录 新知探究(一)——自然界中氮的循环　氮气 新知探究(二)——氮的氧化物 课时跟踪检测 4 自然界中氮的循环 氮气 新知探究(一) 1．自然界中的氮循环 (1)氮元素的存在 在自然界中除了以游离态的形式存在于大气中，还以化合态的形式存在于动植物体、土壤和水体中。 (2)自然界中氮的循环 氮氧化物 硝酸盐 2．氮的固定 (1)定义 将空气中 的氮转化为 的过程。 (2)分类 自然 生物 人工 仿生 游离态 含氮化合物 3．氮气 (1)物理性质 颜色 气味 状态 密度 溶解性 无色 无味 气体 比空气_____ 溶于水 稍小 难 [微思考]　实验室制备氮气时，若要收集氮气应该用哪种方法？ 提示：氮气的密度与空气接近，因此不能用排空气法收集；由于氮气难溶于水，可以用排水法收集。 (2)化学性质 ①稳定性 通常状况下，氮气的化学性质不活泼，很难与其他物质发生反应。 ②还原性 实验 装置 实验 操作 在硬质玻璃管内充入N2和O2，然后给硬质玻璃管两端的电极通电，在硬质玻璃管内能产生火花 现象 气体颜色由 变为_______ 结论 在放电条件下，N2与O2反应生成NO，NO立即被氧化为NO2，化学方程式为 、 _________________ 续表 2NO＋O2===2NO2 无色 红棕色 应用化学　 1．实现氮气按照一定方向转化一直是科学领域研究的重要课题，如图为N2分子在催化剂的作用下发生的一系列转化示意图。 上述两个过程中，氮元素在催化剂的作用下发生了如下转化：N2→NH3、NH3→NO，这两个过程是否属于氮的固定？并分析原因。 提示：N2→NH3，属于氮的固定，NH3→NO不属于氮的固定。氮的固定是氮气变成其他含氮化合物的过程，NH3→NO是不同化合态的氮的转化，不属于氮的固定。 该过程中，氮元素的转化过程是否属于氮的固定？ 提示：该过程中氮元素由化合态转变为游离态，不属于氮的固定。 [题点多维训练] 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)豆科植物的根瘤菌固氮属于自然固氮中的高能固氮。( ) (2)自然界中氮元素的存在形式多种多样，除N2、NH3、NOx、铵盐、硝酸盐等无机物外，还能以蛋白质等有机物的形式存在。( ) (3)工业上将NH3转化为其他铵态化肥的方法，属于人工固氮。( ) × √ × (4)氮的循环中，氮元素可被氧化，也可被还原。( ) (5)氮循环中，含氮物质有多种形式的转化，有的对人类生产生活有益，有的则产生了负面作用。( ) √ √ 2．下图中能实现人工固氮的是(　 ) √ 解析：闪电时，氮气和氧气反应生成NO，属于自然固氮，A错误；合成氨车间内，N2与H2在一定条件下反应生成NH3，属于人工固氮，B正确；豆科植物的根瘤菌将空气中的氮气通过生物化学过程转化为含氮化合物的过程，属于生物固氮，C错误；光合作用是将二氧化碳和水转化为有机物和氧气，不属于固氮，D错误。 √ 4．氮是动植物生长不可缺少的元素，含氮化合物也是重要的化工原料。自然界中存在如图所示的氮元素的循环过程，下列说法不正确的是(　 ) √ 氮的氧化物 新知探究(二) 1．物理性质 物质 颜色 气味 状态 毒性 水溶性 NO _____ _____ 气体 有毒 溶于水 NO2 _______ _______ 气体 有毒 溶于水 无色 无味 难 红棕色 刺激性 易 [微思考] 如何收集一氧化氮与二氧化氮气体？ 提示：NO用排水法收集；NO2用向上排空气法收集。 2．化学性质 (1)实验探究 实验装置 实验操作 现象 向充满NO气体的 试管中注入O2 气体颜色由 色逐渐变为 _____色 向充满NO2气体的 试管中注入水 气体逐渐减少，颜色由____色变为 色，得到 色溶液 无 红棕 红棕 无 无 (2)结论：在一定条件下，NO与NO2可以相互转化，反应的化学方程式为 ①NO―→NO2： ； ②NO2―→NO： 。 2NO＋O2===2NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 3．其他性质 NO 结合血红蛋白的能力比CO还强，更容易造成人体缺氧； 作为一种传递神经信息的“信使分子”，在扩张血管、提高免疫力、增强记忆力等方面有着重要的作用 NO2 能使多种织物褪色，损坏多种织物和尼龙制品； 对金属和非金属材料也有腐蚀作用。 4．氮的氧化物溶于水的计算 2NO＋O2===2NO2　　 　 　　 ① 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　 ② 由①＋②×2得4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3， 应用化学　 为有效实现NO和NO2的相互转化，设计如下实验：按图组装好实验装置，并检查装置气密性，实验前用排水法收集半瓶NO气体。 1．打开止水夹a，推动针筒活塞，使O2进入烧瓶。关上止水夹a，观察到什么现象？原因是什么？ 提示：烧瓶中气体由无色变为红棕色，因为发生反应：2NO＋O2===2NO2。 2．然后轻轻摇动烧瓶，烧瓶中观察到什么现象？产生此现象的原因是什么？ 提示：轻轻摇动烧瓶，使得NO2与水发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，所以烧瓶中红棕色气体又变为无色，因为烧瓶内气体的量减少，引起烧瓶内气体的压强降低，所以烧杯内的水会倒吸入烧瓶中，使烧瓶中液面上升。 3．若最后烧瓶中充满了水，则原烧瓶中NO与通入O2的体积之比为多少(同温同压下)？用化学方程式说明。 提示：发生的反应为①2NO＋O2===2NO2、②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，①×3＋②×2可得化学方程式：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，当NO与O2的体积之比为4∶3时，NO完全溶于水。 [题点多维训练] 题点(一)　氮的氧化物的性质 1．NO对于心脑血管系统功能的改善具有重要作用。下列关于NO的描述不正确的是(　 ) A．难溶于水 B．可由氮气和氧气在放电条件下反应生成 C．常温下能与氧气化合 D．红棕色气体 解析：NO为无色、难溶于水的气体，D项错误。 √ 2．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 √ 解析：NO2气体能与水反应生成硝酸和NO，不能用排水法收集，A错误；NO与O2反应生成NO2，所以NO不能用排空气法收集，B、C错误；NO难溶于水，因此可以用排水法收集，NO2与空气不反应，其密度比空气密度大，所以用向上排空气法收集，D正确。 3．将一支盛满NO2气体的试管倒置在水槽中，最终试管内液面的变化是(　 ) √ 4．对3NO2＋H2O===2HNO3＋NO反应，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 √ 解析：氧化剂、还原剂均为NO2，HNO3为氧化产物，来源于还原剂，NO为还原产物，来源于氧化剂，故氧化剂与还原剂的质量比为1∶2。 题点(二)　氮的氧化物的有关计算 5．用排水法收集12 mL NO于试管中，然后向倒立于水槽中的该试管内间歇地通入O2共12 mL。下面的说法中，正确的是(　 ) A．剩余NO B．剩余NO2 C．试管中气体为红棕色 D．试管内气体先变为红棕色，后红棕色消失，反复几次，最后剩余无色气体 √ 解析：向NO中间歇通入O2后发生的反应为 2NO＋O2===2NO2　 ① 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　 ② 由①×3＋②×2得4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3， 等体积的NO和O2反应，最终剩余O2。 6．将装有40 mL NO2、H2混合气体的量筒倒立在水槽中，反应后气体体积缩小为20 mL，则原混合气体中NO2和H2的体积比是(　 ) A．5∶3 B．3∶5 C．3∶1 D．1∶3 √ 解析：解答此题可根据化学方程式，运用差量法进行计算，由所得结果来确定正确的选项。设混合气体中NO2的体积为x。 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　ΔV 3 mL 1 mL 3 mL－1 mL＝2 mL X 40 mL－20 mL＝20 mL 7．如图所示，向盛有3.0 mL NO的试管中缓缓通入1.5 mL O2(所有气体体积均在标准状况下测定)。 试回答下列问题： (1)写出观察到的现象(可不写满，也可补充)： ①_____________________________。 试管内的无色气体变为红棕色 ②________________。 ③_____________________。 解析：NO遇O2迅速反应生成NO2：2NO＋O2===2NO2，然后NO2与水反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，导致试管中的液面上升，最终剩余的气体是无色的NO。 试管内液面上升 试管内剩余无色气体 (2)最终试管中剩余的气体是_____，其体积为________。 解析：将分析(1)中两个反应合并可得： 4NO＋2H2O＋3O2===4HNO3 4　　　　　　3 V(NO)　　 　1.5 mL 解得V(NO)＝2.0 mL，故最终试管内剩余NO气体，其体积为(3.0－2.0)mL＝1.0 mL。 NO 　1.0 mL 课时跟踪检测 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 √ 12 1．自然界的氮循环如图所示，下列说法不正确的是(　 ) A．氧元素参与了氮循环 B．②中合成氨属于人工固氮 C．①②③中氮元素均被氧化 D．含氮有机物和含氮无机物可相互转化 16 (选择题第1－13小题每小题3分，第15小题5分，本检测满分70分) 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 解析：大气中的氮气通过雷电作用与氧气反应生成一氧化氮，可见氧元素参与了氮循环，故A不选；②中合成氨反应是氮气和氢气化合生成氨气，氮元素由游离态转化为化合态，属于人工固氮，故B不选；①中氮气和氧气反应生成一氧化氮，氮元素被氧化，②中氮气和氢气反应生成氨气，氮气做氧化剂，被还原，③中豆科植物根部的根瘤菌把氮气转变为硝酸盐等含氮化合物，氮元素被氧化，故选C；从图中可以看出，含氮有机物和含氮无机物可相互转化，故D不选。 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 2．下列对NO、NO2的描述正确的是(　 ) A．NO是酸性氧化物 B．NO2可用排水法收集，且可由N2和O2直接化合得到 C．NO、NO2在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物 D．一氧化氮在反应中只能做还原剂 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析：NO不与碱反应，不是酸性氧化物，故A项错误；NO2与水反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，N2与O2在放电的条件下反应生成NO，故B项错误；NO与O2发生反应：2NO＋O2===2NO2，NO2与H2O反应生成NO，光化学烟雾主要是由NOx引起的，故C项正确；NO中氮元素的化合价为＋2价，既可升高又可降低，既可做氧化剂又可做还原剂，故D项错误。 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 3．下列属于氮的固定的是(　 ) ①N2与H2在一定条件下反应生成NH3　 ②NO与O2反应生成NO2　 ③NH3经催化氧化生成NO ④N2转化为蛋白质 A．①②③④ B．②③ C．③④ D．①④ 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析：将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程叫作氮的固定。①④属于氮的固定。 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 4．如图将充满二氧化氮的试管倒扣在水槽中，下列叙述错误的是(　 ) A．试管内液面上升 B．试管内气体颜色逐渐变浅，直至消失 C．堵住管口将试管取出，管口向上，观察到试管口有红棕色出现 D．取少量试管内液体，滴加石蕊溶液后褪色 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析：二氧化氮溶于水后，发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NO2气体为红棕色，NO气体为无色。从反应的化学方程式可以看出，3体积的NO2与水反应后，只生成1体积的NO，随着反应的进行，试管内气体压强减小，所以试管内液面上升，A正确；试管内气体由NO2转化为NO，所以气体的颜色逐渐变浅，直至消失，B正确；试管内的NO与空气接触，生成NO2，试管口有红棕色出现，C正确；反应后，试管内液体为稀硝酸，滴加石蕊溶液，溶液只变红不褪色，D错误。 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 5．对于NO2通入水中的反应，下列说法正确的是(　 ) A．NO2是氧化剂，H2O是还原剂 B．NO2既是氧化剂，又是还原剂 C．每当有1 mol NO2参加反应时，则转移2 mol电子 D．H2O是氧化剂，NO2是还原剂 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 12 11 13 14 15 3 其中氮元素只被还原的一步是(　 ) A．① B．② C．③ D．④ 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 12 11 13 14 15 3 解析：氮元素只被还原，表明含氮物质做氧化剂，氮元素化合价降低。①N2→NH3，N元素的化合价降低，①符合题意；②NH3→NO，N元素的化合价升高，②不符合题意；③NO→NO2，N元素的化合价升高，③不符合题意；④NO2→HNO3，N元素的化合价一部分升高，一部分降低，④不符合题意；综合以上分析，只有①符合题意。 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 8．把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有足量过氧化钠颗粒的干燥管，最后收集到的气体是(　 ) A．氧气 B．二氧化氮 C．二氧化氮和氧气 D．二氧化氮和一氧化氮 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析：将少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，逸出的气体为NO、CO2，二者物质的量之比为1∶2，同时还有少量水蒸气逸出，再使逸出的气体通过装有足量过氧化钠颗粒的干燥管，CO2与过氧化钠反应生成的O2与NO反应生成NO2，O2有剩余，同时逸出的少量水蒸气与过氧化钠反应生成O2，所以最后收集到的气体是NO2和O2。 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 A．上述反应中，每生成1 mol N2O，转移的电子数为6NA(NA为阿伏加德罗常数的值) B．等物质的量的N2O和CO2含有相同的原子数 C．N2O既具有氧化性，又具有还原性 D．N2O会迅速与人体血红蛋白结合，使人中毒 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析：题给反应中，N由＋4价变为＋1价，生成1 mol N2O时转移6 mol电子，所以A项正确；1 mol N2O与1 mol CO2都含有3 mol原子，所以B项正确；N2O中氮元素为＋1价，是氮元素的中间价态，因此N2O既具有氧化性又具有还原性，所以C项正确；由题意知，N2O可用作吸入性麻醉剂，因此不可能迅速与人体血红蛋白结合而使人中毒，所以D项错误。 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 10．如图所示，试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物)，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，对原试管中盛装气体的说法正确的是(　 ) A．可能是N2与NO2的混合气体 B．可能是H2与NO2的混合气体 C．可能是NO与NO2的混合气体 D．只可能是NO2一种气体 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析：最终试管内完全被水充满，因此不可能含有氮气，所以A项错误；如果有H2，水不可能完全充满试管，所以B项错误；NO虽然不溶于水，但通入氧气后也可以发生反应而溶于水，能完全充满试管，所以C项正确；根据上述分析可知，除一定有NO2气体外，还可能有NO，所以D项错误。 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 11．某集气瓶中的气体呈红棕色，加入足量水，盖上玻璃片，振荡，得到橙色溶液，气体颜色消失，移走玻璃片后瓶中气体又变为红棕色，该气体可能是下列混合气体中的(　 ) A．N2、NO2、Br2 B．NO2、NO、N2 C．NO2、O2、NO D．N2、O2、Br2 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析：集气瓶中气体呈红棕色，可能含Br2蒸气或NO2气体。加水原气体红棕色消失，溶液呈橙色，说明混合气体中一定含Br2蒸气；移走玻璃片后瓶中气体又变红棕色，说明原气体溶于水后产生了NO，NO由NO2溶于水得到，发生反应为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，故原混合气体中一定含有Br2蒸气和NO2气体。 16 12 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 3 12．将盛有N2和NO2(无N2O4)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N2和NO2的体积比是(　 ) A．3∶1 B．1∶3 C．1∶2 D．1∶1 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 13．在容积为672 mL的烧瓶中充满NO和NO2的混合气体，将其倒立在水槽里，去塞后再通入280 mL氧气，恰好完全反应，且液体充满烧瓶(气体体积都已折合为标准状况下的体积)，下列有关叙述正确的是(　 ) A．总反应为NO＋NO2＋O2＋H2O===2HNO3 B．总反应为4NO＋8NO2＋5O2＋6H2O===12HNO3 C．生成硝酸的物质的量浓度约为0.030 mol·L－1 D．NO2与NO的物质的量之比为1∶2 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 16 13 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 15 3 16 10 1 2 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 3 14．(10分)氮的氧化物(用NOx表示)是大气污染物之一，必须进行处理。 (1)NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：___________________________。 解析： NO2转化为HNO3的化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 16 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 (2)在汽车尾气系统中安装催化转化器，可有效降低NOx的排放，当尾气中空气不足时，NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO和CO反应生成N2和另一种无毒气体的化学方程式：________________________________________。 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 16 1∶3 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 (4)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理，若NO与NO2按物质的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后得到一种钠盐，该钠盐的化学式是_________。 解析：NO中氮的化合价为＋2价，NO2中氮的化合价为＋4价，二者按物质的量之比1∶1混合时与NaOH反应生成的盐中，氮元素的化合价必然为＋3价，即为NaNO2。 16 NaNO2 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 高阶思维训练(选做题) 15．无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、N2中的几种，将一定量的甲气体经过如图实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则甲气体的组成为(　 ) A．NO2、N2 B．NO、CO2 C．NO2、CO2 D．NO、CO2、N2 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析：混合气体无色，则混合气体中不含NO2，气体通过Na2O2后显红棕色，说明原混合气体中含有NO，且有与Na2O2反应生成O2的气体CO2，通入水中，溶液呈酸性，且几乎无气体剩余，说明原混合气体中不含N2。 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 16．(16分)(1)某化学学习小组为探究NO2和SO2的反应，进行如下实验(如图所示)。 ①图甲两集气瓶中________(填“上”或“下”)瓶颜色深。 16 下 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 ②图乙中反应的现象是____________________________________。 ③图丙中“有红棕色气体产生”说明SO2和NO2反应的产物中有_____，体现了NO2的______性。 ④由图乙和图丙中的现象写出NO2和SO2反应的化学方程式：______________________。 16 两气体混合后，颜色由红棕色变为无色 NO 氧化 NO2＋SO2===NO＋SO3 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析：①NO2呈红棕色，SO2为无色，故下瓶颜色深。②NO2有强氧化性，能被SO2还原成NO，故现象为两气体混合后，颜色由红棕色变为无色。③NO遇空气被氧化成NO2：2NO＋O2===2NO2，“有红棕色气体产生”说明SO2和NO2反应的产物中有NO，体现了NO2的氧化性。④由题给现象可知，NO2和SO2反应的化学方程式为NO2＋SO2===NO＋SO3。 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 ①该小组采用类比Mg与CO2反应的思路对Mg与NO2的反应进行预测，写出Mg与NO2反应的化学方程式：___________________________。 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 ②设计实验验证猜测(用于连接玻璃管的乳胶管均内衬锡纸)。 资料信息：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 Ⅰ.装置A中的试剂是____________。 Ⅱ.干燥管和装置B的作用分别是________________________、_______。 Ⅲ.实验开始时正确的操作步骤顺序是________(填字母)。 a．通入NO2 b．打开弹簧夹 c．点燃酒精灯 d．当硬质玻璃管充满红棕色气体后，关闭弹簧夹 16 NaOH溶液 吸收NO2，避免污染环境 收集N2 badc 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 16 (3)人类活动对自然界中氮循环的影响 ①氮气氨―→铵盐、硝酸等含氮化合物。 ② 。 N2＋O22NO [微点拨] N2并不是真正的“惰性气体”，某些金属在氮气中也能够发生反应，如：Mg在N2中燃烧反应生成Mg3N2，化学方程式：N2＋3MgMg3N2。 2．汽车尾气是城市大气污染的主要原因之一。汽车尾气装置中，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示，该转化总反应：2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2。 3．下列关于N2的说法错误的是(　 ) A．通常情况下，N2的化学性质很稳定，所以N2可在电焊时做保护气 B．N2＋O22NO，该反应是汽车尾气造成污染的主要原因之一 C．N2在空气中约占空气总质量的 D．在反应3Mg＋N2Mg3N2中，N2做氧化剂 解析： N2在空气中约占空气总体积的，C项错误。 A．过程①“雷电作用”中发生的反应是N2＋O22NO B．过程③“固氮作用”中，氮气被还原 C．⑤中涉及的反应可能有2NO＋O2===2NO D．⑥中涉及的反应可能有2NO＋12H＋===N2↑＋6H2O 解析：过程①“雷电作用”中氮气与氧气化合生成NO，A正确；过程③“固氮作用”中氮元素化合价降低，氮气被还原，B正确；⑤中NO被氧化为NO，涉及的反应可能有2NO＋O2===2NO，C正确；⑥中氮元素化合价降低，NO被还原，涉及的反应不可能为2NO＋12H＋===N2↑＋6H2O，因为此反应中只有元素化合价降低，没有元素化合价升高，且电荷不守恒，故D错误。 (1)当体积比V(NO2)∶V(O2) 由①×3＋②×2得4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3， (2)当体积比V(NO)∶V(O2) 解析：由反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可知，反应后V(NO)是反应前V(NO2)的，则液面上升到试管的处。 ＝，解得x＝30 mL 则原混合气体中H2体积为40 mL－30 mL＝10 mL，所以V(NO2)∶V(H2)＝30 mL∶10 mL＝3∶1。 解析：根据可知，只有氮元素的化合价有升高和降低，所以NO2既是氧化剂，又是还原剂；3 mol NO2参加反应时，转移2 mol电子，故每当有1 mol NO2参加反应时，转移mol电子。 6．标准状况下，将NO2和O2按体积比4∶3混合后充入干燥烧瓶中，然后将烧瓶倒立于水中使混合气体充分反应，则烧瓶内溶液中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 解析：此类题目可用赋值法来解。设烧瓶的体积为1 L，因V(NO2)∶V(O2)＝4∶3，故1 L混合气体中，V(NO2)＝ L，V(O2)＝ L。烧瓶中残留O2的体积： L－ L＝ L，故溶液充满烧瓶体积的。所以c(HNO3)＝mol÷ L＝ mol·L－1。 7．工业上以氮气为主要原料制备硝酸，其转化过程如下： N2NH3NONO2HNO3 9．N2O俗称“笑气”，曾用作可吸入性麻醉剂。以下反应能产生N2O：3CO＋2NO23CO2＋N2O。下列关于N2O的说法错误的是(　 ) 解析：设原混合气体中含有x mol N2，y mol NO2，相同条件下，气体的物质的量与体积成正比。盛有N2和NO2混合气体的试管倒立于水中发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，则 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 3　　　　　　　　　　1 y　　　　　　　　　　 则(x＋)∶(x＋y)＝1∶2，解得x∶y＝1∶3。 解析：设反应前NO2的体积为x，NO的体积为y，则： 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 x 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 y y 解得 故参加反应的NO2与NO的物质的量之比为2∶1，则总反应为4NO＋8NO2＋5O2＋6H2O===12HNO3。根据氮元素守恒可得生成的HNO3的物质的量为0.03 mol，烧瓶内充满液体则硝酸的体积为0.672 L，故c(HNO3)＝≈0.045 mol·L－1。 解析：根据题目信息可知，NO被CO还原为N2，而CO被氧化成CO2，化学方程式为2NO＋2CON2＋2CO2。 2NO＋2CON2＋2CO2 (3)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知：4NH3＋6NO5N2＋6H2O,8NH3＋6NO27N2＋12H2O。同温同压下，3.5 L NH3恰好将3.0 L NO和NO2的混合气体完全转化为N2，则原混合气体中NO和NO2的体积之比是____________。 解析：V(NO)＋V(NO2)＝3.0 L，V(NO)＋V(NO2)＝3.5 L，则V(NO)＝0.75 L，V(NO2)＝2.25 L，V(NO)∶V(NO2)＝1∶3。 (2)某课外活动小组探究镁与NO2的反应。已知镁与CO2的反应为2Mg＋CO22MgO＋C。 4Mg＋2NO24MgO＋N2 解析：①由题意可知，Mg与NO2发生置换反应的化学方程式为4Mg＋2NO24MgO＋N2。②由2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O可知，装置A中的试剂是NaOH溶液，作用是除去未反应的NO2。干燥管是尾气处理装置，作用是吸收NO2以避免污染环境；装置B的作用是利用排水法收集N2。实验开始时正确的操作步骤：b(打开弹簧夹)→a(通入NO2，排尽反应装置中的空气)→d(当硬质玻璃管充满红棕色气体后，关闭弹簧夹)→c(点燃酒精灯，确认充满NO2后才开始加热)。 $$