5.2.1氮及其化合物（第1课时）讲义-2024-2025学年高一化学同步讲义+练习 （人教版2024必修第二册）

第五章 化工生产中的重要非金属元素 第二节 氮及其化合物 知识思维导图 第1课时 氮气 氮氧化物 课程学习目标 1.了解氮元素的存在和结构，了解氮气的物理性质和化学性质； 2.通过了解氮的固定，认识化学对社会和工农业生产的重要作用； 3.了解一氧化氮和二氧化氮的物理性质和化学性质。 【新知学习】 知识点01氮气 1．氮的原子结构 氮元素位于 周期、第 族。氮原子最外电子层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。因此氮原子一般通过 与其它原子相互结合构成物质。 氮的原子结构 常见的化合价有 、 、 、 、 、 ， 其氧化物有 、 、 、 、 、 共有六种， 其中 是HNO3的酸酐， 是HNO2的酸酐（氮的氧化物都有毒）。 2．氮元素的存在 a.游离态:以氮分子的形式存在于空气中。  b.化合态:存在于动植物体内的蛋白质中,以及土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。 一．氮气 1.物理性质 纯净的N2是一种无色无味的气体，难溶于水，在空气中约占五分之四左右。 2.化学性质 （1）常温下，N2的化学性质不活泼，可代替稀有气体作保护气体。 原因：氮分子内两个氮原子间以共价三键结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定，通常难以与其它物质反应。 （2）在放电条件或高温下 跟氧气化合生成 （3）镁在氮气中燃烧： ； （4）人工合成氨： ； 二．氮的固定和循环 1.含义：将大气中__ 的氮转化为_ __的过程叫做氮的固定。 2.分类： 3．氮的循环 知识点02二氧化氮和一氧化氮 氮的氧化物 NO NO2 物理 性质 颜色 毒性 有毒 有毒 溶解性 不溶于水 易溶于水 化学 性质 与O2反应 不反应 与H2O 反应 不反应 1.NO和NO2的化学性质 (1)在常温下，NO很容易与O2反应，化学方程式为　 　。  (2)NO2溶于水时发生反应的化学方程式为　 　。  2.二氧化氮溶于水的实验 (1)实验过程 实验 装置 实验 操作 在如图注射器里充入20 mL NO,然后吸入5 mL水,用乳胶管和弹簧夹封住管口,振荡注射器 打开弹簧夹,快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹 振荡注射器 实验 现象 无明显现象 无色气体变为红棕色 红棕色气体变浅至消失,有无色气体生成,注射器活塞向内滑动 化学 方程式 　 　、  　 (2)对工业生产硝酸的启示 工业上生产硝酸时，向吸收后的废气中再通入适量的氧气或空气,能充分利用原料，并能减少NO的排放以保护环境。 【拓展培优】 【问题探究】 氮的氧化物的性质及有关计算 1．要使充满NO2和O2混合气体的试管倒扣水槽中，让水充满试管，必须按什么样的体积比混合？ 2．将10 mL充满NO2和O2的混合气体的试管，倒置在水槽中，反应停止后试管内剩余2 mL的无色气体，则原混合气体中O2为多少毫升？ 【知识归纳总结1】 1．NO和NO2性质的对比 NO NO2 色、态、 味、毒性 无色、无味 红棕色、刺激性气味 有毒气体 水溶性 不溶 易溶且与水反应 与O2反应 2NO＋O2===2NO2 与H2O反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 与O2、H2O 共同反应 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 氧化性 6NO＋4NH35N2＋6H2O 6NO2＋8NH37N2＋12H2O，NO2＋SO2===SO3＋NO，NO2能使湿润的淀粉KI试纸变蓝 2.常见的NOx尾气处理方法 ①碱液吸收法 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 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)。一般适合工业尾气中NOx处理。 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。 3．氮的氧化物溶于水的计算 (1)原理 解答氮的氧化物溶于水的计算问题首先明确原理，无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体，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，不能是NO2。 (2)方法——加合式法 ①NO2和O2混合气体溶于水的计算 由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知： V(NO2)∶V(O2) ③NO与O2同时通入水中 2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 总的化学方程式为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。 【典例1】（23-24高一下·山西大同·期中）将NO2、NO、O2混合气体充满一圆底烧瓶(体积已折算为标况)，倒置水中，进行喷泉实验，最后无气体剩余，若所得产物不扩散，则所得溶液的物质的量浓度的数值大小范围为 （请写出相关方程式，并简要写出计算过程） （变式训练1）（23-24高一下·上海·期末）已知世界上现有记载的“最强酸雨”pH可达到2，某实验小组将1680mL(S.T.P)的NO通过足量的O2与H2O模拟制备“最强酸雨”，若该过程中NO气体无损失，则可以制得的“酸雨”体积约为 L。 【课堂检测】 一、单选题 1．（22-23高一下·宁夏石嘴山·期中）下列反应起到氮的固定作用的是 A．NO和反应生成 B．与在一定条件下生成 C．经催化氧化生成NO D．由制碳铵和硫铵 2．（23-24高一下·河南·阶段练习）认识和研究自然界的元素循环有重要意义，海洋中无机物循环的过程如图所示，下列说法正确的是 A．海洋中存在游离态的氮 B．在反硝化细菌作用下，发生氧化反应生成 C．②④中含氮物质的转化属于氮的固定 D．向海洋中排放含的废水，则不会影响的含量 3．（22-23高一下·甘肃天水·阶段练习）氮及其化合物的转化关系如图所示： 则下列说法不正确的是 A．路线①②③是工业生产硝酸的主要途径 B．路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径 C．上述所有标号的反应都是氧化还原反应 D．氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2 4．（23-24高一下·湖南长沙·阶段练习）化学与生活密切相关。下列说法正确的是 A．CO、NO、NO2都是大气污染物，在空气中均能稳定存在 B．硅酸钠的水溶液俗称水玻璃， 硅酸钠可用作黏合剂和防火材料 C．NO是一种有毒气体， 不可用于医疗使用 D．SO2可用于漂白纸浆，同时可用于杀菌消毒， 通入紫色石蕊溶液先变红后褪色 5．（2024高一下·福建·学业考试）下列有关实验现象的描述，正确的是 A．通入品红溶液，溶液褪色 B．通过干燥的红色布条，布条褪色 C．NO暴露在空气中，颜色变为红棕色 D．溶液中滴加氨水，生成白色沉淀 6．（23-24高一下·安徽·阶段练习）下列各氧化物均可与NaOH溶液反应，其中只能生成一种盐的是 A． B． C． D． 7．（23-24高一下·广东广州·期中）部分含氮物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是 A．将足量铜丝插入d的浓溶液只产生c气体 B．a既可被氧化，也可被还原 C．c溶于水可得d和b D．自然界可存在的转化 8．（23-24高一下·重庆·阶段练习）设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．100mL 18mol/L浓硫酸与足量Cu粉加热反应，产生的分子数为0.9 B．标准状况下，11.2L 中含有的原子数为2 C．11.2L 含有的质子数为7 D．4.6g 与的混合气体中含有的原子数目为0.3 9．（23-24高一下·江苏无锡·期中）下列说法正确的是 A．都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在 B．或都会导致酸雨的形成 C．液氨汽化时吸收大量的热，因此，液氨常用作制冷剂 D．硅具有较好的导电性，是光导纤维的主要成分 10．（23-24高一下·福建福州·期中）为避免硝酸生产尾气中的氮氧化物污染环境，人们开发了溶液吸收、催化还原等尾气处理方法。后者常采用NH3作还原剂，其反应之一为：，下列说法不正确的是(NA为阿伏加德罗常数) A．氮氧化物的排放可形成酸雨 B．可使用溶液吸收氮氧化物 C．氧化产物与还原产物的质量比为3:4 D．生成水转移电子的数目为 11．（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 12．（23-24高一下·江西上饶·阶段练习）现将少量的缓慢通入溶液中（如图所示）发生反应，下列说法正确的是 A．可采用向上排空气法收集气体a B．反应结束后，可直接滴入溶液检测反应后的生成物中是否含有 C．该实验发生的反应： D．溶液能导电，故溶液为电解质 13．（22-23高一下·河北邯郸·期中）下列除去气体中的杂质的方法中，能实现目的的是 选项 气体(杂质) 方法 A 通过饱和碳酸氢钠 B 碱石灰 C 通过氢氧化钠溶液 D 通过灼热的铜网 A．A B．B C．C D．D 14．（23-24高一下·湖北荆州·阶段练习）如图a、b、c表示相应仪器中加入的试剂，可用图中装置制取、净化、收集的气体是 编号 气体 a b c A NH3 浓氨水 生石灰 碱石灰 B CO2 盐酸 碳酸钙 饱和NaHCO3溶液 C NO 稀硝酸 铜屑 H2O D NO2 浓硝酸 铜屑 NaOH溶液 A．A B．B C．C D．D 二、解答题 15．（23-24高一下·陕西安康·期中）亚硝酸钙[Ca(NO2)2]是水泥混凝土外加剂的主要原料，可配制成混凝土防冻剂、钢筋阻锈剂等。某学习小组用如图所示实验装置及药品来制备亚硝酸钙(夹持装置略去)。 ①已知：加热条件下可发生反应2NO+CaO2=Ca(NO2)2和2NO2+CaO2=Ca(NO3)2； ②酸性条件下，NO能与KMnO4溶液反应生成和Mn2+。 回答下列问题： (1)A中盛放稀硝酸的仪器名称为 ；使用前应进行的操作为 ； (2)检查装置的气密性，装入药品，实验开始前通入一段时间N2，然后关闭弹簧夹，再滴加稀硝酸，通入N2的作用是 。 (3)为达到实验目的，请把上述装置按气流方向进行连接： 。 _____________________ (4)C装置中反应的离子方程式为 。 (5)工业上可用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO2，NO)反应，既能净化尾气，又能获得广泛的Ca(NO2)2，反应原理为Ca(OH)2+NO+NO2=H2O+ Ca(NO2)2，若n(NO):n(NO2)＜1:1，则会导致 。 (6)CaO2可由鸡蛋壳(含CaCO3高达)为原料最终反应制得，基本过程如下图： ①煅烧后的反应是化合反应，可生成CaO2·8H2O，反应的化学方程式为 。 ②该反应需控制温度在0~2℃，可将反应器放置在 。 16．（23-24高一下·广东佛山·期中）氨气是世界上产量最多的无机化合物之一，具有广泛的用途。如图所示为合成氨以及氨催化氧化制硝酸的流程示意图。 回答下列问题： (1)常用作保护气(如填充灯泡、焊接保护等)，原因是 。 (2)合成塔中发生反应的化学方程式为 ，其中氮元素的化合价 (填“升高”或“降低”)。 (3)氧化炉中发生反应的化学方程式为 ；常温常压下，氧化剂和还原剂的体积之比为 。 (4)吸收塔中通入空气是为了提供(填电子式) 。 (5)催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术，其反应原理如图所示。当与NO的物质的量之比为1：1时，二者与足量氨气在一定条件下发生脱氮反应，该反应的化学方程式为 。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第五章 化工生产中的重要非金属元素 第二节 氮及其化合物 知识思维导图 第1课时 氮气 氮氧化物 课程学习目标 1.了解氮元素的存在和结构，了解氮气的物理性质和化学性质； 2.通过了解氮的固定，认识化学对社会和工农业生产的重要作用； 3.了解一氧化氮和二氧化氮的物理性质和化学性质。 【新知学习】 知识点01氮气 1．氮的原子结构 氮元素位于第二周期、第VA族。氮原子最外电子层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。因此氮原子一般通过共用电子对与其它原子相互结合构成物质。 氮的原子结构 常见的化合价有 ＋1 、 ＋2 、 ＋3 、 ＋4 、 ＋5 、 －3 ， 其氧化物有 N2O 、 NO 、 N2O3 、 NO2 、 N2O4 、 N2O5 共有六种， 其中 N2O5 是HNO3的酸酐， N2O3 是HNO2的酸酐（氮的氧化物都有毒）。 2．氮元素的存在 a.游离态:以氮分子的形式存在于空气中。  b.化合态:存在于动植物体内的蛋白质中,以及土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。 一．氮气 1.物理性质 纯净的N2是一种无色无味的气体，难溶于水，在空气中约占五分之四左右。 2.化学性质 （1）常温下，N2的化学性质不活泼，可代替稀有气体作保护气体。 原因：氮分子内两个氮原子间以共价三键结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定，通常难以与其它物质反应。 （2）在放电条件或高温下 氮气 跟氧气化合生成 一氧化氮 N2＋O22NO （3）镁在氮气中燃烧：3Mg＋N2Mg3N2； （4）人工合成氨：N2＋3H22NH3； 二．氮的固定和循环 1.含义：将大气中__游离态__的氮转化为__含氮化合物__的过程叫做氮的固定。 2.分类： 3．氮的循环 知识点02二氧化氮和一氧化氮 二氧化氮和一氧化氮 氮的氧化物 NO NO2 物理 性质 颜色 无色 红棕色 毒性 有毒 有毒 溶解性 不溶于水 易溶于水 化学 性质 与O2反应 2NO＋O2===2NO2 不反应 与H2O 反应 不反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 1.NO和NO2的化学性质 (1)在常温下，NO很容易与O2反应，化学方程式为　2NO+O2 === 2NO2　。  (2)NO2溶于水时发生反应的化学方程式为　3NO2+H2O === 2HNO3+NO　。  2.二氧化氮溶于水的实验 (1)实验过程 实验 装置 实验 操作 在如图注射器里充入20 mL NO,然后吸入5 mL水,用乳胶管和弹簧夹封住管口,振荡注射器 打开弹簧夹,快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹 振荡注射器 实验 现象 无明显现象 无色气体变为红棕色 红棕色气体变浅至消失,有无色气体生成,注射器活塞向内滑动 化学 方程式 　2NO+O2 === 2NO2　、  　3NO2+H2O === 2HNO3+NO　  (2)对工业生产硝酸的启示 工业上生产硝酸时，向吸收后的废气中再通入适量的氧气或空气,能充分利用原料，并能减少NO的排放以保护环境。 【拓展培优】 【问题探究】 氮的氧化物的性质及有关计算 1．要使充满NO2和O2混合气体的试管倒扣水槽中，让水充满试管，必须按什么样的体积比混合？ 由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO和2NO＋O2===2NO2得4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，即当NO2和O2的体积比为4∶1时可完全溶于水。 2．将10 mL充满NO2和O2的混合气体的试管，倒置在水槽中，反应停止后试管内剩余2 mL的无色气体，则原混合气体中O2为多少毫升？ ①若剩余的是NO，由反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，得NO2体积为2 mL×3＝6 mL。则原有O2体积为 (10 mL－6 mL)×＝0.8 mL。②若剩余的是O2，则有10 mL－2 mL＝8 mL NO2和O2的混合气体按反应 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3进行。所以NO2的体积为8 mL×＝6.4 mL，O2体积为10 mL－6.4 mL＝3.6 mL。 【知识归纳总结1】 1．NO和NO2性质的对比 NO NO2 色、态、 味、毒性 无色、无味 红棕色、刺激性气味 有毒气体 水溶性 不溶 易溶且与水反应 与O2反应 2NO＋O2===2NO2 与H2O反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 与O2、H2O 共同反应 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 氧化性 6NO＋4NH35N2＋6H2O 6NO2＋8NH37N2＋12H2O，NO2＋SO2===SO3＋NO，NO2能使湿润的淀粉KI试纸变蓝 2.常见的NOx尾气处理方法 ①碱液吸收法 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 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)。一般适合工业尾气中NOx处理。 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。 3．氮的氧化物溶于水的计算 (1)原理 解答氮的氧化物溶于水的计算问题首先明确原理，无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体，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，不能是NO2。 (2)方法——加合式法 ①NO2和O2混合气体溶于水的计算 由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知： V(NO2)∶V(O2) ③NO与O2同时通入水中 2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 总的化学方程式为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。 【典例1】（23-24高一下·山西大同·期中）将NO2、NO、O2混合气体充满一圆底烧瓶(体积已折算为标况)，倒置水中，进行喷泉实验，最后无气体剩余，若所得产物不扩散，则所得溶液的物质的量浓度的数值大小范围为 （请写出相关方程式，并简要写出计算过程） 【答案】 【详解】设烧瓶的体积为VL，若只有NO2和O2，最后无气体剩余，发生反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3，NO2和O2的体积比为4:1，NO2的物质的量为 ，根据N守恒生成硝酸的物质的量为，硝酸的浓度为； 若只有NO和O2，最后无气体剩余，发生反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3，NO和O2的体积比为4:3，NO的物质的量为 ，根据N守恒生成硝酸的物质的量为，硝酸的浓度为； 则所得溶液的物质的量浓度的数值大小范围为。 （变式训练1）（23-24高一下·上海·期末）已知世界上现有记载的“最强酸雨”pH可达到2，某实验小组将1680mL(S.T.P)的NO通过足量的O2与H2O模拟制备“最强酸雨”，若该过程中NO气体无损失，则可以制得的“酸雨”体积约为 L。 【答案】7.5 【详解】n(NO)≈=0.075mol，由反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3，可得出生成HNO3的物质的量为0.075mol，n(H+)=0.075mol，酸雨的pH=2，c(H+)=0.01mol/L，则制得的“酸雨”体积约为=7.5L。 【课堂检测】 一、单选题 1．（22-23高一下·宁夏石嘴山·期中）下列反应起到氮的固定作用的是 A．NO和反应生成 B．与在一定条件下生成 C．经催化氧化生成NO D．由制碳铵和硫铵 【答案】B 【分析】氮的固定是指将游离态的氮元素转化为化合态的氮元素的过程，即将氮气转化为含氮化合物。 【详解】A．NO与O2反应生成NO2是含氮化合物之间的转化，不属于氮的固定，A错误； B．N2与H2在一定条件下反应生成NH3的过程，是将游离态的氮元素转化为化合态的氮元素的过程，属于氮的固定，B正确； C．氨的催化氧化是含氮化合物之间的转化，不属于氮的固定，C错误； D．由氨气制碳铵和硫铵是含氮化合物之间的转化，不属于氮的固定，D错误； 答案选B。 2．（23-24高一下·河南·阶段练习）认识和研究自然界的元素循环有重要意义，海洋中无机物循环的过程如图所示，下列说法正确的是 A．海洋中存在游离态的氮 B．在反硝化细菌作用下，发生氧化反应生成 C．②④中含氮物质的转化属于氮的固定 D．向海洋中排放含的废水，则不会影响的含量 【答案】A 【详解】A．根据图示可知，海洋中存在氮气，即含游离态的氮，A项正确； B．在反硝化细菌作用下，转化生成，N元素化合价降低，被还原，B项错误； C．氮的固定是指游离态氮转化为化合态氮，图示中，②属于氮的固定，但④只是化合态氮元素转化为化合态氮元素，不属于氮的固定，C项错误； D．向海洋中排放含的废水后，经过反硝化细菌作用可转化为氮气，氮气再经过反应②转化为，则会影响的含量，D项错误； 答案选A。 3．（22-23高一下·甘肃天水·阶段练习）氮及其化合物的转化关系如图所示： 则下列说法不正确的是 A．路线①②③是工业生产硝酸的主要途径 B．路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径 C．上述所有标号的反应都是氧化还原反应 D．氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2 【答案】D 【详解】A．在工业上是用氨催化氧化方法制取硝酸，路线①②③就是工业生产硝酸的主要途径，A正确； B．雷电固氮就是空气中的N2与O2在放电作用下反应产生NO，NO被O2氧化产生NO2，NO2被水吸收得到硝酸，故路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径，B正确； C．在上述标号反应中都存在N元素化合价的变化，因此都是氧化还原反应，C正确； D．氮气与氧气在高温或放电时反应产生NO，无法一步得到二氧化氮，D错误； 故选D。 4．（23-24高一下·湖南长沙·阶段练习）化学与生活密切相关。下列说法正确的是 A．CO、NO、NO2都是大气污染物，在空气中均能稳定存在 B．硅酸钠的水溶液俗称水玻璃， 硅酸钠可用作黏合剂和防火材料 C．NO是一种有毒气体， 不可用于医疗使用 D．SO2可用于漂白纸浆，同时可用于杀菌消毒， 通入紫色石蕊溶液先变红后褪色 【答案】B 【详解】A．NO和空气中氧气生成二氧化氮，NO2会和水生成硝酸，在空气中不能稳定存在，A错误；    B．硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂的原料，B正确；     C．NO是一种有毒气体，但是可以在医师指导下用于医疗，C错误；   D．SO2可用于漂白纸浆，同时可用于杀菌消毒， 但是其不能漂白指示剂紫色石蕊溶液，D错误； 故选B。 5．（2024高一下·福建·学业考试）下列有关实验现象的描述，正确的是 A．通入品红溶液，溶液褪色 B．通过干燥的红色布条，布条褪色 C．NO暴露在空气中，颜色变为红棕色 D．溶液中滴加氨水，生成白色沉淀 【答案】C 【详解】A．没有漂白性，通入品红溶液，溶液不褪色，A错误；   B．没有漂白性，通过干燥的红色布条，布条不褪色，B错误； C．NO和空气中氧气生成红棕色二氧化氮气体，C正确； D．溶液中滴加少量氨水，会生成蓝色氢氧化铜沉淀，D错误； 故选C。 6．（23-24高一下·安徽·阶段练习）下列各氧化物均可与NaOH溶液反应，其中只能生成一种盐的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．二氧化硫与足量氢氧化溶液反应反应生成亚硫酸钠，与少量氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸氢钠，故A不符合题意； B．三氧化硫与足量氢氧化溶液反应反应生成硫酸钠，与少量氢氧化钠溶液反应生成硫酸氢钠，故B不符合题意； C．五氧化二氮与氢氧化钠溶液反应只能生成硝酸钠，故C符合题意； D．二氧化氮与氢氧化钠溶液反应生成硝酸钠、亚硝酸钠，故D不符合题意； 故选C。 7．（23-24高一下·广东广州·期中）部分含氮物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是 A．将足量铜丝插入d的浓溶液只产生c气体 B．a既可被氧化，也可被还原 C．c溶于水可得d和b D．自然界可存在的转化 【答案】A 【分析】根据图示，a为0价且为单质，则a为；b为+2价、c为+4价且都为氧化物，则b为、c为(或)；d为+5价且为酸，则d为；e为+5价且为盐，则e为硝酸盐，据此分析解答。 【详解】A．足量铜丝插入d的浓溶液，先发生，得到气体c：，随着反应进行，逐渐降低，发生反应，得到的气体变为b：，不是只能得到c气体，A错误； B．a为，在一定条件下能被氧化：，也可以被还原：，B正确； C．c溶于水与水反应：，结合分析，C正确； D．在自然界可存在的转化，即，D正确； 故答案为：A。 8．（23-24高一下·重庆·阶段练习）设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．100mL 18mol/L浓硫酸与足量Cu粉加热反应，产生的分子数为0.9 B．标准状况下，11.2L 中含有的原子数为2 C．11.2L 含有的质子数为7 D．4.6g 与的混合气体中含有的原子数目为0.3 【答案】D 【详解】A．100mL 18mol/L浓硫酸与足量Cu粉加热反应，随反应进行，硫酸浓度减小，稀硫酸和Cu不能反应，产生的SO2分子数小于0.9NA，A错误； B．标准状况下，SO3不是气体，无法由气体体积求算原子个数，B错误； C．未给出物质状态，无法根据体积计算含有的质子数，C错误； D．与的混合气体最简式为，4.6g混合气体物质的量0.1mol，含有的原子数目为0.3NA，D正确； 故选D。 9．（23-24高一下·江苏无锡·期中）下列说法正确的是 A．都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在 B．或都会导致酸雨的形成 C．液氨汽化时吸收大量的热，因此，液氨常用作制冷剂 D．硅具有较好的导电性，是光导纤维的主要成分 【答案】C 【详解】A．CO、NO、NO2 都是大气污染气体，NO在空气中不能稳定存在，一氧化氮易于氧气反应生成二氧化氮，A错误； B．酸雨与N、S的氧化物有关，与二氧化碳的排放无关，CO2含量的增加会导致温室效应，B错误； C．液氨汽化时要吸收大量的热，使周围空气的温度急剧下降，所以液氨常用作制冷剂，C正确； D．光导纤维的主要成分是SiO2，D错误； 故选：C。 10．（23-24高一下·福建福州·期中）为避免硝酸生产尾气中的氮氧化物污染环境，人们开发了溶液吸收、催化还原等尾气处理方法。后者常采用NH3作还原剂，其反应之一为：，下列说法不正确的是(NA为阿伏加德罗常数) A．氮氧化物的排放可形成酸雨 B．可使用溶液吸收氮氧化物 C．氧化产物与还原产物的质量比为3:4 D．生成水转移电子的数目为 【答案】C 【详解】A．氮氧化物能与空气中的O2、H2O作用生成HNO3等，可形成酸雨，A正确； B．氮氧化物与空气中的O2、H2O作用生成HNO3等，能与碱性物质反应，则可使用溶液吸收氮氧化物，B正确； C．在反应中，NH3是还原剂，NO是氧化剂，氧化产物(8NH3→4N2)与还原产物(6NO→3N2)的质量比为4:3，C不正确； D．由反应可建立关系式：H2O~2e-，则生成水转移电子的数目为，D正确； 故选C。 11．（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 【详解】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。 12．（23-24高一下·江西上饶·阶段练习）现将少量的缓慢通入溶液中（如图所示）发生反应，下列说法正确的是 A．可采用向上排空气法收集气体a B．反应结束后，可直接滴入溶液检测反应后的生成物中是否含有 C．该实验发生的反应： D．溶液能导电，故溶液为电解质 【答案】C 【分析】少量的缓慢通入溶液中，发生氧化还原反应会生成NO和硫酸钠； 【详解】A．a为NO，与空气要反应，不能用排空法收集，故A错误； B．会有剩余，剩余的也能与生成白色沉淀，故不能检测反应后的生成物中是否含有，故B错误； C．根据氧化还原反应电子守恒与原子守恒，该实验发生的反应方程式为：，故C正确； D．溶液是混合物，既不是电解质也不是非电解质，故D错误； 答案选C。 13．（22-23高一下·河北邯郸·期中）下列除去气体中的杂质的方法中，能实现目的的是 选项 气体(杂质) 方法 A 通过饱和碳酸氢钠 B 碱石灰 C 通过氢氧化钠溶液 D 通过灼热的铜网 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．会与饱和碳酸氢钠生成CO2，不能达到除杂目的，故A错误； B．会与碱石灰反应，不能达到除杂目的，故B错误； C．会与氢氧化钠溶液生成亚硝酸钠，不能达到除杂目的，故C错误； D．与灼热的铜反应生成氧化铜，剩余N2，可以除掉氧气，故D正确； 答案选D。 14．（23-24高一下·湖北荆州·阶段练习）如图a、b、c表示相应仪器中加入的试剂，可用图中装置制取、净化、收集的气体是 编号 气体 a b c A NH3 浓氨水 生石灰 碱石灰 B CO2 盐酸 碳酸钙 饱和NaHCO3溶液 C NO 稀硝酸 铜屑 H2O D NO2 浓硝酸 铜屑 NaOH溶液 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．氨气密度小于空气，要用向下排空气法收集，A错误； B．盐酸和碳酸钙反应生成二氧化碳，生成的二氧化碳中含有HCl，先经过饱和NaHCO3除去HCl，再用向上排空气法收集，B正确； C．NO能与空气中氧气反应，只能用排水法收集，C错误； D．浓硝酸与Cu反应生成NO2，但是NO2能与NaOH溶液反应，c中不能盛放NaOH溶液，D错误； 故答案选B。 二、解答题 15．（23-24高一下·陕西安康·期中）亚硝酸钙[Ca(NO2)2]是水泥混凝土外加剂的主要原料，可配制成混凝土防冻剂、钢筋阻锈剂等。某学习小组用如图所示实验装置及药品来制备亚硝酸钙(夹持装置略去)。 ①已知：加热条件下可发生反应2NO+CaO2=Ca(NO2)2和2NO2+CaO2=Ca(NO3)2； ②酸性条件下，NO能与KMnO4溶液反应生成和Mn2+。 回答下列问题： (1)A中盛放稀硝酸的仪器名称为 ；使用前应进行的操作为 ； (2)检查装置的气密性，装入药品，实验开始前通入一段时间N2，然后关闭弹簧夹，再滴加稀硝酸，通入N2的作用是 。 (3)为达到实验目的，请把上述装置按气流方向进行连接： 。 _____________________ (4)C装置中反应的离子方程式为 。 (5)工业上可用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO2，NO)反应，既能净化尾气，又能获得广泛的Ca(NO2)2，反应原理为Ca(OH)2+NO+NO2=H2O+ Ca(NO2)2，若n(NO):n(NO2)＜1:1，则会导致 。 (6)CaO2可由鸡蛋壳(含CaCO3高达)为原料最终反应制得，基本过程如下图： ①煅烧后的反应是化合反应，可生成CaO2·8H2O，反应的化学方程式为 。 ②该反应需控制温度在0~2℃，可将反应器放置在 。 【答案】(1) 分液漏斗 检查装置的气密性 (2)排尽空气，防止生成的NO被O2氧化 (3)A→E→B→D→C (4)5NO+3+4H+=5+3Mn2++2H2O (5)产品中混有Ca(NO3)2杂质 (6) CaO+H2O2+7H2O=CaO2•8H2O 冰水浴 【分析】首先检查装置的气密性，然后装入药品，实验开始前通入一段时间N2，排尽空气，防止生成的NO被O2氧化，然后关闭弹簧夹，再滴加稀硝酸，为了防止生成了NO2对实验产生的干扰，将气体通入E，可以除去NO2，且生成NO，方程式为3NO2+H2O=HNO3+NO，装置B可以对NO进行干燥，再通入装置D，发生反应：2NO+CaO2Ca(NO2)2，最后将气体通入装置C，进行尾气吸收，防止NO污染大气，据此分析作答。 【详解】（1）由题干实验装置图可知，A中盛放稀硝酸的仪器名称为分液漏斗，使用前应进行的操作为检查装置的气密性，故答案为：分液漏斗；检查装置的气密性； （2）由分析可知，通入N2的作用是排尽空气，防止生成的NO被O2氧化，故答案为：排尽空气，防止生成的NO被O2氧化； （3）根据分析可知，上述装置按气流方向进行连接的顺序是A→E→B→D→C，故答案为：A→E→B→D→C； （4）根据题干已知信息②酸性条件下，NO能与KMnO4溶液反应生成和Mn2+可知，C装置中反应的离子方程式为：5NO+3+4H+=5+3Mn2++2H2O，故答案为：5NO+3+4H+=5+3Mn2++2H2O； （5）工业上可用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO2，NO)反应，既能净化尾气，又能获得广泛的Ca(NO2)2，反应原理为Ca(OH)2+NO+NO2=Ca(NO2)2+H2O，若n(NO)：n(NO2)＜1：1，即NO2过量，NO2会与Ca(OH)2发生歧化反应，生成Ca(NO2)2和Ca(NO3)2，则会导致产品中混有Ca(NO3)2杂质，故答案为：产品中混有Ca(NO3)2杂质； （6）①碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，则X的化学式为CO2；氧化钙与水和双氧水(过氧化氢溶液)发生化合反应生成CaO2•8H2O，则反应的化学方程式为CaO+H2O2+7H2O=CaO2•8H2O，故答案为：CaO+H2O2+7H2O=CaO2•8H2O； ②由该反应需控制温度在0～2℃，则可将反应器放置在冰水浴中，故答案为：冰水浴。 16．（23-24高一下·广东佛山·期中）氨气是世界上产量最多的无机化合物之一，具有广泛的用途。如图所示为合成氨以及氨催化氧化制硝酸的流程示意图。 回答下列问题： (1)常用作保护气(如填充灯泡、焊接保护等)，原因是 。 (2)合成塔中发生反应的化学方程式为 ，其中氮元素的化合价 (填“升高”或“降低”)。 (3)氧化炉中发生反应的化学方程式为 ；常温常压下，氧化剂和还原剂的体积之比为 。 (4)吸收塔中通入空气是为了提供(填电子式) 。 (5)催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术，其反应原理如图所示。当与NO的物质的量之比为1：1时，二者与足量氨气在一定条件下发生脱氮反应，该反应的化学方程式为 。 【答案】(1)中存在，化学性质稳定 (2) 降低 (3) 5：4 (4) (5) 【分析】氮气和氢气在催化剂下合成氨气，氨气和氧气发生催化氧化生成NO和水，NO和氧气和水发生化合反应生成硝酸； 【详解】（1）氮的原子序数为7，最外层有五个电子，的结构式为，化学性质稳定，所以常用作保护气。 （2）工业上以氮气和氢气为原料合成氨，反应的化学方程式为，其中氮元素的化合价从0价降低至-3价。 （3）氨气在氧化炉中发生催化氧化，反应的化学方程催化剂式为；氨气是还原剂，氧气是氧化剂，氧化剂和还原剂的物质的量之比为5：4，常温常压下，氧化剂和还原剂的体积之比为5：4。 （4） 吸收塔中NO最终可转化为，一氧化氮发生氧化反应，通入空气是为了提供氧化剂氧气，氧气的电子式为。 （5）与NO的物质的量之比不同，化合价变化的总数就会不同，就会出现多种配平结果，当限定了二者的比例为1：1时，反应的化学方程式为。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$