第五章 第二节 第1课时 氮气与氮的氧化物-【精讲精练】2025-2026学年高中化学必修第二册教师用书word(人教版 多选)
2026-03-05
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版必修第二册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第二节 氮及其化合物 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 864 KB |
| 发布时间 | 2026-03-05 |
| 更新时间 | 2026-03-05 |
| 作者 | 山东育博苑文化传媒有限公司 |
| 品牌系列 | 精讲精练·高中同步 |
| 审核时间 | 2026-01-06 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55819479.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本高中化学讲义聚焦氮气与氮的氧化物核心知识点,从氮原子结构切入,系统梳理氮气的稳定性、化学性质及氮的固定,进而探究NO和NO₂的物理性质、化学性质及转化规律,构建从结构到性质再到自然界氮循环的知识脉络。
资料通过实验探究(如NO与O₂反应、NO₂溶于水实验)培养科学探究与实践能力,结合问题讨论(如氮气稳定性原因)和例题分析深化科学思维,课中辅助教师实验教学,课后练习题帮助学生巩固知识、查漏补缺。
内容正文:
第二节 氮及其化合物
第1课时 氮气与氮的氧化物
素养
目标
1.能从氮的原子结构和N2的结构的视角了解N2的化学性质,了解氮的固定,培养宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。
2.通过实验探究认识NO、NO2的主要性质,提高科学探究与创新意识的化学学科核心素养。
[对应学生用书P18]
知识点一 氮气与氮的固定
1.氮的原子结构与存在
(1)氮的原子结构
氮元素位于元素周期表的__第二周期、第ⅤA族__,原子结构示意图为,氮原子一般通过__共用电子对__与其他原子相互结合构成物质。氮元素在化合物中的常见价态有:-3、+2、+4、+5价等。
(2)氮的存在
2.氮气的性质
(1)物理性质
颜色
气味
溶解性
密度
__无__色
无味
__不__溶于水
与空气相近
因此,收集N2的方法为__排水法__。
(2)氮气的化学性质
氮气的化学性质很__稳定__,通常难与其他物质发生反应。
①还原性:__N2+O22NO__。
②氧化性:
a.N2与H2反应生成NH3,反应的化学方程式为__N2+3H22NH3__。
b.在点燃条件下与金属镁反应,化学方程式为__3Mg+N2Mg3N2__。
3.氮的固定
(1)定义:将大气中的__游离态__的氮转化为__氮的化合物__的过程。
(2)分类:
4.自然界中的氮循环
1.氮是活泼的非金属元素,为什么通常情况下氮气的化学性质稳定?
提示 氮气的结构式为N≡N,由于氮气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N2在通常情况下的性质稳定,一般难以与其他物质发生化学反应。
2.写出镁条在空气中燃烧发生反应的化学方程式。
提示 2Mg+O22MgO、3Mg+N2Mg3N2、2Mg+CO22MgO+C。
1.(2025·河南周口段考)有报道称“氮气能有效减少轮胎的噪音,延长轮胎使用寿命”,关于氮气的性质的说法,错误的是( )
A.通常情况下,氮气性质很不活泼
B.可在氧气中燃烧,生成一氧化氮
C.在水中溶解度小(通常情况下)
D.跟氢气在一定条件下发生反应,氮气是氧化剂
解析 氮气与氧气反应需要高温或放电条件,生成一氧化氮,但氮气本身不会在氧气中“燃烧”,故选B。
答案 B
2.(2024·四川广安高一段考)氮是各种生物体生命活动不可缺少的重要元素,下列过程属于氮的固定的是( )
A.在一定条件下由氨气和二氧化碳合成尿素
B.雷雨闪电时,大气中产生了一氧化氮
C.氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢
D.工业上用氨气和硝酸合成硝酸铵
解析 氮由游离态转化为化合态,属于氮的固定,A、C、D项中的转化属于不同化合态的氮之间的转化,不属于氮的固定,故选B。
答案 B
知识点二 一氧化氮和二氧化氮
1.氮的氧化物
氮的氧化物种类很多,如N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等
N的化合价
+1
+2
+3
+4
+5
对应氧化物
N2O(笑气)
NO
N2O3
NO2、N2O4
N2O5
2.NO、NO2的物理性质比较
物质
颜色、状态
气味
密度
水溶性
毒性
NO
无色
气体
无味
比空气__略大__
__不__溶于水
__有__毒
NO2
__红棕__色气体
__刺激性__
气味
比空气__大__
__易__溶于水
__有__毒
3.NO、NO2的化学性质
(1)实验探究
装置
操作
在一支50 mL的注射器里充入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
①打开弹簧夹,快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹
②振荡注射器
现象
无明显现象
①__无色气体变为红棕色__
②__红棕色气体逐渐变为无色,注射器活塞向左移动__
(2)实验结论及解释
①NO__不__溶于水,能与空气中的氧气反应生成红棕色的NO2,化学方程式:__2NO+O2===2NO2__。
②NO2能与水反应生成无色的NO,化学方程式:__3NO2+H2O===2HNO3+NO__。此反应中NO2既表现__氧化__性又表现__还原__性。
1.在NO、NO2性质实验中
(1)如果要将注射器中的NO充分转化,应采取的措施是
________________________________________________________________________。
提示 继续通入过量的氧气
(2)上述实验对工业上生成硝酸的启示是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示 在用水吸收NO2制取硝酸的反应过程中,要不断地补充一些空气,使NO2尽可能多地转化成硝酸
2.(1)若将盛有1 mol NO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中剩余气体0.4 mol,则NO与NO2体积比为多少?
(2)若将盛有1 mol NO和NO2混合气体(两者体积之比为1∶1)的试管倒立于盛满水的水槽中,为使整个试管充满水,需通入多少O2?
(3)盛有22 mL NO2和O2混合气体的试管倒立于水槽中,充分反应后,还剩余2 mL无色气体,则原混合气体中O2的体积和剩余的2 mL气体可能分别是________________________。
提示 (1)设n(NO2)=a mol
3NO2+H2O===2HNO3+NO 气体减少
3 mol 1 mol 2 mol
a mol (1-0.4) mol
a=0.9 故NO与NO2体积比为1∶9。
(2)通入的氧气的物质的量为×0.5 mol+ mol=0.5 mol。
(3)若剩余2 mL O2,根据4NO2+O2+2H2O===4HNO3,则原混合气体中v(O2)=(22-2)mL×+2 mL=6 mL;若剩余2 mL NO,则过量NO2为6 mL,16 mL NO2和O2恰好与水反应生成HNO3,则v(O2)=16 mL×=3.2 mL。
1.NO2和O2的混合气体与水反应
由4NO2+O2+2H2O===4HNO3可知
当体积比
2.NO和O2的混合气体与水反应
由4NO+3O2+2H2O===4HNO3可知
当体积比
1.(2024·江苏无锡高一期中)下列对NO和NO2的描述正确的是( )
A.NO是无色气体,可用向上排空气法收集
B.NO2与水的反应中,NO2既是氧化剂又是还原剂
C.NO2可由N2和O2直接化合得到
D.从元素化合价角度看,NO只有还原性
解析 NO易与O2反应生成NO2,不能用排空气法收集,只能采用排水法收集,A错误;N2和O2在高温或放电条件下反应生成NO,NO2不能直接得到,C错误;NO中氮元素显+2价,处于中间价态,则NO既有氧化性又有还原性,D错误。
答案 B
2.(2025·新疆伊犁高一期中)在NO2与水的反应中,下列说法错误的是( )
A.H2O中各元素的化合价不发生变化
B.反应生成的气体在空气中能稳定存在
C.3 mol NO2完全反应转移电子的物质的量为2 mol
D.NO2既是氧化剂,又是还原剂
解析 NO2与水反应的化学方程式为3NO2+H2O===2HNO3+NO,H2O中H、O元素的化合价反应前后没有发生变化,NO2中+4价N元素,部分化合价升高到+5价,部分降低到+2价,则NO2既是氧化剂,又是还原剂,3 mol NO2完全反应转移2 mol电子;反应生成的NO立即会和空气中的氧气反应生成NO2,因而不能稳定存在,B错误。
答案 B
3.(2025·山东沂源段考)一定条件下,将等体积的NO和O2的混合气体置于试管中,并将试管倒立于水槽中,充分反应后剩余气体的体积为原总体积的( )
A. B.
C. D.
解析 设NO与氧气体积各为4V,根据化学方程式为4NO+3O2+2H2O===4HNO3,氧气过量且剩余的O2体积为V,则剩余气体的体积约为原总体积的,故选C。
答案 C
[对应学生用书P21]
1.(2025·北京期中)下列反应起自然固氮作用的是( )
A.植物利用铵盐和硝酸盐合成蛋白质
B.NH3经催化氧化生成NO
C.实验室里镁在N2中燃烧,得到氮化镁
D.在闪电的作用下,空气中的N2和O2反应生成NO
解析 固氮是指游离态的氮转化为氮的化合物,故A不选,D选;NH3经催化氧化生成NO,是氮的化合物之间的转化,不是氮的固定,故B不选;镁在N2中燃烧得到氮化镁,属于人工固氮,故C不选。
答案 D
2.(2025·黑龙江牡丹江段考)下列关于NO2和NO的叙述正确的是( )
A.汽车发动机的高温环境使N2和O2直接化合生成NO2
B.都是酸性氧化物,都能与强碱溶液反应
C.除去NO中混有的NO2,可将混合气体通入水中
D.常温下都可以被氧气氧化
解析 汽车发动机的高温环境使N2和O2直接化合生成NO,A错误;NO不能与碱反应,不属于酸性氧化物;NO2和强碱NaOH反应产生NaNO3、NaNO2和水,反应前后N元素化合价发生了变化,因此NO2也不是酸性氧化物,B错误;在常温下NO能够与O2反应产生NO2,但NO2与O2在常温下不能发生反应,D错误。
答案 C
3.(2025·河南新乡段考)自然界中氮的循环如图所示,下列说法正确的是( )
A.①中N2和O2在放电的条件下生成了NO
B.①②③都是氮的固定
C.②为工业合成氨过程,此过程中N2发生了氧化反应
D.③中NO中的氮元素被氧化
解析 N2在放电条件下与O2生成NO,A正确;③是氮的化合物转化为N2的过程,不是氮的固定,B错误;②为工业合成氨过程,此过程中N2与H2反应生成NH3,N2发生还原反应,C错误;③中NO转化为N2,氮元素被还原,D错误。
答案 A
4.(2025·山西太原月考)某混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种气体。现将此无色透明的混合气体通过品红溶液后,品红溶液褪色,把剩余气体排入空气中,很快变为红棕色。对于原混合气体成分的判断中正确的是( )
A.肯定有SO2、NO
B.肯定没有Cl2、SO2和NO2
C.可能有Cl2和O2
D.肯定只有NO
解析 气体无色,则说明不含有Cl2和NO2气体,此无色混合气体通过品红溶液后,品红溶液褪色,说明一定含有SO2,把剩余气体排入空气中,很快变为红棕色,说明含有气体NO,则一定没有O2;即混合气体肯定没有Cl2、O2和NO2,一定有SO2和NO;故选A。
答案 A
5.(2024·天津高一段考)以下是氮循环的一部分:
(1)反应③的化学方程式是________;
(2)NO2易溶于水,并和水发生化学反应。该反应中,氧化剂是________;
(3)化合物A的化学式是________;
(4)治理汽车尾气的一种方法是用催化剂使NO与CO发生反应:2NO+2CO===2CO2+N2。当生成1 mol N2时,被还原的NO为________ mol。
解析 N2和O2在放电的条件下生成NO,NO与氧气生成NO2,NO2与水反应生成硝酸和NO。
答案 (1)3NO2+H2O===2HNO3+NO
(2)NO2 (3)HNO3 (4)2
[对应知能达标训练P10]
[基础训练]
1.(2024·湖北咸宁高一段考)下列关于N2的叙述正确的是( )
A.在雷雨天,空气中的N2与O2可反应生成NO2
B.将氨气转化为NO属于氮的固定
C.氮气是一种无色无味的有毒气体
D.在化学反应中,氮气既可作还原剂也可作氧化剂
解析 雷雨天时,空气中N2和O2可反应生成NO,A错误;氮的固定是将空气中游离态的氮(N2)转化为含氮化合物的过程,B错误;氮气是一种无色无味的气体,空气约占78%, C错误。
答案 D
2.(2024·江苏无锡高一期末)下列关于氮氧化物的说法正确的是( )
A.NO是红棕色气体
B.NO、NO2都是有毒气体
C.NO2与水反应时只作还原剂
D.NO可用向上排空气法收集
解析 NO是无色气体,A错误;NO2与水反应时既作氧化剂也做还原剂,C错误;NO与氧气反应,不能用排空气法收集,D错误。
答案 B
3.(2024·江苏连云港高一期中)氮在自然界中的转化是一个复杂的过程,如图所示的氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分。下列有关氮循环说法错误的是( )
A.雷雨天气容易发生转化②的过程
B.图中转化②③④都属于氮的固定
C.动植物蛋白质中一定含有氮元素
D.转化⑥说明有机物可以转化为无机物
解析 氮的固定是游离态的氮转化为化合态的氮的过程,图中④转化不属于氮的固定,故选B。
答案 B
4.(2024·北京高一模拟)下列关于氮氧化物的说法正确的是( )
A.NO、NO2可在大气中稳定存在
B.NO、NO2均为大气污染气体
C.NO、NO2均易溶于水
D.NO、NO2均能与水发生反应
解析 NO会与氧气反应,因此不能在空气中稳定存在,A错误;NO难溶于水,C错误;NO不与水发生反应,D错误。
答案 B
5.(双选)(2024·山东济宁高一段考)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NO2气体
C.可能是NO2和NO的混合气体
D.只能是NO2一种气体
解析 N2不溶于水,在溶液中不能与氧气反应,试管不可能完全被水充满,A错误;如全部是NO2一种气体,通入氧气,能发生反应4NO2+O2+2H2O===4HNO3,气体恰好发生反应时,试管内完全被水充满,B正确;如是NO与NO2的混合气体,通入氧气,可能发生反应4NO2+O2+2H2O===4HNO3、4NO+3O2+ 2H2O===4HNO3,气体恰好发生反应时,试管内完全被水充满,C正确,D错误。
答案 BC
6.(2024·河南开封高一段考)有一倒置于水槽且装满水的容器,向其中依次通入一定体积的NO2、NO和O2,充分反应后,若容器中仍充满溶液,则通入的NO2、NO和O2的体积比可能是( )
A.1∶2∶1 B.4∶3∶2
C.4∶16∶13 D.4∶3∶4
解析 气体完全溶于水,即NO2、NO和O2恰好完全反应,全部生成硝酸,根据得失电子守恒:n(NO)×3+n(NO2)=n(O2)×4,即:V(NO)×3+V(NO2)=V(O2)×4。A.2×3+1≠4;B.3×3+4≠2×4;C.16×3+4=13×4;D.3×3+4≠4×4;故选C。
答案 C
7.(2024·江苏南京高一段考)NO2在火箭燃料中作为氧化剂。下列说法正确的是( )
A.NO2属于酸性氧化物
B.NO2经转化被植物吸收,属于氮的固定
C.NO2为红棕色且有剌激性气味的气体
D.高温时N2与过量的氧气反应可直接生成NO2
解析 NO2与氢氧化钠溶液反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水,故不属于酸性氧化物,A错误;氮的固定是指N2转化为化合物,B错误;高温时N2与过量的氧气反应生成NO,NO和O2反应生成NO2,D错误。
答案 C
8.氮是大气中含量最多的一种元素,氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用。请回答:
(1)汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理,使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO被CO还原的化学方程式: _______________________
________________________________________________________________________。
(2)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。
①NO2被烧碱溶液吸收时,生成两种钠盐,其物质的量之比为1∶1,写出该反应的化学方程式:________________________________________。
②NO与NO2按物质的量之比为1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一种钠盐,该钠盐的化学式是__________。
解析 (1)根据题意,NO被CO还原的化学方程式为2NO+2CON2+2CO2。
(2)①NO2被烧碱溶液吸收时,生成两种物质的量之比为1∶1的钠盐,根据原子守恒可知应该是NaNO3和NaNO2,同时还有水生成,化学方程式为2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O。
②NO与NO2按物质的量之比为1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一种钠盐,属于+2价和+4价氮元素之间的归中反应,所以该钠盐的化学式是NaNO2。
答案 (1)2NO+2CON2+2CO2
(2)①2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O
②NaNO2
[能力提升]
9.(双选)(2025·山东菏泽段考)中国科学院科研团队研究表明,在常温常压和可见光下,基于LDH(一种固体催化剂)合成NH3的原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.该过程中H2O被还原成氧气
B.该过程中不涉及置换反应
C.基于LDH合成NH3的过程属于氮的固定
D.该过程的化学方程式为2N2+6H2O4NH3+3O2
解析 根据图示可知:发生的反应为2N2+6H2O4NH3+3O2,属于置换反应,该反应过程中O元素化合价从H2O中的-2价变为O2的0价,因此H2O被氧化生成O2,A、B错误,D正确;氮元素由游离态转变为化合态NH3,因此属于氮的固定,C正确。
答案 AB
10.实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2的装置如图所示(夹持和加热装置略去)。下列说法正确的是( )
A.装置A、B中可依次加入浓硫酸、NaOH溶液
B.若去掉装置C,对产品纯度无影响
C.实验时应先加热装置C,通入一段时间空气后再加热装置D
D.装置E中碱石灰的作用是吸收尾气
解析 要制备氮化镁,需要除去空气中的氧气、CO2和水蒸气,则装置A、B中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸,A错误;若去掉装置C,镁与氧气反应生成氧化镁,对产品纯度有影响,B错误;实验时,应先加热装置C,通入一段时间空气除去氧气,然后再加热装置D,C正确;装置E中碱石灰的作用是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳,D错误。
答案 C
11.(双选)实验室常利用反应:NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O制取少量氮气,下列关于该反应的说法错误的是( )
A.N2既是氧化产物,又是还原产物
B.NH4Cl中氮元素被还原
C.被氧化的氮原子与被还原的氮原子的物质的量之比为1∶1
D.每生成1 mol N2时,转移电子为6 mol
解析 NaNO2是氧化剂,NH4Cl是还原剂,所以N2既是氧化产物,又是还原产物,A正确;NH4Cl中N元素化合价为-3价,反应后变为N2中的0价,化合价升高,失去电子,NH4Cl作还原剂,则氮元素被氧化,B错误;NaNO2是氧化剂,被还原;NH4Cl是还原剂,被氧化,所以被氧化的氮原子与被还原的氮原子的物质的量之比为1∶1,C正确;该反应每生成1 mol N2时,转移电子的物质的量=1 mol×(3-0)=3 mol,D错误。
答案 BD
12.如图为含有同一种元素的a、b、c、d四种物质的转化关系,其中a是单质,b、c是氧化物,d是酸,各步转化均为一步实现,则a可能是①C、②N2、③S中的( )
―→―→―→
A.①和③ B.只有①
C.①②③ D.①②
解析 ①CCOCO2H2CO3,符合转化关系;②N2NONO2HNO3,符合转化关系;③SSO2SO3H2SO4,符合转化关系;所以符合转化关系的为①②③,C正确。
答案 C
13.(1)某化学学习小组为探究NO2和SO2的反应,进行如图甲、乙、丙所示实验。
①图甲两集气瓶中________(填“上”或“下”)瓶颜色深。
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________,说明NO2在该反应中显________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:
________________________________________________________________________。
(2)某课外活动小组探究镁与NO2的反应。已知镁与CO2反应如下:2Mg+CO22MgO+C。
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: ________________________________________________________。
②如图丁设计实验验证猜测(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。
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
解析 (1)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,故图乙中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。(2)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由资料信息: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。干燥管被用作尾气处理装置,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)。
答案 (1)①下 ②两气体混合后,颜色由红棕色变为无色 ③NO 氧化
④NO2+SO2===NO+SO3
(2)①4Mg+2NO24MgO+N2
②Ⅰ.NaOH溶液
Ⅱ.吸收NO2,避免污染环境 收集N2
Ⅲ.badc
14.氮氧化物进入大气后,不仅会形成硝酸型酸雨,还可能形成光化学烟雾,故应对含有氮氧化物的废气进行处理。
(1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物,反应的化学方程式如下:
NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2OⅠ
2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2OⅡ
①在反应Ⅰ中,氧化剂是________。在反应Ⅱ中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。
②由反应Ⅱ判断二氧化氮________(填“是”或“不是”)酸性氧化物。解释原因:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)汽车尾气中含有CO和NO,消除这两种物质对大气污染的方法是安装催化转化器,使它们发生反应消除污染,试写出该反应的化学方程式:
________________________________________________________________________。
(3)目前有一种治理方法是在一定条件下,用氨气将氮氧化物转化为无污染的物质。
①请写出NO2发生该反应的化学方程式: ___________________________________ __________________________________________________________________。生成1.4 mol氮气时,转移电子的物质的量为________。
②现有NO2和NO的混合气体3 L,通入3 L(同温同压下)NH3,恰好使其完全转化为N2,则原混合气体中NO2和NO的物质的量之比为________。
解析 (1)①在反应Ⅰ中NO2中的氮元素化合价降低作氧化剂;在反应Ⅱ中氧化剂和还原剂都是NO2,它们的物质的量之比为1∶1。②二氧化氮与碱反应生成两种盐,且氮元素化合价发生变化,二氧化氮不是酸性氧化物。(2)根据原子守恒定律结合题目信息可知,一氧化氮与一氧化碳反应后生成的对大气无污染的物质应为氮气和二氧化碳。(3)①根据原子守恒定律结合题目信息可知,氨气和二氧化氮反应后生成的无污染的物质为氮气和水。NO2中+4价的N被NH3中-3价的N还原为N2中0价的N,剩下的氢、氧元素结合成水,因而氧化剂是NO2,氧化产物、还原产物均为N2;生成7 mol N2时,转移电子24 mol;则生成1.4 mol N2时,转移电子4.8 mol。②设NO2的体积为x,则NO的体积为(3 L-x)。NO2N2,NON2,NH3N2。根据得失电子守恒原理得:×4+×2=×3,解得x=1.5 L。因为同温下气体的物质的量之比等于其体积之比,所以n(NO2)∶n(NO)=1∶1。
答案 (1)①NO2 1∶1
②不是 因为二氧化氮与碱反应生成两种盐,且氮元素化合价发生变化
(2)2NO+2CON2+2CO2
(3)①6NO2+8NH37N2+12H2O 4.8 mol ②1∶1
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