2023年新版高中化學(xué) 同步講義（必修第二冊(cè)） 第04講 氮與氮的氧化物 含解析

_____第_0_4講__氮_和_氮_的_氧_化_物

0知識(shí)導(dǎo)航

氮元素的"位一構(gòu)一性"

氮元素的存在形式

自然界中氮的循環(huán)

氮?dú)?/p>

氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì)和化學(xué)性質(zhì)

氮的固定

氮和氮的氧化物性質(zhì)對(duì)比

氮氧化物的環(huán)境污染問(wèn)題

二氧化氮溶于水的實(shí)驗(yàn)

一氧化氮、二氧化氮

二氧化氮的性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)

一氧化氮、二氧化氮與氧氣溶于水的計(jì)算

模塊一氮?dú)?/p>

?知識(shí)精講

一、氮元素的“位——構(gòu)——性”

一元素位置原子結(jié)構(gòu)一元素性質(zhì)

不容易得失電子，一般通過(guò)共用電子對(duì)與其他原子結(jié)合

第二周期

.

第VA族II

主要化合價(jià)：_________________________.

【答案】-3、0、+2、+4、+5

二、氮元素的存在形式

f游離態(tài)一以N,分「的形式存在f空氣中

氨兀IUlZI

I化合龍-存在于動(dòng)植物體內(nèi)的蛋門(mén)質(zhì)中，以及土壤、海洋里的硝酸鹽和假次中

三、自然界中氮的循環(huán)

自然因H

*

?

一

分

M

硝BtM

四、氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì)和化學(xué)性質(zhì)

物理性氮?dú)馐且环N無(wú)色無(wú)味的氣體，難溶于水，密度與空氣相近。-

質(zhì)

Ha反應(yīng)

化學(xué)性

與H2反應(yīng)

質(zhì)

,jMg反應(yīng)

放由成聲磊僖仆刎

【答案】N2+O22NON2+3H2-，，,?2NH3N2+3Mg

扁溫.AIB

Mg3N2

五、氮的固定

1.概念：把空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)變?yōu)榈幕衔锏倪^(guò)程。

2.分類(lèi)：

(1)自然固氮：大自然通過(guò)閃電釋放的能量將空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為含氮的化合物，或豆科植

物根瘤菌將氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氨。

(2)人工固氮：如工業(yè)合成氨。

模塊二一氧化氮、二氧化氮

∏知識(shí)精講

一、NO、NO2的性質(zhì)

NONO2

物理性無(wú)色、有毒氣體、不溶于水色、有刺激性氣味、有毒氣體、易溶于

質(zhì)水

化學(xué)性常溫下易與。2反應(yīng):①與水反應(yīng)，制硝酸：

質(zhì)

②自身化合：2NO2^=?N2O4

【答案】紅棕2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HN01+NO

(思考與交流

(1)NO、No2是酸性氧化物嗎？

(2)如何收集NO、No2氣體?

(3)氮氧化物可造成什么環(huán)境污染問(wèn)題？

【答案】(1)不是。N2O3和N2O5才是酸性氧化物。

(2)NO用排水法，NO2用向上排空氣法

(3)酸雨、光化學(xué)煙霧

實(shí)驗(yàn)探究——NO2溶于水土=^j器黑＞，“門(mén)寸

實(shí)驗(yàn)操作_________實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象_________實(shí)驗(yàn)結(jié)論

在一支50mL的注射器里充入20mL

N0,然后吸入5mL水，用乳膠管和無(wú)明顯現(xiàn)象NO不溶于水

彈簧夾封住管口，振蕩注射器

打開(kāi)彈簧夾，快速吸入IOmL空氣后無(wú)色氣體變?yōu)榧t棕色，注射

NO與O反應(yīng)生成紅棕色的NO

夾上彈簧夾___________________器__活__塞向左移動(dòng)22

紅棕色氣體變?yōu)闊o(wú)色，注射

振蕩注射器NCh溶于水生成無(wú)色的NO

器活塞繼續(xù)向左移動(dòng)

對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練

奇題型一：氮的固定

【例1】起固定氮作用的化學(xué)反應(yīng)是

A.氮?dú)馀c氫氣在一定條件下反應(yīng)生成氨氣

B.一氧化氮與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮

C.氨氣經(jīng)催化氧化生成一氧化氮-

D.由氨氣制碳酸氫錢(qián)和硫酸鏤

【答案】A

【分析】

氮的固定是指將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)變?yōu)榛蠎B(tài)的氮。

【詳解】

A.氮元素由游離態(tài)轉(zhuǎn)化為化合態(tài)，故A正確；

B.氮元素始終是化合態(tài)，故B錯(cuò)誤；

C.氮元素始終是化合態(tài)，故C錯(cuò)誤；

D.氮元素始終是化合態(tài)，故D錯(cuò)誤；

答案選A。

奇題型二：氮的循環(huán)

【變2-2】氮在自然界中的轉(zhuǎn)化是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，如圖所示的氮循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)

的重要組成部分。

(1)循環(huán)圖中能夠說(shuō)明含氮有機(jī)物可以轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物的是(填轉(zhuǎn)化序號(hào))。-

硝化細(xì)菌

+

(2)循環(huán)圖中轉(zhuǎn)化④的反應(yīng)之一可表示為NH：+2O2X+2H+H2O,寫(xiě)出X的化學(xué)式:

(3)下列有關(guān)氮循環(huán)說(shuō)法正確的是o

a.圖中轉(zhuǎn)化②③④都屬于氮的固定

b.雷雨天氣容易發(fā)生轉(zhuǎn)化②的過(guò)程

c.動(dòng)植物蛋白質(zhì)中一定含有氮元素

(4)氨氣與二氧化氮在一定條件下可以發(fā)生反應(yīng)，生成參與大氣循環(huán)的物質(zhì)，寫(xiě)出反應(yīng)的化

學(xué)方程式：0

【答案】

⑴⑥

(2)N0j

⑶be

一定條件

(4)8NH3+6NO2八M7N2+12H2O

【解析】

(1)

氮循環(huán)中鏤鹽和蛋白質(zhì)可相互轉(zhuǎn)化，筱鹽屬于無(wú)機(jī)物，蛋白質(zhì)屬于有機(jī)物，含氮有機(jī)物可以

轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物的是轉(zhuǎn)化⑥；

(2)

LlJ質(zhì)量守恒定律可知，生成物和反應(yīng)物的原子差1個(gè)N和3個(gè)。原子，結(jié)合電荷守恒，可

知X的化學(xué)式為：No尸

(3)

a.氮的固定是將氮元素的單質(zhì)轉(zhuǎn)化為化合物的過(guò)程，轉(zhuǎn)化④是化合態(tài)轉(zhuǎn)為另一個(gè)化合態(tài)，

不屬于氮的固定，a錯(cuò)誤；

b.雷雨天氣下氮?dú)馀c氧氣在閃電作用下反應(yīng)生成NO,再經(jīng)氧化等系列反應(yīng)發(fā)生轉(zhuǎn)化②的

過(guò)程，b正確；

c.蛋白質(zhì)的組成元素中一定含氮元素，則動(dòng)植物蛋白質(zhì)中一定含有氮元素，C正確；

故選：be；

(4)

氨氣和二氧化氮反應(yīng)生成無(wú)污染的物質(zhì)，則生成氮?dú)馀c水，反應(yīng)方程式為：8NH3+6NO2

一定條件

-7N2+12H2OO

題型三：氮?dú)獾男再|(zhì)

【例3】下列關(guān)于氮?dú)獾恼f(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.氮?dú)庠谕ǔＧ闆r下不燃燒，也不支持燃燒，不能供給呼吸

B.液氮可用于醫(yī)學(xué)和高科技領(lǐng)域，制造低溫環(huán)境

C.利用氮?dú)獾姆€(wěn)定性，工業(yè)上用來(lái)替代稀有氣體作焊接金屬的保護(hù)氣—

D.在高溫高壓、催化劑條件下與氫氣反應(yīng)時(shí)，氮?dú)庾鬟€原劑

【答案】D

【詳解】

A.氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，在通常情況下不燃燒，也不支持燃燒，不能供給呼吸，A項(xiàng)正

確：

B.液氨汽化吸熱，可用于制造低溫環(huán)境，B項(xiàng)正確；

C.氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，可用作焊接金屬的保護(hù)氣，C項(xiàng)正確：

D.氮?dú)馀c氫氣生成氨氣的反應(yīng)中，N的化合價(jià)從0降低到-3,作氧化劑，D項(xiàng)錯(cuò)誤；

答案選D。

0’題型四：一氧化氮和二氧化氮的性質(zhì)

【變4-1】下列關(guān)于No和NO?的說(shuō)法正確的是

A.NOz是紅棕色氣體，易溶于水，屬于酸性氧化物

B.No2可由N?和02直接化合得到

C.NO和NO?均既可以用排空氣法收集又可以用排水法收集

D.NO和NO?在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化-

【答案】D

【詳解】

A.No2不是酸性氧化物，A項(xiàng)錯(cuò)誤；

B.在高溫或放電條件下，N?和O?直接化合生成NO,NO與。,反應(yīng)生成NO2,B項(xiàng)錯(cuò)誤；

C.No易與空氣中的氧氣反應(yīng)生成NO?,只能用排水法收集，NO?能與水反應(yīng)，只能用排

空氣法收集，C項(xiàng)錯(cuò)誤；

D.No和02反應(yīng)生成NO2,NO2與H?0反應(yīng)生成HNO3和NO,D項(xiàng)正確；

答案選D。

【變4-3】工業(yè)制HNo3的過(guò)程中排放的NO?和No常用Nac)H溶液吸收，反應(yīng)的化學(xué)方程

式為NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O、2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O,NO不能被NaOH

溶液吸收。若同溫同壓下NCh與No的體積之比如下，其中不能被NaOH溶液完全吸收的

是()

A.1：1B.1：3C.2：1D.3：1

【答案】B

【解析】

【詳解】

A.?JgNO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O4?∏,當(dāng)NO2與No的體積之比為1：1時(shí)，恰好

被完全吸收，故A項(xiàng)不符合題意；

B.當(dāng)NCh與NO的體積之比為1：3時(shí)，一氧化氮過(guò)量，多余的一氧化氮不能被氫氧化鈉

溶液吸收，故B項(xiàng)符合題意；

C、D.當(dāng)NCh與No的體積之比為2：1或3：1時(shí)，反應(yīng)后二氧化氮有剩余，由

2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO、+H?？芍?，多余的:氧化氮可以直接被氫氧化鈉溶液完全吸

收，故C、D項(xiàng)不符合題意；

故答案為B。

【例5】某混合氣體中可能含有CI2、02、So2、NO、NCh中的兩種或多種氣體?，F(xiàn)將此無(wú)

色透明的混合氣體通過(guò)品紅溶液后，品紅溶液褪色，把剩余氣體排入空氣中，很快變?yōu)榧t棕

色。對(duì)于原混合氣體成分的判斷中，正確的是

A.肯定有SCh和NOB.可能有02和NCh-

C.可能有CL和。2D.肯定只有NO

【答案】A

【詳解】

由于氣體呈無(wú)色，所以其中一定沒(méi)有Cl2、NO2,氣體通過(guò)品紅，品紅褪色，說(shuō)明混合氣體

中含有SO2,剩余氣體排入空氣中呈紅棕色，說(shuō)明其中含有NO,結(jié)合原混合氣體無(wú)色，說(shuō)

明混合氣體中沒(méi)有02,故該氣體中一定含有NO、SO2,一定不含No2、02和CL,故答案

為：Ao

O題型五：二氧化氮溶于水的實(shí)驗(yàn)與計(jì)算

【變6】現(xiàn)有等體積混合而成的4組氣體：①NCh+NO、②NO2+O2、③HC1+N2、④CL

+SO2o現(xiàn)將其分別通入體積相同的試管中并立即倒立在足量水中，試管內(nèi)水面上升的高度

分別為％、hz、h??h4,則高度關(guān)系是

A.h4>h2>h3>h∣B.h4>h3>h2>h∣C.h2>h3>h∣>h4D.h3>h2>h1>h4i

【答案】A

【解析】

【詳解】

設(shè)試管的高度都是h,則根據(jù)3NO2+H2O=2HNO3+N(X4NO2+O2+2H2O=4HNO3,Cl2+

SO2+2H2O=2HCl+H2SO4可知，①中水的高度是h/3、②中是5h/8、④水充滿試管，氯化氫

極易溶于水，而氮?dú)獠蝗苡谒?，所以水的高度是h∕2,則答案選A。

［變7-2］將體積為VmL(已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)的NO2充滿體積為VmL的試管后倒扣在水中,

如圖所示。

(I)NO2溶于水的化學(xué)方程式是0-

(2)使試管中NO2恰好完全被水吸收需要緩慢通入氧氣，標(biāo)準(zhǔn)狀況下通入氧氣的體積為

。最終試管中所得硝酸的物質(zhì)的量濃度為(假設(shè)溶質(zhì)不擴(kuò)散)。

⑶為了消除N02的污染，可將它與氨氣在催化劑作用下反應(yīng)，生成水和一種無(wú)污染的物質(zhì)，

該物質(zhì)是空氣的主要成分之一，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是。

V1催化劑

［］3NO2+H2O=2HNO3+NO^mL泰mol∕L6N02+8NHI,-----7N2+12H20

【詳解】

(I)NO2溶于水生成HNO3和NO,反應(yīng)的化學(xué)方程式是3NO2+H2Q=2HNO,+NO,故答案為：

3NO,+H2O=2HNO3+NO；

2N0+0√=2NO,

⑵由化學(xué)方程式｛3NO2+H2屋2HNO；+N?？赏瞥觥癗O"。"?凡O-4HN。,‘使試管中

NO?恰好完全被水吸收，需要通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積為［mL,根據(jù)化學(xué)方程式可知最

4

0.001W,V

終試管中所含的硝酸的物質(zhì)的量濃度為五防點(diǎn).1mcl/l。故答案為：TrmL；

-------------moi/LA

0.001VL22.44

1,

---mol/1L1；

22.4

(3)為了消除NO2的污染，可將它與氨氣在催化劑作用下反應(yīng)，生成水和一種無(wú)污染的物質(zhì)，

該物質(zhì)是空氣的主要成分之一，該物質(zhì)是氮?dú)?，反?yīng)的化學(xué)方程式是

f,ttuιt,sι催化劑

6NO2+8NH3≡7N2+12H2O。故答案為：6叫+8^7N2+12H2O。

⑵①NaoH溶液②吸收NCh避免污染環(huán)境收集N?③badc

V》題型六：氮及其氧化物的性質(zhì)

【例8】下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化必須加入氧化劑且通過(guò)一步反應(yīng)就能完成的是

φN2→NO20NO2→NO(3)NO2→HNO3(S)N2→NO⑤N2τNH3

A.①B.②⑤

C.④D.③④

【答案】C

【詳解】

(1)必須加入氧化劑；(2)通過(guò)一步反應(yīng)就能完成。反應(yīng)①、③、④從化合價(jià)角度來(lái)看都是升

高，但反應(yīng)①N2τNθ2不能通過(guò)一步反應(yīng)完成：而反應(yīng)③NCh-HNCh雖然氮的化合價(jià)升高，

但不加氧化劑也能完成，如3NO2+H2O===2HNO3+NO,在該反應(yīng)中，NCh既是氧化劑又

是還原劑；只有反應(yīng)④N2-No必須加入氧化劑且通過(guò)一步反應(yīng)就能完成。答案選C。

奇題型七：尾氣處理(氮氧化物)

【例9】氮氧化物會(huì)嚴(yán)重污染大氣，所以實(shí)驗(yàn)室必須對(duì)含有氮氧化物的廢氣進(jìn)行處理。用

NaOH溶液可以吸收廢氣中的氮氧化物，反應(yīng)方程式如下：

@N0+NO2+2Na0H=2NaNO2+H2O

②2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O

(1)在反應(yīng)①中，參加反應(yīng)的氧化劑和還原劑的質(zhì)量之比為。

(2)在反應(yīng)②中，氧化產(chǎn)物是,還原產(chǎn)物是。(填化學(xué)式)

(3)在反應(yīng)①②中，參加反應(yīng)的NaOH均為2mol時(shí)，兩個(gè)反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)的關(guān)系是

①______②(填“>”、"=”或“<”)。

【答案】23:15NaNO3NaNO2=

【分析】

反應(yīng)①中NOz是氧化劑，NO是還原劑，NaNO2即是氧化產(chǎn)物也是還原產(chǎn)物，2molNaOH參加

反應(yīng)，轉(zhuǎn)移ImOl電子；反應(yīng)②中只有氮元素的化合價(jià)發(fā)生變化，所以NO」既是氧化劑也是

還原劑，氧化產(chǎn)物為NaNo3,還原產(chǎn)物為NaNO2,2molNaOH參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移Imol電子。

【詳解】

(D根據(jù)反應(yīng)①可知，產(chǎn)物NaNO3中N元素的化合價(jià)為+3價(jià)，其中NO2中氮元素的化合價(jià)從

+4價(jià)降低到+3價(jià)，NO中氮元素的化合價(jià)顯從+2價(jià)升高到+3價(jià)，因此氧化劑和還原劑

的物質(zhì)的量之比是1:1,質(zhì)量之比為23:15,故答案為23:15；

(2)在反應(yīng)②中只有氮元素的化合價(jià)發(fā)生變化，所以NO?既是氧化劑也是還原劑，氧化產(chǎn)物

為NaNO3，還原產(chǎn)物為NaNo2,故答案為NaNO3；NaNO2;

(3)反應(yīng)①中2molNaOH參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移Imol電子，反應(yīng)②中2molNaOH參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移

Imol電子，故答案為=。

【點(diǎn)睛】

本題考查氧化還原反應(yīng),注意從元素化合價(jià)變化的角度認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)的相關(guān)概念和物質(zhì)

的性質(zhì)是解答關(guān)鍵。

提分特訓(xùn)

【題1】有關(guān)氮元素的說(shuō)法不正確的是

A.氮元素是一種活潑的非金屬元素，但N2性質(zhì)穩(wěn)定

B.人類(lèi)從動(dòng)植物中獲得氮元素

C.植物能直接從空氣中合成獲得氮元素"

D.氮元素能促進(jìn)植物的生長(zhǎng)

【答案】C

【解析】

【詳解】

A.氮元素是一種活潑的非金屬元素，氮?dú)夥肿拥慕Y(jié)構(gòu)式為N三N,破壞氮氮三鍵需要很大的

能量，所以氮?dú)夥肿拥男再|(zhì)穩(wěn)定，故A正確；

B.氮元素是動(dòng)植物生長(zhǎng)不可缺少的元素，動(dòng)植物中都含有蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)中含有的氮元素

能被人類(lèi)攝取，故B正確；

C.氮元素是構(gòu)成蛋白質(zhì)的主要成分，對(duì)莖葉的生長(zhǎng)和果實(shí)的發(fā)育有重要作用，但植物不能

直接從空氣中合成獲得氮元素，故C錯(cuò)誤；

D.氮元素時(shí)莖葉的生長(zhǎng)和果實(shí)的發(fā)育有重要作用，增施氮肥可加快植物的生長(zhǎng)、延緩和防

止植物器官衰老、延長(zhǎng)蔬果保鮮期，故D正確；

故選C。

【題3】實(shí)驗(yàn)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）：

分g石**次中冷≡

!---------1!---------!_1喈草灰

≡n―?—*，■??■一■—?—■^整~,

AnCD

下列說(shuō)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(duì)產(chǎn)品純度無(wú)影響

C.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先加熱C,通入一段時(shí)間空氣后再加熱D

D.E中堿石灰的作用是吸收尾氣

【答案】C

【解析】

【詳解】

A.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，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.若去掉裝置C,鎂與氧氣反應(yīng)生成氧化鎂,對(duì)產(chǎn)品純度有影響，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先加熱C,通入一段時(shí)間空氣除去氧氣，然后再加熱D,選項(xiàng)C正確；

D.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，避免進(jìn)入D中干擾實(shí)驗(yàn)，選

項(xiàng)D錯(cuò)誤；

答案選C。

【題4】把少量No2體通入過(guò)量小蘇打溶液中,再使逸出的氣體通過(guò)裝有足量的過(guò)氧化鈉顆

粒的干燥管,最后收集到的氣體是（）

A.氧氣B.二氧化氮C.二氧化氮和氧氣D,二氧化氮和一氧化

氮

【答案】C

【解析】

【詳解】

假設(shè)3mol二氧化氮和水反應(yīng)生成2mol硝酸和ImOl一氧化氮,2mol硝酸和小蘇打反應(yīng)生成

2mol二氧化碳，2mol二氧化碳和過(guò)氧化鈉反應(yīng)生成Imol氧氣，Imol一氧化氮和0.5mol氧

氣反應(yīng)生成Imol二氧化氮，所以剩余氣體有二氧化氮和氧氣，選C。

【題5】如圖所示，將相同條件下的m體積N。和n體積02同時(shí)通入倒立于水槽中且盛滿

水的試管內(nèi)，充分反應(yīng)后，試管內(nèi)殘留m/2體積的氣體，該氣體與空氣接觸后立即變?yōu)榧t

棕色。則m與n的比值為（）

NO

A.3：2B.2：3C.8：3D.3：8

【答案】C

【解析】

【詳解】

在一定條件下，將m體積No和n體積Ch同時(shí)通入倒立于水中且盛滿水的容器中內(nèi)，充分

反應(yīng)，NO和02全部溶于水時(shí)按照下列反應(yīng)進(jìn)行，化學(xué)方程式為：

4NO+3O2+2H2O=4HNO3,由于氣體與空氣接觸后立即變?yōu)榧t棕色，所以容器內(nèi)殘留氣體

為NO,那么與O?反應(yīng)的No氣體為m-；=/,NO和O?按照4：3混合溶于水恰好全部

溶解所以一：n=4：3,所以m：n=8：3；

2

故選C?

【題7】如圖所示：在B水槽中裝有50OmL水，容積為"mL的試管A充滿了NCh和NO

的混合氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，將試管A倒插入B水槽的水中。充分反應(yīng)后，試管A中余下氣體

的體積為0.5αmLo

AC

C(P

B

(1)將A倒插入B槽中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

________________________________________，該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為

，原混合氣體中NCh和NO的物質(zhì)的量之比為o-

(2)通過(guò)導(dǎo)氣管C向余下0.54mL氣體的試管A中持續(xù)通入氧氣，A中可能觀察到的現(xiàn)象是

(3)當(dāng)試管A中充滿氣體時(shí)停止通入氧氣，然后將試管取出水槽，水槽B中溶液的物質(zhì)的量

濃度為mol?LT(設(shè)溶液的體積仍為500mL)。

【答案】3NO2+H2O===2HNO3+NO1：23：1無(wú)色氣體變?yōu)榧t棕色，

試管中液面不斷上升至全充滿。繼續(xù)通入氧氣后，試管中液面下降，最后充滿無(wú)色氣體

a

11200

【解析】

【分析】

⑴將A倒插入B水槽中發(fā)生反應(yīng)3NO2+H2O=2HNO3+NO,根據(jù)化合價(jià)變化判斷氧化劑、還

原劑及其質(zhì)量之比；根據(jù)氣體體積減小量，利用差量法計(jì)算二氧化氮的體積，進(jìn)而計(jì)算NO

的體積，體積之比等于物質(zhì)的量之比；

(2)剩余NO,持續(xù)通入氧氣，會(huì)發(fā)生4NO+3θ2+2H2θ=4HNCh,據(jù)此分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；

(3)根據(jù)氮元素守恒可知n(HNO3)=n(NO2)+n(NO),再根據(jù)c=n∕V計(jì)算所得硝酸的濃度。

【詳解】

(D將A倒插入B水槽中，二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮?dú)怏w，反應(yīng)的化學(xué)方程式

為3NO2+H2O=2HNO3+NO,該反應(yīng)中,二氧化氮中+4價(jià)N元素被氧化成+5價(jià)的硝酸，同時(shí)

被還原成+2價(jià)的一氧化氮,則3mol二氧化氮參與反應(yīng),作氧化劑被還原的二氧化氮為ImoL

作還原劑被氧化的有2mol,因此氧化劑與還原劑的質(zhì)量之比為1:2：充滿了No2和NO的混

合氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)試管A倒插入B水槽中，充分反應(yīng)后試管A中余下氣體的體積為0.5amL,

設(shè)NO為ymL,No2為XmL,則

3NO2+H2O=2HNO3+NO

31

Xx/3

因此y+x∕3=0.5a,又因?yàn)閤+y=a,解x=0.75a,y=0.25a,相同條件下體積之比是物質(zhì)的量之

比，因此原混合氣體中NCh和NO的物質(zhì)的量之比為3：1；

⑵剩余NO,持續(xù)通入氧氣會(huì)發(fā)生4NO+3θ2+2H2θ=4HNCh,無(wú)色氣體變?yōu)榧t棕色氣體，試

管中液面不斷卜.升至全充滿，繼續(xù)通入氧氣后，試管中液面下降，最后充滿無(wú)色氣體，因此

本題正確答案是：無(wú)色氣體變?yōu)榧t棕色，試管中液面不斷上升至全充滿。繼續(xù)通入氧氣后，

試管中液面下降，最后充滿無(wú)色氣體；

⑶根據(jù)氮元素守恒可知水槽中生成硝酸的物質(zhì)的量為n(HNO3)=n(NO2)+n(NO)=a∕22400mol,

故硝酸的濃度為c(HN03)=a∕22400mol÷0.5L=a∕l1200mol∕Lo

【點(diǎn)睛】

本題考查混合物有關(guān)計(jì)算、氮的氧化物性質(zhì)等知識(shí)，明確反應(yīng)原理為解答關(guān)鍵，注意質(zhì)量守

恒定律在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用。

M提爾乍業(yè)

【練1】下列過(guò)程不屬于氮的固定的是

A.閃電時(shí)大氣中氮的氧化物的生成

B.由N&制備N(xiāo)H,C1

C.用N2和H2合成氨?

D.豆科植物的根瘤菌把大氣中的氮轉(zhuǎn)化成氨

【答案】B

【分析】

將空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過(guò)程叫氮的固定，據(jù)此判斷。

【詳解】

A.閃電時(shí)大氣中的氮?dú)夥烹姉l件下與氧氣反應(yīng)生成一氧化氮，空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含

氮化合物，屬于固氮，故A不選；

B.由NH3制備N(xiāo)HCl是氮的化合物之間的轉(zhuǎn)化，不屬于固氮，故B選；

C.用N2和H2合成氨，空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物，屬于固氮，故C不選；

D.豆科植物的根瘤菌把大氣中的氮轉(zhuǎn)化成氨，游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)，屬于固氮，故D

不選；

故答案選B.

【練2】下列關(guān)于氮的循環(huán)，敘述錯(cuò)族的是

A.氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氮的化合物的過(guò)程叫做氮的固定

B.氮的固定可以通過(guò)自然固氮和人工固氮的方式實(shí)現(xiàn)

C.人類(lèi)的生產(chǎn)活動(dòng)參與了氮的循環(huán)過(guò)程

D.氮的循環(huán)過(guò)程中只有氮元素被氧化的過(guò)程

【答案】D

【詳解】

A.氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氮的化合物的過(guò)程即游離態(tài)的氮變?yōu)榛蠎B(tài)的氮叫做氮的固定，故A正確；

B.氮的固定可以通過(guò)自然固氮和人工固氮的方式實(shí)現(xiàn)，雷雨生莊稼是自然固氮，合成氨是

人工固氮，故B正確；

C.人類(lèi)的生產(chǎn)活動(dòng)參與了氮的循環(huán)過(guò)程，如人工合成氨，氮肥的使用等，故C正確；

D.氮的循環(huán)過(guò)程中可以是氮元素被氧化，也可以是氮元素被還原，故D錯(cuò)誤。

綜上所述，答案為D。

【練3】下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化必須加入氧化劑且通過(guò)一步反應(yīng)就能完成的是

①N2τNO2②NCh—NO③NO2τHNO3(4)N2→NO⑤N2τNH/

A.①B.②⑤

C.④D.③④

【答案】C

【解析】

【詳解】

(1)必須加入氧化劑；(2)通過(guò)一步反應(yīng)就能完成。反應(yīng)①、③、④從化合價(jià)角度來(lái)看都是升

高,但反應(yīng)①Nz-NCh不能通過(guò)一步反應(yīng)完成;而反應(yīng)③NChTHNCh雖然氮的化合價(jià)升高，

但不加氧化劑也能完成，?∏3NO2+H2O===2HNO3+NO,在該反應(yīng)中，No2既是氧化劑又

是還原劑；只有反應(yīng)④N2-N0必須加入氧化劑且通過(guò)一步反應(yīng)就能完成。答案選C。

【練4】下列關(guān)于NO的說(shuō)法正確的是

A.No是一種紅棕色且難溶于水的氣體

B.等物質(zhì)的量的No和CC)所含電子數(shù)相等

C.No只有氧化性，無(wú)還原性

D.No易與人體血紅蛋白結(jié)合，使人中毒

【答案】D

【詳解】

A.一氧化氮是一種無(wú)色且難溶于水的氣體，故A錯(cuò)誤；

B.1個(gè)一氧化氮分子所含電子數(shù)為15,1個(gè)一氧化碳分子所含電子數(shù)為14,則等物質(zhì)的量

的一氧化氮和一氧化碳所含電子數(shù)不相等，故B錯(cuò)誤；

C.一氧化氮中氮元素的化合價(jià)為+2,氮元素的最高化合價(jià)為+5,則氮元素處于中間價(jià)態(tài)

的一氧化氮既具有還原性也具有氧化性，故C錯(cuò)誤；

D.一氧化氮易與人體血紅蛋白結(jié)合，使人中毒，故D正確；

故選D。

【練5】已知：3N02+H20=2HN03+N0O盛滿NCh氣體的試管，倒置在水槽中，反應(yīng)后，

液面上升的高度是試管的

5

【答案】C

【詳解】

根據(jù)反應(yīng)可知，反應(yīng)生成的硝酸直接溶于水中，造成試管內(nèi)壓力減小，3體積的二氧化氮變

為1體積的一氧化氮，水槽內(nèi)的水會(huì)壓入試管，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，最終試管內(nèi)存留三分之?

試管容量的氣體，液體上升的高度是試管的三分之二；

答案選C。

【練6】如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系中，不能一步實(shí)現(xiàn)的是()

A.①B.②C.③D.(4)

【答案】D

【練7】將40mLNCh和No的混合氣體通入倒立于水槽且盛滿水的試管中，充分反應(yīng)后試

管中剩余20mL氣體，則原混合氣體中NO?與No的體積比為()

A.2:1B.1:3C.3:1D.1:1

【答案】C

【解析】

【詳解】

40mlNCh和NO的混合氣體通入倒立于水槽中盛滿水的試管中