1、第二节第二节 氮及其化合物氮及其化合物 第第 1 1 课时课时 氮气和氮氧化物氮气和氮氧化物 A 组 基础对点练 题组一 氮气和氮的固定 1(2019 黑龙江大庆一中月考)下列关于 N2的说法中错误的是( ) 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 BN2O2= 高温 2NO，该反应是汽车尾气造成污染的主要原因之一 CN2在空气中约占空气总质量的4 5 D在反应：3MgN2= 点燃 Mg3N2中，N2做氧化剂 答案 C 解析 N2在空气中约占空气总体积的4 5，C 项错误。 考点 氮气的性质 题点 氮气的性质及其应用 2(2020 咸阳高一期末)氮是动植物生长不可缺少
2、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( ) A过程“雷电作用”中发生的反应是 N2O2= 放电 2NO B过程“固氮作用”中，氮气被还原 C中涉及的反应可能有 2NO 2O2=2NO 3 D中涉及的反应可能有 2NO 312H =N 26H2O 答案 D 解析 过程“雷电作用”中氮气与氧气化合生成 NO， 即发生的反应是 N2O2= 放电 2NO， A 正确；过程“固氮作用”中氮元素化合价降低，氮气被还原，B 正确；中 NO 2被氧化 为 NO 3，涉及的反应可能有 2NO 2O2=2NO 3，C 正确；中氮元素化合价降低，NO 3
3、被 还原，涉及的反应不可能为 2NO 312H =N 26H2O，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。 考点 自然界中氮的循环 题点 氮的固定及其转化 题组二 一氧化氮、二氧化氮的性质 3(2019 菏泽一中月考)最新的病毒学研究证实，一氧化氮对 SARS、新型冠状病毒都有直接 抑制作用。下列关于一氧化氮的叙述正确的是( ) A一氧化氮是一种红棕色气体 B常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合 C一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到 D一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集 答案 C 解析 NO 是一种无色难溶于水的气体，可以用排水法
4、收集；常温常压下，NO 容易与氧气直 接化合生成 NO2。 考点 NO 的性质 题点 NO 的性质 4(2020 湖南岳阳高一检测)众所周知，一氧化氮是一种大气污染物，是吸烟、汽车尾气及垃 圾燃烧等释放出的有害气体，但是这种最常见、最简单的气体小分子在生物体内却是一种重 要的信使分子，具有保护心血管、降低血压以及提高性能力的作用。下列关于 NO 的说法中 正确的是( ) ANO 是无色气体，易溶于水，是酸性氧化物 BNO 在人体内可做“信使分子”能扩张血管，提高免疫力等，因此大气中的 NO 对人体无 害 CNO 在空气中可以转为 NO2，二者都是大气污染物 DNO 在化学反应中，只能作还原剂，
5、不能作氧化剂 答案 C 解析 NO 是无色难溶于水的气体，NO 不与碱反应，不是酸性氧化物，故 A 项错误；NO 有 毒，为大气污染物，对人体有害，故 B 项错误；NO 和 O2发生反应 2NOO2=2NO2，NO、 NO2都是大气污染物，C 项正确；NO 分子中 N 元素价态为2 价，为中间价态，在一定条 件的反应中既可作氧化剂，又可作还原剂，D 项错误。 考点 NO 性质 题点 NO 性质及应用 5(2020 贵州独山期末)在 NO2与水的反应中( ) A氮元素的化合价不发生变化 BNO2只是氧化剂 CNO2只是还原剂 DNO2既是氧化剂又是还原剂 答案 D 解析 NO2和水反应的方程式为
6、 3NO2H2O=2HNO3NO，在反应中 2 mol 被氧化生成 2 mol 硝酸，1 mol 被还原，生成 NO，即 NO2既是氧化剂又是还原剂。答案选 D。 考点 氮的氧化物的性质 题点 二氧化氮与水的反应 6(2019 山东菏泽一中检测)运载火箭的推进剂引燃后产生的气体主要是 CO2、H2O、N2、 NO，这些气体均为无色，但在卫星发射现场看到火箭喷出大量红色烟雾。产生红色烟雾的原 因是( ) A高温下 N2遇空气生成 NO2 BNO 遇空气生成 NO2 CCO2和 NO 反应生成 CO 和 NO2 DNO 和 H2O 反应生成 H2和 NO2 答案 B 解析 根据火箭喷出大量红色烟雾
7、可推知其中含有 NO2，引燃后产生的气体中 NO 遇空气生 成 NO2。 考点 氮的氧化物的性质 题点 NO、NO2的性质 题组三 氮的氧化物与水反应的简单计算 7(2019 河北张家口第一中学检测)将装有 50 mL NO2、NO 混合气体的量筒倒立在水槽中， 反应后气体体积缩小为 30 mL，则原混合气体中 NO2和 NO 的体积比是( ) A53 B35 C32 D23 答案 C 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。 3NO2H2O=2HNO3NO V 3 mL 1 mL 3 mL1 mL2 mL x 50
8、mL30 mL20 mL 3 mL x 2 mL 20 mL x30 mL 则原混合气体中 NO 体积为 50 mL30 mL20 mL，所以 V(NO2)V(NO)30 mL20 mL 32。 考点 氮的氧化物 题点 NO2溶于水的相关计算 8(2020 山东临沂一中高一段考)对 3NO2H2O=2HNO3NO 反应的下列说法正确的是 ( ) A氧化剂与还原剂的质量比为 12 B氧化产物与还原产物的物质的量之比为 12 CNO2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 答案 A 解析 该反应中 NO2既是氧化剂又是还原剂， 硝酸为
9、氧化产物， NO 为还原产物。硝酸与 NO 的物质的量之比为 21， 还原剂(NO2)与氧化剂(NO2)的物质的量之比为 21。 若有 6 mol NO2 参与反应，则转移电子 4 mol。 考点 二氧化氮的性质 题点 二氧化氮和水反应的相关计算 9(2019 郑州高一检测)以下是氮循环的一部分： (1)反应的化学方程式是_。 (2)NO2易溶于水并和水发生化学反应，该反应中氧化剂和还原剂物质的量之比为_。 (3)实验室收集 NO 的方法为_。 (4)化合物 A 的化学式是_。 (5)治理汽车尾气的一种方法是用催化剂使 NO 与 CO 发生反应：2NO2CO=2CO2N2， 当生成 1 mol
10、 N2时，被还原的 NO 为_mol。 答案 (1)2NOO2=2NO2 (2)12 (3)排水法收集 (4)HNO3 (5)2 解析 (1)反应是 NO 与氧气化合生成 NO2， 反应的化学方程式是 2NOO2=2NO2。 (2)NO2 易溶于水，并和水发生化学反应：3NO2H2O=2HNO3NO，NO2中氮元素化合价部分升 高， 部分降低， NO2既是氧化剂， 也是还原剂， 氧化剂与还原剂的物质的量之比为 12。 (3)NO 易被氧气氧化， 实验室常用排水法收集NO。 (4)根据以上分析可知化合物A的化学式是HNO3。 (5)根据方程式 2NO2CO=2CO2N2可知，NO 中氮元素化合价
11、从2 价降低到 0 价，NO 是氧化剂，被还原，当生成 1 mol N2时，被还原的 NO 为 2 mol。 考点 氮气及其氧化物 题点 氮气及其氧化物转化及相关计算 B 组 综合强化练 1下列反应必须加入氧化剂且一步反应就能完成的是( ) N2NO2 NO2NO NO2HNO3 N2NO N2NH3 A B C D 答案 C 解析 N2NO2不能一步完成， NO2与 H2O 反应即可， 但 H2O 不是氧化剂， N2NO 中 N2被氧化，需要加入氧化剂，N2与 H2反应生成 NH3，加入的 H2是还原剂。 考点 氮及其氧化物的性质 题点 氮及其氧化物的性质及应用 2(2020 河南平顶山一中
12、期中)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 C，通入一段时间空气后再加热 D DE 中碱石灰的作用是吸收尾气 答案 C 解析 A 错，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；B 错，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；C 对，实验时，应先加热 C，通入一段时间空气除去氧气，然后再加热 D；D 错， 装置 E 中碱石灰的作用是吸收空气中
13、的水蒸气和二氧化碳。 考点 氮气的性质 题点 氮气的性质及其应用 3 (2020 山东淄博月考)科学的假设与猜想是科学探究的先导和价值所在。 在下列假设或猜想 引导下的探究肯定没有意义的是( ) A探究 SO2和 Na2O2反应可能有 Na2SO4生成 B探究 NO 和 N2O 可能化合生成 NO2 C探究 NO2可能被 NaOH 溶液完全吸收生成 NaNO2和 NaNO3 D探究向滴有酚酞溶液的 NaOH 溶液中通入 Cl2，酚酞红色褪去的原因是溶液的酸碱性改变 还是 HClO 的漂白作用 答案 B 解析 NO 和 N2O 反应不可能生成 NO2，因为氮元素的化合价均升高，没有元素化合价的降
14、 低。 考点 氮的氧化物 题点 NO、NO2的性质及应用 4(2019 山东日照一中检测)为了避免 NO、NO2、N2O4对大气的污染，常采用 NaOH 溶液进 行 吸 收 处 理 ( 反 应 方 程 式 ： 2NO2 2NaOH=NaNO3 NaNO2 H2O ；NO2 NO 2NaOH=2NaNO2H2O)。现有由 a mol NO、b mol NO2、c mol N2O4组成的混合气体恰好 被 V L NaOH 溶液吸收(无气体剩余)，则此 NaOH 溶液的物质的量浓度为( ) A.abc V mol L 1 B.ab2c V mol L 1 C.2abc V mol L 1 D.b2c
15、 V mol L 1 答案 B 解析 恰好反应时， 由钠离子守恒可得 n(NaOH)n(NaNO3)n(NaNO2)， 根据 N 原子守恒可 知 n(NaNO3)n(NaNO2)n(NO)n(NO2)2n(N2O4)，n(NaOH)n(NO)n(NO2)2n(N2O4) a molb mol2c mol(ab2c) mol，故氢氧化钠溶液的浓度ab2c mol V L ab2c V mol L 1。 考点 氮的氧化物 题点 NO、NO2、N2O4溶于 NaOH 溶液的相关计算 5(2019 甘肃武威第六中学段考)如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满 NO2 和 NO 气体，分别倒置
16、于水槽中，然后通过导管缓慢通入氧气，边通入边慢慢摇动试管，直 到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则两个试管内溶液中溶质的物 质的量浓度之比为( ) A11 B57 C75 D43 答案 A 解析 因为 NO2和 NO 的体积相等，在同温同压下两者的物质的量相等，根据反应：2NO O2=2NO2，3NO2H2O=2HNO3NO，生成的 HNO3的物质的量也相等，因此两试管内 HNO3的物质的量浓度相等，故选 A。 考点 氮的氧化物 题点 NO、NO2和 O2溶于水的相关计算 6(2020 北京东城区校级检测)现有 NO2、O2的混合气体 12 mL，通入足量水中，充分反应 后
17、剩余气体 2 mL(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积是( ) A1.3 mL B2.4 mL C3 mL D4 mL 或 1.2 mL 答案 D 解析 (总反应式法)根据有关的反应： 4NO2O22H2O=4HNO3 3NO2H2O=2HNO3NO 设原混合气体中 O2的体积为 V(O2)，剩余气体可能是 O2，也可能是 NO。 若剩余 O2，则 V剩V(O2)1 412 mLV(O2)2 mL。解得 V(O2)4 mL。 若剩余 NO，则 V剩1 312mLV(O2)4V(O2)2 mL。解得 V(O2)1.2 mL。 考点 氮的氧化物的性质 题点 二氧化氮与氧气溶于水的计算 7(20
18、19 济南一中期末)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。因此必须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，发生反应的化学方程式为 NO2NO 2NaOH=2NaNO2H2O，在该反应中，氧化剂是_，还原剂是_。 (2)在一定条件下氨可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨和二氧化氮在一定条件下 反应的化学方程式： _， 反应中 氧化剂是_，还原剂是_。 答案 (1)NO2 NO (2)6NO28NH3= 一定条件7N 212H2O NO2 NH3 解析 (1)NO2中氮元素的化合价降低，NO2作氧化剂，NO 中氮元素的化合价升
19、高，NO 作还 原剂。(2)氨和二氧化氮反应后生成的无污染的物质是氮气和水。 考点 氮的氧化物 题点 NO、NO2性质及应用 8(2019 北京昌平高一检测)(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)。 图甲两集气瓶中_(填“上”或“下”)瓶颜色深。 图乙中反应的现象是_。 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 应中表现_性。 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： 2MgCO2= 点燃 2MgOC。 该小组采
20、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：_。 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：2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O。 .装置 A 中的试剂是_。 .干燥管和装置 B 的作用分别是_、_。 .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 答案 (1)下 两气体混合后，颜色由红棕色变为无色 NO 氧化 NO2 SO2=NOSO3 (2)4Mg2NO2= 点燃 4MgON2 .NaOH 溶液 .吸收
21、 NO2，避免污染环境 收集 N2 .badc 解析 (1)NO2呈红棕色，SO2为无色，故下瓶颜色深。NO2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。NO 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。由题给现象可知，NO2和 SO2反应的化学方程式为 NO2SO2=NOSO3。 (2)由题意可知，Mg 与 NO2发生置换反应的化学方程式为 4Mg2NO2= 点燃 4MgON2。 由资料信息： 2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O 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)。 考点 NO2的性质 题点 NO2的氧化性及实验探究