第14讲 氮气和氮的氧化物-新高一化学暑假精品课程（鲁科版2019）（原卷版）

这是一份第14讲 氮气和氮的氧化物-新高一化学暑假精品课程（鲁科版2019）（原卷版），共7页。
1．了解氮气的主要性质和用途。
2．掌握NO、NO2的主要性质。
【基础知识】
一、氮气
1．结构
（1）原子结构示意图：____________，离子结构示意图____________
（2）化合价：最高价________，最低价________
2．元素存在
（1）化合态：蛋白质、核酸等多种化合物中
（2）游离态：氮气约占空气体积的______
3．物理性质
（1）色味态：____色_____味的气体
（2）密度：标准状况下ρ（N2）＝_________，比空气________
（3）溶解性：难溶于水
4．化学性质
（1）稳定性：常温下很难与其他物质发生化学反应
（2）还原性：___________________________
（3）氧化性
①H2：___________________________
②Mg：___________________________
5．用途
（1）工业原料：合成氨、制硝酸
（2）稳定性
①焊接金属时保护金属不被氧化
②填充灯泡以防钨丝被氧化或挥发
（3）不支持呼吸：保存粮食、水果、罐头等食品
（4）冷冻剂
①医学上在冷冻麻醉条件下做手术
②制造低温环境，液氮温度为－195.8℃
1．空气中含大量N2，是工业生产中N2的主要来源。工业上如何从空气中分离得到纯净N2？
2．如何除去氮气中的少量氧气？如何除去氢气中的氮气？
3．实验室可以用NH4Cl饱和溶液和NaNO2饱和溶液反应制取氮气：NH4Cl+NaNO2NaCl+N2↑+2H2O，收集氮气可以采用什么方法？
二．氮的固定
1．概念：将空气中_______的氮转化为_____________的方法。
2．分类
三、氮的氧化物
1．氮元素的六种氧化物
2．NO和NO2的性质
3．氮氧化物的环境问题
（1）来源
①______________________
②______________________
③______________________
（2）危害
①NO能够跟人体内的___________结合，使血液失去携氧功能而引起中毒，同______。
②______是形成酸雨的一个重要原因
③空气中的氮氧化物和HC（碳氢化合物）是造成____________的主要原因
（3）处理
①碱液吸收法：用纯碱、NaOH溶液吸收
②催化还原法：用CH4、NH3、H2将其还原为N2
1．如何除去混在NO气体中的少量NO2气体？
2．为消除氮的氧化物对大气的污染，变废为宝，常用碱溶液吸收尾气中的氮氧化物，使之转化为相应的硝酸盐、亚硝酸盐（NO2－）和水。请写出NaOH溶液和NO2反应的化学方程式。
3．NH3可以将NO2还原生成无毒的物质，请写出该反应的化学方程式。
【考点剖析】
考点一：氮气的性质和固定
例1．（2021·北京房山区高一上期中）自然界的氮循环如图所示。下列说法中，不正确的是（ ）。
A．工业合成氨属于人工固氮
B．雷电作用下N2与O2发生化学反应
C．在氮循环过程中不涉及氧化还原反应
D．含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化
考点二：氮氧化物的性质
例2．（2020·吉林白山高一上期末）已知：Cu+4HNO3（浓）＝Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O。某学校化学学习小组为探究二氧化氮的性质，按如图所示装置进行实验。请回答下列问题：
（1）装置甲中盛放浓硝酸的仪器A的名称是__________________。
（2）实验过程中，装置乙、丙中出现的现象分别是：______、______；装置丙中的试管内发生反应的离子方程式为__________________________。
（3）为了探究NO的还原性，可以在装置丁的导气管C中通入一种气体，通入的这种气体的名称是________。
（4）为了探究NO2的氧化性，取下装置丙中的试管D，在其中滴加FeSO4溶液，溶液变为______色，为了证明铁元素在该反应中的产物，可以再在溶液中滴加KSCN溶液，溶液变为______色。
考点三：氮氧化物对环境的危害及防治
例3．（2021·江苏盐城高一上期末检测）NO是一种剧毒气体，但近年来发现许多生物体组织中存在少量NO，它有扩张血管、免疫、增强记忆的功能，因而成为当前生命科学的研究热点。
（1）写出自然界形成NO的化学方程式：______________________。
（2）NO在大气层中可发生反应：①NO+O3→NO2+O，②NO2+O＝NO+O2。上述反应①中，NO是______剂，上述反应②中，NO是______产物；整个过程中的总反应方程式为_________________________，整个过程中NO所起的作用是_______。
（3）为了消除NO对环境的污染，根据氧化还原反应原理，可选用NH3使NO转化为两种无毒气体（其中之一是水蒸气），该反应需要催化剂参加，其化学方程式为__________________________________________。
考点四：NO2+惰性气体+H2O的计算
例4．（2020·广西柳州高一上期末）在一定温度和压强下，将装有NO和NO2混合气体的试管倒立在水中，经充分反应后，试管内气体的体积变为原来的4/5，则原混合气体中NO与NO2气体的体积比是（ ）。
A．3∶5 B．5∶3 C．3∶7 D．7∶3
考点五：NO+O2+H2O反应的计算
例5．（双选）向盛有12mLNO气体并倒立水槽中的试管里，通入一定量的O2充分反应后，试管内还剩余4mL无色气体，则通入O2的体积可能为（ ）。
A．6mL B．10mL C．13mL D．16mL
考点六：NO2+O2+H2O反应的计算
例6．（双选）容积为10mL的试管，充满NO2和O2的混合气体，倒立于水槽中，若最后剩余2mL气体，则原混合气体中，O2的体积可能为（ ）。
A．0.8mL B．9.2mL C．3.6mL D．1.6mL
【真题演练】
1．（2020年7月·湖南合格考真题）下列气体呈红棕色的是（ ）。
A．H2 B．Cl2 C．NO D．NO2
2．（2020·江苏高考）打赢蓝天保卫战，提高空气质量。下列物质不属于空气污染物的是（ ）。
A．pM2.5 B．O2 C．SO2 D．NO
3．（2020年1月•广东学考真题）我国谚语与古籍中，有许多关于化学变化的记载。例如，谚语“雷雨发庄稼”；《淮南万毕术》中记载“曾青得铁则化为铜”，以上例子不涉及的反应是（ ）。
A．N2+O22NO
B．Zn+Fe2+＝Zn2++Fe
C．Fe+Cu2+＝Fe2++Cu
D．3NO2+H2O＝2HNO3+NO
4．（2018·海南高考）某工业废气所含氮氧化物（NOx）的氮氧质量比约为7∶4，该NOx可表示为（ ）。
A．N2O B．NO C．N2O3 D．NO2
【过关检测】
1．（2021·上海金山区高一上期中）氮气用来填充灯泡是由于氮气（ ）。
A．无色 B．无味 C．性质稳定 D．密度小
2．下列变化属于固氮的是（ ）。
A．NH3→NO B．N2→NH3
C．NO→NO2 D．NO2→HNO3
3．利用下列方法，可以在实验室里从空气中制取氮气的是（ ）。
A．把空气液化，然后分离出氮气
B．把空气缓缓通过加热了的铜网
C．把空气缓缓通过加热了的镁粉
D．把空气通过装有氢氧化钠的洗气瓶
4．（2021·江苏镇江高一上期末检测）NO在人体内起着多方面的重要生理作用。下列关于NO的说法错误的是（ ）。
A．NO是具有刺激性气味的红棕色气体
B．NO是汽车尾气的有害成分之一
C．NO常温下遇到O2就化合成NO2
D．NO2与水反应，有NO生成
5．（2021·浙江衢州选考模拟）下列有关氮气的叙述中，正确的是（ ）。
A．医学上常用液氮作冷冻剂，在冷冻麻醉条件下做手术，是利用氮气化学性质的不活泼性
B．高温条件下，N2和O2可反应生成NO
C．氮气只能做氧化剂
D．1 ml N2可与3 ml H2完全反应生成2 ml NH3
6．（2020·河南南阳高一上期末）如图，将A、B两瓶中的气体混合后，集气瓶中充满红棕色的气体，则对A、B瓶中气体成分产判断正确的是（ ）。
A．A是NO，B是空气 B．A是NO2，B是水蒸气
C．A是NH3，B是HCl D．A是NO，B是水蒸气
7．下列气体加压后不液化，也不易发生化学变化的是（ ）。
A．SO2 B．NO2 C．NO D．Cl2
8．（2021·云南昭通高一期末检测）下列关于NO2和SO2的说法错误的是（ ）。
A．NO2是一种红棕色、有毒、有刺激性气味的气体
B．NO2和SO2都易溶于水，溶于水后所得的溶液都呈酸性
C．空气中的N2在闪电时，直接生成NO2
D．SO2是一种无色、有刺激性气味的气体，能够漂白草帽等物质
9．为除去混入NO中的少量NO2，应将气体通过（ ）。
A．Na2CO3溶液 B．NaHCO3溶液 C．H2O D．浓硫酸
10．含相同质量氧元素的NO、NO2、N2O3、N2O5、N2O五种物质中，所含氮元素的质量比为（ ）。
A．1∶2∶3∶5∶4 B．2∶4∶3∶5∶1
C．60∶30∶20∶10∶5 D．30∶15∶20∶12∶60
11．（2020·广东汕尾高一上期末）把少量NO2体通入过量小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有足量的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
12．下列各组气体，在常温常压下不能共存的是（ ）。
A．SO2与O2 B．NO与O2 C．O2与N2 D．NO2与O2
13．在NO2被水吸收的反应中，发生还原反应和发生氧化反应的物质，其质量比为（ ）。
A．1∶1 B．1∶3 C．1∶2 D．4∶1
14．（2020·广西凭祥高一上期末）随着我国汽车年销量的大幅增加，空气环境受到了很大的污染。汽车尾气装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示，下列说法正确的是（ ）。
A．反应中NO为氧化剂，N2为氧化产物
B．汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2
C．NO和O2必须在催化剂表面才能反应
D．催化转化总化学方程式为2NO+O2+4CO4CO2+N2
15．（2020·安徽芜湖高一上期末）某无色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．可能有Cl2和O2
B．可能有SO2、O2和NO
C．肯定有SO2和NO
D．NO2和SO2至少有一种，肯定有NO
16．（2020·河北保定高一上期末）某气体X通过盛有过氧化钠的干燥管后遇到气体Y生成了能够产生光化学烟雾的气体Z，下列说法错误的是（ ）。
A．气体X发生氧化还原反应而且X做氧化剂
B．气体Y是氧气，是X与过氧化钠反应的产物之一
C．气体Z是NO，是Y与某气体反应的产物
D．X、Y、Z分别可能是CO2、NO、NO2
17．如图所示，试管中盛装的是红棕色气体，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，试管被水充满，原来试管中盛装的气体是（ ）。
A．肯定是NO2气体
B．肯定是O2与NO2的混合气体
C．肯定是NO气体
D．可能是NO与NO2的混合气体
18．标准状况下，分别将充满下列气体的容器倒扣于水槽中（设气体不发生扩散），充分反应后，瓶内溶液的物质的量浓度不等于ml•L－1（约0.045ml•L－1）的是（ ）。
A．HCl B．NO2、O2 C．SO2、N2 D．NO2
19．通常情况下，氮气很不活泼，其原因是：N2分子内部具有N≡N结构，键能很大，不容易被破坏。
（1）在一定条件下也可以与其他物质反应，有两种气体，一种能够氧化N2，一种能够还原N2，请分别写出这两个反应的化学方程式：
①氧化N2：_____________________________；
②还原N2：____________________________。
（2）Mg可以在N2中燃烧生成氮化镁，写出该反应的化学方程式________________，在该反应中N2表现________性。
（3）已知氮化镁可以与水反应生成氢氧化镁和氨气，写出该反应的化学反应方程式_________________________________。
20．实验室常用饱和亚硝酸钠与氯化铵溶液反应制取纯净的氮气，反应的化学方程式为：NaNO2+NH4Cl＝NaCl+N2+2H2O（此反应是放热反应），实验装置如图所示。试回答：
（1）装置中A部分的分液漏斗与蒸馏瓶之间连接的导管所起的作用是_______（填编号）。
A．防止NaNO2饱和溶液蒸发
B．保证实验装置不漏气
C．使NaNO2饱和溶液容易滴下
（2）B部分的作用是_______（填编号）。
A．冷凝 B．冷却氮气 C．缓冲氮气流
（3）加入药品前必须进行的一个实验步骤是_____________________，加热片刻后，即应移去酒精灯以防反应物冲出，其原因是_____________________。
（4）收集N2最适宜的方法是_______（填编号）。
A．用排气法收集在集气瓶中
B．用排水法收集在集气瓶中
C．直接收集在气球或塑料袋中
21．（2020·安徽巢湖高一上期末）已知：Cu+4HNO3（浓）＝Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O。某校化学兴趣小组用如下装置图验证NO2的氧化性和NO的还原性。
请回答下列问题：
（1）写出甲中反应的离子方程式__________________；
（2）说明NO2具有氧化性的现象是_____________________；
（3）说明NO具有还原性的操作和现象是_____________；
（4）小组一成员对实验设计提出了质疑，他认为乙中的现象不足以证明NO2的氧化性，他的理由是______________________；经小组讨论，他们设计了以下方案，其中合理的是______。
A．NO2与HCl气体混合
B．NO2与H2S气体混合
C．NO2通入Na2S溶液中
22．（2020•上海宝山区高一上期末）已知NO2与NaOH溶液反应：2NO2+2NaOH＝NaNO2+NaNO3+H2O，NO和NO2可一起与NaOH溶液作用：NO2+NO+2NaOH＝2NaNO2+H2O，现用VL某烧碱溶液能完全吸收nmlNO2和mmlNO组成的混合气体。（1）所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为________ml/L。
（2）若所得溶液中c（NO3－）∶c（NO2－）＝1∶9，则原混合气体中NO2和NO的物质的量之比n∶m＝________。
（3）用含n和m的代数式表示所得溶液中NO3－和NO2－离子浓度的比值c（NO3－）∶c（NO2－）＝________。
化合价
+1
+2
+3
+4
+5
化学式
俗名
气体
NO
NO2
物理性质
色味态
_____色气体
______色有______气味的气体
密度
比空气________
比空气________
溶解性
______溶于水
______溶于水
毒性
都有毒，都是大气污染物
转化
NO→NO2
NO2→NO