資源簡介

5.2.1氮氣與氮的氧化物
核心素養發展目標
1.通過NO、NO2、O2溶于水的簡單計算的學習培養學生證據推理與模型認知水平。
2.通過氮的循環的學習，讓學生理解變化觀念與平衡思想。
3.能列舉、描述、辨識氮氣、一氧化氮、二氧化氮的重要物理性質、化學性質及實驗現象。
4.能進行NO、NO2、O2溶于水的簡單計算。
考點1 氮氣和氮的固定
一、氮氣和氮的固定
結合上圖氮的循環，完成下列知識點：
1．自然界中氮的循環
(1)自然界：
①豆科植物根部的根瘤菌，把氮氣轉變為硝酸鹽等含氮的化合物。
②在放電條件下，空氣中N2與氧氣化合為氮的氧化物，并隨降雨進入水體和土壤中。
③微生物分解動植物中的蛋白質生成小分子的含氮化合物，回到水體和土壤中。
(2)人類活動：
①將空氣中N2合成氨，再進一步轉化為其他含氮化合物，進入水體和土壤中。
②化石燃料燃燒、森林和農作物的枝葉燃燒所產生的氮氧化物通過大氣進入陸地和海洋。
2．氮氣的物理性質
顏色 密度 氣味 溶解性
無 比空氣小 無 難溶于水
氮氣的化學性質
氮元素位于元素周期表的第二周期、第ⅤA族。氮原子的最外電子層有5個電子，既不容易得到3個電子，也不容易失去5個電子。因此，氮原子一般通過共用電子對與其他原子相互結合構成物質，電子式：，結構式：N≡N；氮氮鍵很難斷裂，通常情況下，氮氣的化學性很質穩定、不活潑，不易與其他物質反應。
在一定條件下(如：高溫、放電、點燃)，也能跟某些物質(如：H2、O2、Mg等)發生反應：
(1)與氫氣反應生成NH3：N2＋3H22NH3
(2)與氧氣在放電或高溫條件下生成NO：
N2＋O22NO (在閃電時會發生反應)
N2＋O22NO (在汽車引擎中會發生反應)
(3)與活潑金屬(Mg、Li)反應：
3Mg＋N2Mg3N2
6Li＋N22Li3N
氮化鎂與水的反應：Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑ (金屬氮化物易水解，生成氨氣和相應的堿)
4．氮的固定
(1)概念：使空氣中游離態的氮轉化為含氮化合物。
(2)分類：
氮的固定
5、氮氣的用途
(1)工業上合成氨，制硝酸
(2)代替稀有氣體作焊接金屬時的保護氣，以防止金屬被空氣氧化
(3)在燈泡中填充氮氣以防止鎢絲被氧化或揮發
(4)保存糧食、水果等食品，以防止腐爛
(5)醫學上用液氮作冷凍劑，以便在冷凍麻醉下進行手術
(6)高科技利用液氮制造低溫環境，使某些超導材料獲得超導性能
6、氮氣的制法
(1)實驗室制法：加熱NH4Cl飽和溶液和NaNO2晶體的混合物：NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O
(2)工業制法：工業上從液態空氣中，利用液態氮的沸點比液態氧的沸點低加以分離而制得氮氣
1．下列關于氮元素說法中，不正確的是
A．工業上氫氣和氮氣合成氨屬于人工固氮
B．閃電時，大氣中氮的氧化物的生成屬于氮的固定
C．氮元素在自然界有游離態和化合態
D．非金屬單質氮氣在化學反應中只能作氧化劑
2．下列有關氮單質及其化合物用途的敘述錯誤的是
A．液氮作冷凍劑 B．氨氣作保護氣 C．硝酸作氧化劑 D．尿素用作氮肥
3．N2是空氣的重要組成部分，因此有科學家根據蒸汽機的原理，設計制造出液氮蒸汽機，即利用液態氮的蒸發來驅動機車，從而達到環境保護的目的。其主要依據是
A．液態氮的沸點為-195.8 ℃，遠低于常溫
B．N2在空氣中燃燒放熱
C．N2與H2反應放熱
D．N2在空氣中約占78%(體積分數)
4．下列關于自然界中氮循環(如圖)的說法錯誤的是
A．人類活動參與了氮循環
B．碳、氫、氧三種元素也參加了氮循環
C．含氮無機物和含氮有機物可相互轉化
D．氮元素均被氧化
5．氮元素是地球上含量豐富的一種元素，氮單質及其化合物在工農業生產、生活中有著重要作用。請回答下列問題：
(1)請寫出工業固氮的化學方程式：_______。
(2)下列有關氮元素的說法正確的是_______。
A．氮氣因為其化學性質不活潑，可以作保護氣，比如充填食品包裝，充填電燈泡等
B．醫學上常用液氮作冷凍劑，在冷凍麻醉條件下做手術，是利用氮氣化學性質的不活潑性
C．氮、磷、鉀是植物生長必需的營養元素
D．用NO2與水反應制取硝酸時，水做還原劑
(3)豆科植物種植時不需施加氮肥的原因是_______。
考點2 氮的氧化物
氮元素有+1、+2、+3、+4、+5價，五種正價對應六種氧化物：(N2O)、(NO)、(N2O3)、(NO2、N2O4)、(N2O5)，其中N2O3和N2O5分別是HNO2和HNO3的酸酐
一氧化二氮(N2O)：俗稱笑氣，常作麻醉劑
2、一氧化氮(NO)
(1)物理性質：無色、無味的有毒的氣體，密度比空氣略大，難溶于水
(2)實驗室制法：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，只能用排水法收集
(3)化學性質：既有氧化性又有還原性，以還原性為主
①易被O2氧化為NO2而變紅棕色：2NO＋O2===2NO2 (收集NO氣體必須用排水集氣法，NO的檢驗方法)
②NO與酸性KMnO4反應：5NO＋3MnO4－＋4H＋===5NO3－＋3Mn2＋＋2H2O
③NO與酸性K2Cr2O7反應：2NO＋Cr2O7－＋6H＋===2NO3－＋2Cr3＋＋3H2O
(4)對人體、環境的影響：①與血紅蛋白結合，使人中毒 ②轉化成NO2，形成酸雨、光化學煙霧
3、三氧化二氮(N2O3)：亞硝酸的酸酐，可與水作用生成亞硝酸，N2O3＋H2O===2HNO2
4、二氧化氮(NO2)
(1)物理性質：紅棕色有剌激性氣味的有毒氣體，易溶于水且與水能發生反應
(2)實驗室制法：Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，只能用排空氣法收集
(3)化學性質：既有氧化性又有還原性，以氧化性為主，NO2能氧化SO2、KI等物質
①與SO2的反應：NO2＋SO2===SO3＋NO
②與碘化鉀溶液的反應：NO2＋2KI===2KNO2＋I2 (NO2能使濕潤的淀粉KI試紙為藍)
③與水的反應：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
④與氫氧化鈉溶液的反應：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
⑤與N2O4相互轉化：2NO2N2O4
【微點撥】
①在實驗測定NO2、N2O4的相對分子質量、比較相同條件下相同物質的量的氣體體積大小，以及涉及到NO2氣體的顏色深淺、壓強、密度等方面時要考慮2NO2N2O4反應
②由于NO2氣體和溴蒸氣都為紅棕色氣體，都能使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍，溴蒸氣和NO2通入NaOH溶液均形成無色溶液。故不能用淀粉碘化鉀試紙或NaOH溶液來區別NO2氣體和溴蒸氣，可用水來區別
(4)對人體、環境的影響：形成酸雨、光化學煙霧
(6)NO2、NO溶于水的實驗過程
實驗操作 實驗現象 實驗結論
如圖所示，在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，然后吸入5 mL水，用乳膠管和彈簧夾封住管口，振蕩注射器 無明顯現象 NO不溶于水
打開彈簧夾，快速吸入10 mL空氣后夾上彈簧夾 注射器中氣體由無色變為紅棕色，注射器塞子向左移動 NO與空氣中的O2發生反應生成紅棕色的NO2：2NO＋O2===2NO2
振蕩注射器 注射器中氣體由紅棕色變為無色，注射器塞子繼續向左移動 NO2與水發生反應生成了無色的NO：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
5、四氧化二氮(N2O4)：無色氣體，易液化，與NO2相互轉化，N2O42NO2
6、五氧化二氮(N2O5)：硝酸的酸酐，可與水作用生成硝酸，N2O5＋H2O===2HNO3
7、氮氧化物對環境的污染和防治
(1)氣態的氮氧化物幾乎都是劇毒性物質，都是大氣污染物，在太陽輻射下還會與碳氫化物反應形成光化學煙霧
(2)空氣中氮氧化物的來源：空氣中的NO、NO2主要來源于煤和石油的燃燒、汽車尾氣、硝酸工廠的廢氣等
(3)常見的污染類型
①光化學煙霧：氮氧化物(NxOy)和碳氫化合物(CxHy)在大氣環境中受到強烈的太陽紫外線照射后，發生復雜的化學反應，主要生成光化學氧化劑(主在是O3)及其他多種復雜的化合物，這是一種新的二次污染物，統稱為光化學煙霧。光化學煙霧刺激呼吸器官，使人生病甚至死亡。光化學煙霧主要發生在陽光強烈的夏、秋季節
②酸雨：NOx排入大氣中后，與水反應生成HNO3和HNO2，隨雨雪降到地面，就有可能形成酸雨
③破壞臭氧層：NO2可使平流層中的臭氧減少，導致地面紫外線輻射量增加
④水體污染：水體富營養化
(4)常見的NOx尾氣處理方法
①堿液吸收法：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
NO2、NO的混合氣能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是：n(NO2)≥n(NO)。一般適合工業尾氣中NOx的處理
②催化轉化：在催化劑、加熱條件下，氨可將氮氧化物轉化為無毒氣體(N2)或NOx與CO在一定溫度下催化轉化為無毒氣體(N2和CO2)。一般適用于汽車尾氣的處理
1．甲、乙、丙、丁為中學化學常見的物質，其相互轉化關系如圖(水作為溶劑的未在圖上標出)，下列組合不符合題意的是
甲 乙 丙
A CO2 NaHCO3 Na2CO3
B Fe FeCl2 FeCl3
C H2S S SO2
D NH3 N2 NO
A．A B．B C．C D．D
2．下列有關氨的敘述中，正確的是
A．氨氣具有刺激性氣味，故只能用向上排空氣法收集
B．氯化銨受熱易分解，故可用加熱氯化銨固體的方法制取氨氣
C．氨氣是一種重要的化工產品，工業上用氮氣和氫氣合成氨氣
D．檢驗氨氣可用濕潤的藍色石蕊試紙接近產生氣體的導管口，觀察試紙顏色變化
3．化學與能源開發、環境保護、資源利用等密切相關，下列說法正確的是
A．氫能是清潔能源，工業上電解水法制大量氫氣符合節能減排理念
B．無論是風力發電還是火力發電，都是將化學能轉化為電能
C．采用催化轉換技術將汽車尾氣中的和CO轉化為無毒氣體
D．加大鉛酸蓄電池、含汞鋅錳干電池的生產，滿足消費需求
4．下列氣體不能用排空氣法收集的是
A．SO2 B．NO C．O2 D．CO2
5．下列化合物可由兩種單質直接化合得到的是
A．SO3 B．NO2 C．CuS D．FeCl3
6．在一定條件下，將m體積NO2和n體積O2同時通入倒立于水中且盛滿水的容器內，充分反應后，容器內殘留體積的氣體，該氣體與空氣接觸未變為紅棕色，則m與n的比值為
A．3∶4 B．4∶3 C．8∶3 D．3∶8
夯實基礎
1．工業合成氨：，一般采用700K左右的溫度，其原因是
①提高的平衡轉化率②適當提高氨的合成速率③提高氨的產率④催化劑在700K左右時活性最大
A．只有① B．②④ C．②③④ D．①②
2．關于氮氧化物的說法正確的是
A．氮氧化物一定對人體有害 B．可以用排水集氣法收集NO2氣體
C．雷電多的地方容易形成酸雨 D．收集NO要用排水集氣法
3．如圖所示的氮循環是生態系統物質循環的重要組成部分。
(1)下列說法不正確的是_____。
A．圖中①和②的轉化過程屬于氮的固定
B．氮循環過程中含氮有機物和含氮無機物可以相互轉化
C．③和④的轉化一定屬于氧化還原反應
D．⑥是在反硝化細菌作用下的反硝化過程，該過程有助于彌補人工固氮對氮循環造成的影響
(2)⑤是在硝化細菌作用下的硝化過程，NH在有氧時發生硝化生成NO的離子方程式為_____。
4．圖是工業上制備硝酸的設備和流程示意圖。主要的化學反應如下：
(1)氨在催化劑作用下與氧氣發生反應，生成一氧化氮。
(2)一氧化氮進一步被氧氣氧化，生成二氧化氮。
(3)用水吸收二氧化氮，生成硝酸。
請寫出工業上制備硝酸的化學方程式_________。
5．以下是氮循環的一部分：
(1)反應②的化學方程式是___________。
(2)NO2易溶于水并和水發生化學反應，該反應中氧化劑和還原劑物質的量之比為________。
(3)實驗室收集NO的方法為___________。
(4)化合物A的化學式是___________。
(5)治理汽車尾氣的一種方法是用催化劑使NO與CO發生反應：2NO+2CO=2CO2+N2，當生成1molN2時，被還原的NO為___________mol。
6．非金屬單質A經下圖所示的過程可轉化為含氧酸D，已知D為強酸。請回答下列問題。
(1)若A在常溫下為固體，B是能使品紅溶液褪色的有刺激性氣味的無色氣體。
①D的化學式是___________。
②在工業生產中，B氣體大量排放，被雨水吸收后形成的___________會污染環境。
(2)若A在常溫下為氣體，C是紅棕色的氣體。
①A、C的化學式分別是___________、___________。
②D的濃溶液在常溫下可與銅反應并生成C氣體，該反應的化學方程式為___________；該反應___________(填“屬于”或“不屬于”)氧化還原反應。
能力提升
1．我國古代文化中蘊含著豐富的化學知識。下列說法正確的是
A．“蠟炬成灰淚始干”，古代的蠟屬于有機高分子
B．“千淘萬漉雖辛苦，吹盡狂沙始到金”，此過程中發生化學變化
C．“千錘萬鑿出深山，烈火焚燒若等閑”，該過程涉及化學變化
D．“雷蟠電掣云滔滔，夜半載雨輸亭皋”，涉及反應
2．下列關于C、N、S三種非金屬元素及其化合物的說法，錯誤的是
A．濃硝酸應保存在棕色試劑瓶中
B．濃硫酸與蔗糖的反應可體現其脫水性與強氧化性
C．金剛石、石墨、C60是碳的同素異形體
D．常溫常壓下，氮氣可以和氫氣反應實現氮的固定
3．將充有m mL NO和n mL NO2氣體的試管倒立于水槽中，然后通入m mL O2，若已知mA．mL B．mL
C．mL D．3(n-m)mL
4．下列說法不正確的是
A．NOx能形成酸雨，NO2轉化為HNO3的化學方程式為：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO
B．CO、NO、NO2都是大氣污染氣體，在空氣中都能穩定存在
C．根據反應2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O可知，可以利用氫氧化鈉溶液吸收二氧化氮以防止氮氧化物對大氣的污染
D．在汽車排氣管上加裝“催化轉化器”是為了減少有害氣體的排放
5．NO與NO2中氮元素的價態均處于中間價態，則NO與NO2均既有氧化性又有還原性。
(1)NO極易與氧氣反應表現___________性，化學方程式為___________；在一定條件下與氨氣發生歸中反應生成N2，其化學方程式為___________。
(2)NO2可發生自身歧化反應，NO2與H2O的化學方程式為___________，氧化劑和還原劑的物質的量之比為___________，NO2與NaOH溶液反應可生成兩種鹽，其中一種是NaNO3，化學方程式為___________。
6．如圖所示裝置：
(1)若試管中充滿NO2氣體，試管中發生的現象是___________。
(2)向上述試管中通入氧氣，發生的現象是___________。
(3)若試管中充滿NO氣體，然后通過導氣管向試管中充入O2，當試管中剛好充滿液體時，發生的反應是___________。
培優專練
1．氮元素在地球上含量豐富，氮及其化合物在工農業生產、生活中有著重要作用。下列敘述與氮元素的循環無關的是
A．工業合成氨的過程是固氮的過程
B．自然界中，氨是動物體特別是蛋白質腐敗后的產物
C．為防止糧食、罐頭、水果等食品腐爛，常用氮氣作保護氣
D．在電閃雷鳴的雨天，N2與O2會發生反應并最終轉化為硝酸鹽被植物吸收
2．如圖所示，試管中盛裝的是紅棕色氣體(可能是混合物)，當倒扣在盛有水的水槽中時，試管內水面上升，但不能充滿試管，當向試管內鼓入氧氣后，可以觀察到試管中水柱繼續上升，經過多次重復后，試管內完全被水充滿，原來試管中盛裝的氣體可能是
A．可能是 N2 與 NO2的混和氣體 B．可能是H2 與 NO2的混和氣體
C．可能是 NO 與NO2 的混和氣體 D．只可能是 NO2一種氣體
3．有一倒置于水槽且裝滿水的容器，向其中依次通入一定體積的，NO和，充分反應后，若容器中仍充滿溶液，則通入的，NO和的體積比可能是（ ）
A．1：1：1 B．4：3：2 C．4：16：13 D．4：3：4
4．氮元素在生命活動中扮演著十分重要的角色，回答下列與氮及其化合物有關的問題。
(1)請用化學方程式表示工業合成氨的反應原理：______；
(2)氨氣通入水中可制得氨水，氨水能使無色的酚酞試劑變紅。請用電離方程式表示其原因：____。
(3)氨氣可以跟多種物質發生反應，請將如圖所示實驗中有關反應的化學方程式填在橫線上：___，_______。
5．現已確認，的排放是造成酸雨及光化學污染的罪魁禍首，如圖表示了我國某地區在1959～2019年間，空氣中含量因燃料燃燒、工業生產、交通運輸以及其他因素的影響而發生變化的統計數據。
(1)結合上圖數據，判斷下列說法正確的是_________。
A．在交通運輸中排放的與燃料的不充分燃燒有關
B．1mol氮氧化物()形成酸雨時轉移電子
C．轉化為NO的過程不屬于氮的固定
D．隨著汽車工業的發展，交通運輸的排放量所占比重在逐漸增大
(2)汽車尾氣中常常含有CO、等氣體，為減輕污染，現代汽車都加裝了“三效催化凈化器”，可將汽車尾氣中的有毒氣體處理為無污染的氣體(假設CO、均不能完全轉化)。某小組在實驗室模擬汽車尾氣處理，設計了如圖所示裝置(部分夾持儀器已略去)。
①裝置(Ⅲ)的主要作用是________________________。
②加熱停止后，打開旋塞K，放入適量氧氣時，裝置(Ⅱ)中可觀察到的現象是________________；裝置(IV)中可觀察到的現象是_______________________________________________。
③該套裝置中有不完善之處，還應在裝置(Ⅳ)后增加_____________________________。
(3)工業上常用堿液來吸收，有關的化學反應：
①
②
現有一定條件下a mol和b mol NO的混合氣體恰好被200mL NaOH溶液完全吸收，則a、b應滿足的關系為________________________。NaOH溶液的物質的量濃度為_________
6．利用元素的化合價推測物質的性質是化學研究的重要手段，氮元素的常見化合價與部分物質類別的對應關系如圖所示。
(1)從氮元素化合價的角度分析，X、Y、Z、W中既具有氧化性又具有還原性的有______（填化學式）。
(2) N2O是硝酸生產中氨催化氧化的副產物，用特種催化劑能使N2O分解。NH3與O2在加熱和催化劑作用下生成N2O的化學方程式為_______________。尾氣中的NO用酸性NaClO溶液吸收，其原理是HClO氧化NO生成Cl 和NO3-，其離子方程式為______________________________________。
(3)將集滿紅棕色氣體Z的試管倒置于盛有水的水槽中，觀察到的現象為_______________________。
(4)W的稀溶液與銅單質發生反應的離子方程式為__________________________。
(5)已知NaNO2能被酸性KMnO4溶液氧化為NaNO3，則50mL0.01 mol·L-1 NaNO2溶液與10mL0.02 mol·L-1 KMnO4溶液恰好完全反應時，還原產物中Mn元素的化合價為__________________________
5.2.1氮氣與氮的氧化物
核心素養發展目標
1.通過NO、NO2、O2溶于水的簡單計算的學習培養學生證據推理與模型認知水平。
2.通過氮的循環的學習，讓學生理解變化觀念與平衡思想。
3.能列舉、描述、辨識氮氣、一氧化氮、二氧化氮的重要物理性質、化學性質及實驗現象。
4.能進行NO、NO2、O2溶于水的簡單計算。
考點1 氮氣和氮的固定
一、氮氣和氮的固定
結合上圖氮的循環，完成下列知識點：
1．自然界中氮的循環
(1)自然界：
①豆科植物根部的根瘤菌，把氮氣轉變為硝酸鹽等含氮的化合物。
②在放電條件下，空氣中N2與氧氣化合為氮的氧化物，并隨降雨進入水體和土壤中。
③微生物分解動植物中的蛋白質生成小分子的含氮化合物，回到水體和土壤中。
(2)人類活動：
①將空氣中N2合成氨，再進一步轉化為其他含氮化合物，進入水體和土壤中。
②化石燃料燃燒、森林和農作物的枝葉燃燒所產生的氮氧化物通過大氣進入陸地和海洋。
2．氮氣的物理性質
顏色 密度 氣味 溶解性
無 比空氣小 無 難溶于水
氮氣的化學性質
氮元素位于元素周期表的第二周期、第ⅤA族。氮原子的最外電子層有5個電子，既不容易得到3個電子，也不容易失去5個電子。因此，氮原子一般通過共用電子對與其他原子相互結合構成物質，電子式：，結構式：N≡N；氮氮鍵很難斷裂，通常情況下，氮氣的化學性很質穩定、不活潑，不易與其他物質反應。
在一定條件下(如：高溫、放電、點燃)，也能跟某些物質(如：H2、O2、Mg等)發生反應：
(1)與氫氣反應生成NH3：N2＋3H22NH3
(2)與氧氣在放電或高溫條件下生成NO：
N2＋O22NO (在閃電時會發生反應)
N2＋O22NO (在汽車引擎中會發生反應)
(3)與活潑金屬(Mg、Li)反應：
3Mg＋N2Mg3N2
6Li＋N22Li3N
氮化鎂與水的反應：Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑ (金屬氮化物易水解，生成氨氣和相應的堿)
4．氮的固定
(1)概念：使空氣中游離態的氮轉化為含氮化合物。
(2)分類：
氮的固定
5、氮氣的用途
(1)工業上合成氨，制硝酸
(2)代替稀有氣體作焊接金屬時的保護氣，以防止金屬被空氣氧化
(3)在燈泡中填充氮氣以防止鎢絲被氧化或揮發
(4)保存糧食、水果等食品，以防止腐爛
(5)醫學上用液氮作冷凍劑，以便在冷凍麻醉下進行手術
(6)高科技利用液氮制造低溫環境，使某些超導材料獲得超導性能
6、氮氣的制法
(1)實驗室制法：加熱NH4Cl飽和溶液和NaNO2晶體的混合物：NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O
(2)工業制法：工業上從液態空氣中，利用液態氮的沸點比液態氧的沸點低加以分離而制得氮氣
1．下列關于氮元素說法中，不正確的是
A．工業上氫氣和氮氣合成氨屬于人工固氮
B．閃電時，大氣中氮的氧化物的生成屬于氮的固定
C．氮元素在自然界有游離態和化合態
D．非金屬單質氮氣在化學反應中只能作氧化劑
【答案】D
【詳解】A．氮的固定是指游離態氮轉化為化合態氮的過程，工業上氫氣和氮氣合成氨屬于人工固氮，故A正確；
B．閃電時，大氣中氮氣轉化為氮的氧化物屬于氮的固定，故B正確；
C．氮元素在自然界有游離態(氮氣)和化合態(銨態氮和硝態氮等)，故C正確；
D．非金屬單質氮氣在化學反應中能作氧化劑，也能作還原劑，如氮氣與氧氣反應中，氮氣作還原劑，故D錯誤；
故選D。
2．下列有關氮單質及其化合物用途的敘述錯誤的是
A．液氮作冷凍劑 B．氨氣作保護氣 C．硝酸作氧化劑 D．尿素用作氮肥
【答案】B
【詳解】A．液氮氣化吸熱，可用作冷凍劑，故A正確；
B．氮氣在通常情況下不燃燒，也不支持燃燒，不能供呼吸，常用氮氣作保護氣，故B錯誤；
C．硝酸中氮元素為+5價是最高價，常作氧化劑，故C正確；
D．尿素中含有植物所需營養元素N元素，是目前最優質的氮肥，故D正確；
故選：B。
3．N2是空氣的重要組成部分，因此有科學家根據蒸汽機的原理，設計制造出液氮蒸汽機，即利用液態氮的蒸發來驅動機車，從而達到環境保護的目的。其主要依據是
A．液態氮的沸點為-195.8 ℃，遠低于常溫
B．N2在空氣中燃燒放熱
C．N2與H2反應放熱
D．N2在空氣中約占78%(體積分數)
【答案】A
【詳解】氮氣化學性質穩定，不容易參加化學反應；液氮的沸點很低，極易汽化，汽化時吸收熱量，體積膨脹而驅動機車轉動，此過程中不產生污染物，保護了環境，跟氮氣的化學性質及在空氣中的體積分數無關；
故選A。
4．下列關于自然界中氮循環(如圖)的說法錯誤的是
A．人類活動參與了氮循環
B．碳、氫、氧三種元素也參加了氮循環
C．含氮無機物和含氮有機物可相互轉化
D．氮元素均被氧化
【答案】D
【詳解】A．人類活動如人工固氮參與了氮循環，A正確；
B．碳、氫、氧三種元素也參加了氮循環，如制造蛋白質，B正確；
C．含氮無機物和含氮有機物可相互轉化，C正確；
D．人工固氮合成氨反應中，氮元素被還原，D錯誤；
故選D。
5．氮元素是地球上含量豐富的一種元素，氮單質及其化合物在工農業生產、生活中有著重要作用。請回答下列問題：
(1)請寫出工業固氮的化學方程式：_______。
(2)下列有關氮元素的說法正確的是_______。
A．氮氣因為其化學性質不活潑，可以作保護氣，比如充填食品包裝，充填電燈泡等
B．醫學上常用液氮作冷凍劑，在冷凍麻醉條件下做手術，是利用氮氣化學性質的不活潑性
C．氮、磷、鉀是植物生長必需的營養元素
D．用NO2與水反應制取硝酸時，水做還原劑
(3)豆科植物種植時不需施加氮肥的原因是_______。
【答案】(1)N2+3H22NH3
(2)AC
(3)豆類植物的根瘤菌能做生物固氮
【詳解】（1）工業固氮是N2與H2在高溫、高壓催化劑存在條件下反應產生NH3，該反應是可逆反應，則高反應的化學方程式為：N2+3H22NH3；
（2）A．氮氣分子中2個N原子形成共價三鍵，斷裂需消耗很高能夠，因此其化學性質不活潑，可以作保護氣；N2不能幫助呼吸，不能被氧化，比如充填食品包裝，充填電燈泡等，A正確；
B．醫學上常用液氮作冷凍劑，在冷凍麻醉條件下做手術，是利用液態氮氣氣化需吸收大量熱，使環境溫度降低，與其化學性質的不活潑性無關，B錯誤；
C．農作物生長需要氮、磷、鉀等元素，故氮、磷、鉀是植物生長必需的營養元素，C正確；
D．用NO2與水反應制取硝酸時，，反應方程式為：3NO2+H2O=2HNO3+NO，在該反應中只有N元素化合價升降，故NO2既作氧化劑，又作要還原劑，水既不是作還原劑也不作氧化劑，只是一種反應物，D錯誤；
故合理選項是AC；
（3）豆類植物的根瘤菌能做生物固氮，來補充氮元素，因此豆科植物種植時不需施加氮肥或少使用氮肥。
考點2 氮的氧化物
氮元素有+1、+2、+3、+4、+5價，五種正價對應六種氧化物：(N2O)、(NO)、(N2O3)、(NO2、N2O4)、(N2O5)，其中N2O3和N2O5分別是HNO2和HNO3的酸酐
一氧化二氮(N2O)：俗稱笑氣，常作麻醉劑
2、一氧化氮(NO)
(1)物理性質：無色、無味的有毒的氣體，密度比空氣略大，難溶于水
(2)實驗室制法：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，只能用排水法收集
(3)化學性質：既有氧化性又有還原性，以還原性為主
①易被O2氧化為NO2而變紅棕色：2NO＋O2===2NO2 (收集NO氣體必須用排水集氣法，NO的檢驗方法)
②NO與酸性KMnO4反應：5NO＋3MnO4－＋4H＋===5NO3－＋3Mn2＋＋2H2O
③NO與酸性K2Cr2O7反應：2NO＋Cr2O7－＋6H＋===2NO3－＋2Cr3＋＋3H2O
(4)對人體、環境的影響：①與血紅蛋白結合，使人中毒 ②轉化成NO2，形成酸雨、光化學煙霧
3、三氧化二氮(N2O3)：亞硝酸的酸酐，可與水作用生成亞硝酸，N2O3＋H2O===2HNO2
4、二氧化氮(NO2)
(1)物理性質：紅棕色有剌激性氣味的有毒氣體，易溶于水且與水能發生反應
(2)實驗室制法：Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，只能用排空氣法收集
(3)化學性質：既有氧化性又有還原性，以氧化性為主，NO2能氧化SO2、KI等物質
①與SO2的反應：NO2＋SO2===SO3＋NO
②與碘化鉀溶液的反應：NO2＋2KI===2KNO2＋I2 (NO2能使濕潤的淀粉KI試紙為藍)
③與水的反應：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
④與氫氧化鈉溶液的反應：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
⑤與N2O4相互轉化：2NO2N2O4
【微點撥】
①在實驗測定NO2、N2O4的相對分子質量、比較相同條件下相同物質的量的氣體體積大小，以及涉及到NO2氣體的顏色深淺、壓強、密度等方面時要考慮2NO2N2O4反應
②由于NO2氣體和溴蒸氣都為紅棕色氣體，都能使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍，溴蒸氣和NO2通入NaOH溶液均形成無色溶液。故不能用淀粉碘化鉀試紙或NaOH溶液來區別NO2氣體和溴蒸氣，可用水來區別
(4)對人體、環境的影響：形成酸雨、光化學煙霧
(6)NO2、NO溶于水的實驗過程
實驗操作 實驗現象 實驗結論
如圖所示，在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，然后吸入5 mL水，用乳膠管和彈簧夾封住管口，振蕩注射器 無明顯現象 NO不溶于水
打開彈簧夾，快速吸入10 mL空氣后夾上彈簧夾 注射器中氣體由無色變為紅棕色，注射器塞子向左移動 NO與空氣中的O2發生反應生成紅棕色的NO2：2NO＋O2===2NO2
振蕩注射器 注射器中氣體由紅棕色變為無色，注射器塞子繼續向左移動 NO2與水發生反應生成了無色的NO：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
5、四氧化二氮(N2O4)：無色氣體，易液化，與NO2相互轉化，N2O42NO2
6、五氧化二氮(N2O5)：硝酸的酸酐，可與水作用生成硝酸，N2O5＋H2O===2HNO3
7、氮氧化物對環境的污染和防治
(1)氣態的氮氧化物幾乎都是劇毒性物質，都是大氣污染物，在太陽輻射下還會與碳氫化物反應形成光化學煙霧
(2)空氣中氮氧化物的來源：空氣中的NO、NO2主要來源于煤和石油的燃燒、汽車尾氣、硝酸工廠的廢氣等
(3)常見的污染類型
①光化學煙霧：氮氧化物(NxOy)和碳氫化合物(CxHy)在大氣環境中受到強烈的太陽紫外線照射后，發生復雜的化學反應，主要生成光化學氧化劑(主在是O3)及其他多種復雜的化合物，這是一種新的二次污染物，統稱為光化學煙霧。光化學煙霧刺激呼吸器官，使人生病甚至死亡。光化學煙霧主要發生在陽光強烈的夏、秋季節
②酸雨：NOx排入大氣中后，與水反應生成HNO3和HNO2，隨雨雪降到地面，就有可能形成酸雨
③破壞臭氧層：NO2可使平流層中的臭氧減少，導致地面紫外線輻射量增加
④水體污染：水體富營養化
(4)常見的NOx尾氣處理方法
①堿液吸收法：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
NO2、NO的混合氣能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是：n(NO2)≥n(NO)。一般適合工業尾氣中NOx的處理
②催化轉化：在催化劑、加熱條件下，氨可將氮氧化物轉化為無毒氣體(N2)或NOx與CO在一定溫度下催化轉化為無毒氣體(N2和CO2)。一般適用于汽車尾氣的處理
1．甲、乙、丙、丁為中學化學常見的物質，其相互轉化關系如圖(水作為溶劑的未在圖上標出)，下列組合不符合題意的是
甲 乙 丙
A CO2 NaHCO3 Na2CO3
B Fe FeCl2 FeCl3
C H2S S SO2
D NH3 N2 NO
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【詳解】A．丁是NaOH。過量 CO2和氫氧化鈉反應生成 NaHCO3， NaHCO3和氫氧化鈉反應生成 Na2CO3， Na2CO3溶液中通入 CO2 反應生成 NaHCO3，A不合題意；
B．若丁是氯氣，Fe和氯氣反應生成FeCl3；若丁是鹽酸，Fe和鹽酸反應生成FeCl2，FeCl2和鹽酸不反應，B符合題意；
C． 丁是氧氣。H2S 在氧氣不足的條件下燃燒生成S和水，S和氧氣點燃生成 SO2， SO2和 H2S 反應生成S和水，C不合題意；
D．丁是氧氣。NH3在純氧中點燃可以生成氮氣，氮氣和氧氣在放電或高溫下生成NO，NO和NH3在一定條件下可以發生歸中反應生成氮氣和水 ，D不合題意；
故答案為：B。
2．下列有關氨的敘述中，正確的是
A．氨氣具有刺激性氣味，故只能用向上排空氣法收集
B．氯化銨受熱易分解，故可用加熱氯化銨固體的方法制取氨氣
C．氨氣是一種重要的化工產品，工業上用氮氣和氫氣合成氨氣
D．檢驗氨氣可用濕潤的藍色石蕊試紙接近產生氣體的導管口，觀察試紙顏色變化
【答案】C
【詳解】A．氨氣密度小于空氣，應用向下排空氣法收集，A錯誤；
B．氯化銨受熱易分解生成氨氣和氯化氫，在溫度稍低時二者又化合生成氯化銨，因此不能用加熱氯化銨固體的方法制取氨氣，B錯誤；
C．氨氣是一種重要的化工產品，工業上可用氮氣和氫氣合成氨氣，C正確；
D．檢驗氨氣可用濕潤的紅色石蕊試紙接近產生氣體的導管口，如果試紙變為藍色，證明是氨氣，D錯誤；
故選C。
3．化學與能源開發、環境保護、資源利用等密切相關，下列說法正確的是
A．氫能是清潔能源，工業上電解水法制大量氫氣符合節能減排理念
B．無論是風力發電還是火力發電，都是將化學能轉化為電能
C．采用催化轉換技術將汽車尾氣中的和CO轉化為無毒氣體
D．加大鉛酸蓄電池、含汞鋅錳干電池的生產，滿足消費需求
【答案】C
【詳解】A．用電解水法制大量氫氣，消耗大量電能，不符合節能減排理念，故A說法錯誤；
B．風力發電是將風能最終轉化為化學能，火力發電是將化學能最終轉化為化學能，故B說法錯誤；
C．采用催化轉換技術將汽車尾氣中的和CO轉化為無毒氣體，減少空氣污染物的排放，符合環境保護理念，故C說法正確；
D．加大鉛酸蓄電池、含汞鋅錳干電池的生產，廢舊電池含有鋅、錳、鉛、汞污染和廢舊蓄電池電解液污染，會造成環境污染，不符合環境保護的理念，故D說法錯誤；
故選：C。
4．下列氣體不能用排空氣法收集的是
A．SO2 B．NO C．O2 D．CO2
【答案】B
【詳解】A．SO2的密度大于空氣，且不與空氣反應，能用排空氣法收集，A不符合題意；
B．NO與氧氣反應，不能用排空氣法收集，B符合題意；
C．O2的密度大于空氣，且不與空氣反應，能用排空氣法收集，C不符合題意；
D．CO2的密度大于空氣，且不與空氣反應，能用排空氣法收集，D不符合題意；
故答案為：B。
5．下列化合物可由兩種單質直接化合得到的是
A．SO3 B．NO2 C．CuS D．FeCl3
【答案】D
【詳解】A．硫在氧氣中燃燒可生成二氧化硫，二氧化硫在催化作用下反應生成三氧化硫，A錯誤；
B．氮氣和氧氣在放電條件下反應生成NO，NO繼續與氧氣反應生成二氧化氮，B錯誤；
C．硫的氧化性較弱，銅和硫反應生成硫化亞銅，C錯誤；
D．氯氣的氧化性較強，Fe與氯氣反應生成氯化鐵，D正確；
故選D。
6．在一定條件下，將m體積NO2和n體積O2同時通入倒立于水中且盛滿水的容器內，充分反應后，容器內殘留體積的氣體，該氣體與空氣接觸未變為紅棕色，則m與n的比值為
A．3∶4 B．4∶3 C．8∶3 D．3∶8
【答案】B
【詳解】在一定條件下，將m體積NO2和n體積O2同時通入倒立于水中且盛滿水的容器內，充分反應，NO2和O2和水全部溶于水時按照下列反應方程式進行，化學方程式為4NO2+O2+2H2O=4HNO3；充分反應后，容器內殘留0.5m體積的氣體，該氣體與空氣接觸未變為紅棕色，容器中殘留氣體為O2，所以和NO2全部溶于水的O2的體積為，殘留 體積的氣體是氧氣，即，解得m∶n=4∶3；
故答案選B。
夯實基礎
1．工業合成氨：，一般采用700K左右的溫度，其原因是
①提高的平衡轉化率②適當提高氨的合成速率③提高氨的產率④催化劑在700K左右時活性最大
A．只有① B．②④ C．②③④ D．①②
【答案】B
【詳解】工業合成氨：，該反應是放熱的可逆反應，要使平衡向正反應方向移動，應降低溫度，但溫度過低反應速率過小，不利于工業生成效益；溫度越高，反應速率越大，所以應適當升高溫度，使反應速率增大。使用催化劑也能增大反應速率，但在700K左右時催化劑的活性最大，所以選擇采用700K左右的溫度。故選擇②④，故答案選B。
2．關于氮氧化物的說法正確的是
A．氮氧化物一定對人體有害 B．可以用排水集氣法收集NO2氣體
C．雷電多的地方容易形成酸雨 D．收集NO要用排水集氣法
【答案】D
【詳解】A．極稀的一氧化氮可調節血管緊張度，降低血壓，調節血液循環，氮氧化物不一定都是害處，故A錯誤；
B．二氧化氮與水反應生成硝酸和NO，不能選排水法收集，故B錯誤；
C．空氣中的氮氣和氧氣在雷電作用下生成NO，而造成酸雨的主要氣體是二氧化硫，故C錯誤；
D．NO能與氧氣反應，而NO難溶于水，因此可用排水集氣法收集NO，故D正確；
故選：D。
3．如圖所示的氮循環是生態系統物質循環的重要組成部分。
(1)下列說法不正確的是_____。
A．圖中①和②的轉化過程屬于氮的固定
B．氮循環過程中含氮有機物和含氮無機物可以相互轉化
C．③和④的轉化一定屬于氧化還原反應
D．⑥是在反硝化細菌作用下的反硝化過程，該過程有助于彌補人工固氮對氮循環造成的影響
(2)⑤是在硝化細菌作用下的硝化過程，NH在有氧時發生硝化生成NO的離子方程式為_____。
【答案】(1)C
(2)NH+2O2= NO+2H++H2O
【詳解】（1）A．圖中①和②的轉化過程表示大氣中的N2，轉化為化合態，屬于氮的固定，故A正確；
B．含氮無機物可以轉化為動植物蛋白中的含氮有機物，動植物蛋白中的含氮有機物，也可以轉化為含氮無機物，故B正確；
C．動植物蛋白中的含氮化合物中N元素的化合價有-3價，③中的N為-3價，④中N為+3價和+5價，③和④的轉化不一定屬于氧化還原反應，故C錯誤；
D．固氮的過程中，氮氣可轉化為氨氣和硝酸根離子，反硝化過程中又將硝酸根離子轉化為氮氣，有助于彌補人工固氮對氮循環造成的影響，故D正確；
故選C；
（2）⑤是在硝化細菌作用下的硝化過程，NH在有氧時發生硝化生成NO，N元素化合價由-3價上升到+5價，O元素由0價下降到-2價，根據得失電子守恒和電荷守恒配平方程式為：NH+2O2= NO+2H++H2O。
4．圖是工業上制備硝酸的設備和流程示意圖。主要的化學反應如下：
(1)氨在催化劑作用下與氧氣發生反應，生成一氧化氮。
(2)一氧化氮進一步被氧氣氧化，生成二氧化氮。
(3)用水吸收二氧化氮，生成硝酸。
請寫出工業上制備硝酸的化學方程式_________。
【答案】；；。
【詳解】(1)氨在催化劑作用下與氧氣發生反應，生成一氧化氮，其反應為；
(2) 一氧化氮進一步被氧氣氧化，生成二氧化氮，其反應為；
(3) 用水吸收二氧化氮，生成硝酸，其反應為，故填；；。
5．以下是氮循環的一部分：
(1)反應②的化學方程式是___________。
(2)NO2易溶于水并和水發生化學反應，該反應中氧化劑和還原劑物質的量之比為________。
(3)實驗室收集NO的方法為___________。
(4)化合物A的化學式是___________。
(5)治理汽車尾氣的一種方法是用催化劑使NO與CO發生反應：2NO+2CO=2CO2+N2，當生成1molN2時，被還原的NO為___________mol。
【答案】(1)2NO＋O2=2NO2
(2)1∶2
(3)排水法收集
(4)HNO3
(5)2
【詳解】（1）反應①為一氧化氮和氧氣反應，一氧化氮和氧氣化合為二氧化氮，反應為2NO+O2=2NO2，
（2）反應③為二氧化氮和水反應：3NO2+H2O=2HNO3+NO ，N元素化合價由+4價既降低為+2價又升高為+5價，二氧化氮既是氧化劑又是還原劑，根據化合價升降守恒可知，該反應中氧化劑和還原劑物質的量之比為1：2；
（3）NO不溶于水，而且接觸空氣易被氧化，用排水集氣法收集；
（4）根據分析可知化合物A的化學式為HNO3；
（5）NO與CO反應生成CO2和N2，反應為：2NO+2CO=2CO2+N2，N的化合價由+2價降低為0價，化合價降低被還原，生成1mol氮氣，被還原的NO為2mol；
6．非金屬單質A經下圖所示的過程可轉化為含氧酸D，已知D為強酸。請回答下列問題。
(1)若A在常溫下為固體，B是能使品紅溶液褪色的有刺激性氣味的無色氣體。
①D的化學式是___________。
②在工業生產中，B氣體大量排放，被雨水吸收后形成的___________會污染環境。
(2)若A在常溫下為氣體，C是紅棕色的氣體。
①A、C的化學式分別是___________、___________。
②D的濃溶液在常溫下可與銅反應并生成C氣體，該反應的化學方程式為___________；該反應___________(填“屬于”或“不屬于”)氧化還原反應。
【答案】(1) H2SO4； 酸雨
(2) N2；NO2；Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；屬于
【解析】（1）若非金屬單質A在常溫下為固體，B能使品紅溶液褪色，則B是SO2，A是單質硫，C是SO3，D是硫酸。
①D是硫酸，化學式是H2SO4，故答案為：H2SO4；
②在工業生產中二氧化硫氣體的大量排放被雨水吸收后形成了酸雨而污染了環境，故答案為：酸雨；
（2）若A在常溫下為氣體，C是紅棕色的氣體，則A是N2，B是NO，C是NO2，D是硝酸。
①A、C的化學式分別是N2、NO2，故答案為：N2；NO2；
②硝酸具有強氧化性，濃硝酸在常溫下可與銅發生氧化還原反應生成二氧化氮氣體、硝酸銅和水，該反應的化學方程式為：Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，該反應屬于氧化還原反應，故答案為：Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；屬于。
能力提升
1．我國古代文化中蘊含著豐富的化學知識。下列說法正確的是
A．“蠟炬成灰淚始干”，古代的蠟屬于有機高分子
B．“千淘萬漉雖辛苦，吹盡狂沙始到金”，此過程中發生化學變化
C．“千錘萬鑿出深山，烈火焚燒若等閑”，該過程涉及化學變化
D．“雷蟠電掣云滔滔，夜半載雨輸亭皋”，涉及反應
【答案】C
【詳解】A．古代的蠟的主要成分是高級脂肪酸酯，相對分子質量不大，不屬于有機高分子，A錯誤；
B．金在自然環境中穩定，以游離態形式存在，用物理方法將金和沙子分開，得到金單質，B錯誤；
C．加熱碳酸鈣分解生成氧化鈣和二氧化碳，該過程為化學變化，C正確；
D．氧氣和氮氣在閃電作用下發生反應生成，即，D錯誤；
故選C。
2．下列關于C、N、S三種非金屬元素及其化合物的說法，錯誤的是
A．濃硝酸應保存在棕色試劑瓶中
B．濃硫酸與蔗糖的反應可體現其脫水性與強氧化性
C．金剛石、石墨、C60是碳的同素異形體
D．常溫常壓下，氮氣可以和氫氣反應實現氮的固定
【答案】D
【詳解】A．濃硝酸見光易分解，故應保存著棕色試劑瓶中，故A正確；
B．濃硫酸使蔗糖脫水后，C與濃硫酸發生氧化還原反應，則蔗糖變黑同時有刺激性氣味氣體生成，體現了濃硫酸的脫水性和強氧化性，故B正確；
C．金剛石、石墨、C60為碳的不同單質，是碳的同素異形體，故C正確；
D．人工固氮是將氮氣和氫氣在催化劑、高溫高壓下反應生成氨氣，故D錯誤；
故選：D。
3．將充有m mL NO和n mL NO2氣體的試管倒立于水槽中，然后通入m mL O2，若已知mA．mL B．mL
C．mL D．3(n-m)mL
【答案】B
【詳解】一氧化氮與水不反應，二氧化氮與水反應生成硝酸和一氧化氮，反應方程式為3NO2＋H2O =2HNO3＋NO，則將充有一氧化氮和二氧化氮的混合氣體的試管倒立于水槽中，試管中一氧化氮的體積為(m+)mL，向試管中通入氧氣，一氧化氮、氧氣在水中發生反應生成硝酸，反應方程式為4NO＋3O2 ＋2H2O=4HNO3.，若氧氣過量，試管中剩余氧氣的體積為mmL—×(m+)mL=mL，若一氧化氮過量，試管中剩余一氧化氮的體積為(m+)mL—×mmL=mL，故選B。
4．下列說法不正確的是
A．NOx能形成酸雨，NO2轉化為HNO3的化學方程式為：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO
B．CO、NO、NO2都是大氣污染氣體，在空氣中都能穩定存在
C．根據反應2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O可知，可以利用氫氧化鈉溶液吸收二氧化氮以防止氮氧化物對大氣的污染
D．在汽車排氣管上加裝“催化轉化器”是為了減少有害氣體的排放
【答案】B
【詳解】A．NOx能形成酸雨，其中NO2溶于水轉化為HNO3的化學方程式為：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，A正確；
B．CO、NO、NO2都是大氣污染氣體，NO在空氣中易生成NO2，在空氣中NO不能穩定存在，B錯誤；
C．根據反應2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O可知氫氧化鈉溶液能吸收二氧化氮，因此可以利用氫氧化鈉溶液吸收二氧化氮以防止氮氧化物對大氣的污染，C正確；
D．在汽車排氣管上加裝“催化轉化器”可以把氮氧化物等有毒氣體轉化為無毒氣體，因此是為了減少有害氣體的排放，D正確；
答案選B。
5．NO與NO2中氮元素的價態均處于中間價態，則NO與NO2均既有氧化性又有還原性。
(1)NO極易與氧氣反應表現___________性，化學方程式為___________；在一定條件下與氨氣發生歸中反應生成N2，其化學方程式為___________。
(2)NO2可發生自身歧化反應，NO2與H2O的化學方程式為___________，氧化劑和還原劑的物質的量之比為___________，NO2與NaOH溶液反應可生成兩種鹽，其中一種是NaNO3，化學方程式為___________。
【答案】(1)還原；2NO＋O2=2NO2； 4NH3＋6NO5N2＋6H2O
(2)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO；1∶2； 2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O
【解析】(1)NO極易與氧氣反應，生成NO2，N元素的化合價升高，表現還原性，化學方程式為2NO＋O2=2NO2；在一定條件下，NO與氨氣發生歸中反應，生成N2和水，其化學方程式為4NH3＋6NO5N2＋6H2O。答案為：還原；2NO＋O2=2NO2；4NH3＋6NO5N2＋6H2O；
(2)NO2與H2O反應時，可發生歧化反應，生成HNO3和NO，化學方程式為3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，作氧化劑的NO2得電子生成NO，作還原劑的NO2失電子產物與水作用生成HNO3，所以氧化劑和還原劑的物質的量之比為1∶2，NO2與NaOH溶液反應可生成兩種鹽，其中一種是NaNO3，則另一種鹽為NaNO2，化學方程式為2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O。答案為：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO；1∶2；2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O。
6．如圖所示裝置：
(1)若試管中充滿NO2氣體，試管中發生的現象是___________。
(2)向上述試管中通入氧氣，發生的現象是___________。
(3)若試管中充滿NO氣體，然后通過導氣管向試管中充入O2，當試管中剛好充滿液體時，發生的反應是___________。
【答案】(1)試管中液面上升到試管的2/3處，氣體由紅棕色變為無色
(2)液面上升，直到充滿整個試管
(3)4NO+3O2+2H2O=4HNO3
【解析】
(1)若試管中充滿NO2氣體，發生反應3NO2+H2O=2HNO3+NO，試管中發生的現象是試管中液面上升到試管的2/3處，氣體由紅棕色變為無色；
(2)向上述試管中通入氧氣，發生反應4NO+3O2+2H2O=4HNO3，發生的現象是液面上升，直到充滿整個試管；
(3)若試管中充滿NO氣體，然后通過導氣管向試管中充入O2，當試管中剛好充滿液體時，發生的反應是4NO+3O2+2H2O=4HNO3。
培優專練
1．氮元素在地球上含量豐富，氮及其化合物在工農業生產、生活中有著重要作用。下列敘述與氮元素的循環無關的是
A．工業合成氨的過程是固氮的過程
B．自然界中，氨是動物體特別是蛋白質腐敗后的產物
C．為防止糧食、罐頭、水果等食品腐爛，常用氮氣作保護氣
D．在電閃雷鳴的雨天，N2與O2會發生反應并最終轉化為硝酸鹽被植物吸收
【答案】C
【詳解】C是錯誤的，氮氣性質穩定，可用作保護氣，與氮元素的循環無關。所以答案選C。
2．如圖所示，試管中盛裝的是紅棕色氣體(可能是混合物)，當倒扣在盛有水的水槽中時，試管內水面上升，但不能充滿試管，當向試管內鼓入氧氣后，可以觀察到試管中水柱繼續上升，經過多次重復后，試管內完全被水充滿，原來試管中盛裝的氣體可能是
A．可能是 N2 與 NO2的混和氣體 B．可能是H2 與 NO2的混和氣體
C．可能是 NO 與NO2 的混和氣體 D．只可能是 NO2一種氣體
【答案】C
【詳解】A．因為氮氣不與水、氧氣反應，因此如果原試管中含有氮氣，試管內水面上升，但是無法充滿試管，A錯誤；
B．氫氣不與水、氧氣反應，因此如果原試管中含有氫氣，試管內水面上升，但是無法充滿試管，試管中不可能有氫氣，B錯誤；
C．如果原試管中含有的是一氧化氮和二氧化氮的混合氣體，之前發生的反應是，通入氧氣之后，可以使試管完全被水充滿，C正確；
D．該試管中的氣體可以是多種氣體的組合，D錯誤；
故選C。
3．有一倒置于水槽且裝滿水的容器，向其中依次通入一定體積的，NO和，充分反應后，若容器中仍充滿溶液，則通入的，NO和的體積比可能是（ ）
A．1：1：1 B．4：3：2 C．4：16：13 D．4：3：4
【答案】AC
【詳解】解法①反應后容器中仍充滿溶液，說明沒有氣體剩余，根據反應、進行判斷，
若為1體積，NO為1體積，則消耗體積，故、NO和的體積比為1：1：1，A項符合題意；
若為4體積，NO為16體積，則消耗體積，故B、D項不符合題意；
同理可得出C項符合題意。
解法②根據阿伏加德羅定律可知，相同條件下，氣體的體積之比等于其物質的量之比，故解題時可將體積看成物質的量，
、NO、和的反應是氧化還原反應，根據氧化還原反應中得失電子守恒進行解答。
設的物質的量為、NO的物質的量為、的物質的量為，
氧化過程：在反應中失去電子；在反應中失去電子；
還原過程：在反應中得到電子；
根據得失電子守恒得，然后把各選項中的數據代入上述等式，若等式成立，則該項的比值是可能的，故A、C項符合題意。
答案選AC。
4．氮元素在生命活動中扮演著十分重要的角色，回答下列與氮及其化合物有關的問題。
(1)請用化學方程式表示工業合成氨的反應原理：______；
(2)氨氣通入水中可制得氨水，氨水能使無色的酚酞試劑變紅。請用電離方程式表示其原因：____。
(3)氨氣可以跟多種物質發生反應，請將如圖所示實驗中有關反應的化學方程式填在橫線上：___，_______。
【答案】N2＋3H2 2NH3；NH3·H2O NH4＋＋OH－；4NH3＋5O2 4NO＋6H2O； 2NO＋O2===2NO2
【詳解】工業合成氨的反應為N2＋3H22NH3；氨水顯弱堿性，原因是NH3·H2ONH4＋＋OH－；濃氨水易揮發，揮發出來的氨氣在加熱、催化劑存在的條件下被氧化生成一氧化氮，繼而被氧化為紅棕色的二氧化氮。
5．現已確認，的排放是造成酸雨及光化學污染的罪魁禍首，如圖表示了我國某地區在1959～2019年間，空氣中含量因燃料燃燒、工業生產、交通運輸以及其他因素的影響而發生變化的統計數據。
(1)結合上圖數據，判斷下列說法正確的是_________。
A．在交通運輸中排放的與燃料的不充分燃燒有關
B．1mol氮氧化物()形成酸雨時轉移電子
C．轉化為NO的過程不屬于氮的固定
D．隨著汽車工業的發展，交通運輸的排放量所占比重在逐漸增大
(2)汽車尾氣中常常含有CO、等氣體，為減輕污染，現代汽車都加裝了“三效催化凈化器”，可將汽車尾氣中的有毒氣體處理為無污染的氣體(假設CO、均不能完全轉化)。某小組在實驗室模擬汽車尾氣處理，設計了如圖所示裝置(部分夾持儀器已略去)。
①裝置(Ⅲ)的主要作用是________________________。
②加熱停止后，打開旋塞K，放入適量氧氣時，裝置(Ⅱ)中可觀察到的現象是________________；裝置(IV)中可觀察到的現象是_______________________________________________。
③該套裝置中有不完善之處，還應在裝置(Ⅳ)后增加_____________________________。
(3)工業上常用堿液來吸收，有關的化學反應：
①
②
現有一定條件下a mol和b mol NO的混合氣體恰好被200mL NaOH溶液完全吸收，則a、b應滿足的關系為________________________。NaOH溶液的物質的量濃度為_________
【答案】BD；檢驗CO是否轉化為；出現紅棕色氣體；黑色粉末變紅；尾氣處理裝置；；
【詳解】(1)A. 交通運輸主要使用的燃料為汽油等化石能源，燃燒不充分釋放出的主要是CO，而不是，A項錯誤；
B. 形成酸雨可表示為，1mol轉移電子，B項正確；
C. 轉化為其化合物的過程是氮的固定，C項錯誤；
D. 根據圖示，隨著汽車工業的發展，交通運輸所產生的逐漸增加，D項正確；
(2)①CO和NO在催化劑和加熱條件下轉化為和，與澄清石灰水反應生成，所以裝置(Ⅲ)的主要作用是檢驗CO是否轉化為；
②由于有部分NO沒有轉化為，向裝置中通入空氣時，裝置(Ⅱ)中的NO與反應生成紅棕色的氣體；由于有部分CO沒有轉化為，裝置(Ⅳ)中CO會與CuO反應生成Cu，黑色粉末變紅；
③尾氣中仍殘留有未反應的CO、NO氣體，所以應增加尾氣處理裝置；
(3)根據題示反應可知，和NO的物質的量之比應大于等于1：1，NO氣體才能反應完全，故；根據化學方程式的比例關系可知，參與反應①的NaOH的物質的量為2bmol，與單獨反應的NaOH的物質的量為，故。
6．利用元素的化合價推測物質的性質是化學研究的重要手段，氮元素的常見化合價與部分物質類別的對應關系如圖所示。
(1)從氮元素化合價的角度分析，X、Y、Z、W中既具有氧化性又具有還原性的有______（填化學式）。
(2) N2O是硝酸生產中氨催化氧化的副產物，用特種催化劑能使N2O分解。NH3與O2在加熱和催化劑作用下生成N2O的化學方程式為_______________。尾氣中的NO用酸性NaClO溶液吸收，其原理是HClO氧化NO生成Cl 和NO3-，其離子方程式為______________________________________。
(3)將集滿紅棕色氣體Z的試管倒置于盛有水的水槽中，觀察到的現象為_______________________。
(4)W的稀溶液與銅單質發生反應的離子方程式為__________________________。
(5)已知NaNO2能被酸性KMnO4溶液氧化為NaNO3，則50mL0.01 mol·L-1 NaNO2溶液與10mL0.02 mol·L-1 KMnO4溶液恰好完全反應時，還原產物中Mn元素的化合價為__________________________。
【答案】NO、NO2 ； 2NH3+2O2N2O+3H2O；3HClO+2NO+H2O=3Cl +2 NO3-+5H+；試管內液面逐漸上升至試管容積的2/3左右，紅棕色氣體逐漸變為無色氣體；3Cu + 2NO3- + 8H+ = 3Cu2+ + 2NO↑+4H2O；+2
【詳解】由化合價可知X為NH3，Y為NO，Z為NO2，W為HNO3，
(1)從氮元素化合價變化的角度分析，如既有氧化性，也有還原性，則N元素化合價為中間價態，可為NO、NO2；
(2)NH3與O2在加熱和催化劑作用下生成N2O和水，反應的化學方程式為2NH3+2O2N2O+3H2O；在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl-和NO3-，反應后溶液呈酸性，則反應的離子方程式為3HClO+2NO+H2O=3Cl-+2NO3-+5H+；
(3)二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮：3NO2+H2O=2HNO3+NO，一氧化氮是無色氣體，二氧化氮是紅棕色氣體，二氧化氮和水反應后氣體壓強減小，外界大氣壓不變，所以外界大氣壓對水作用而使水進入試管中，3體積NO2轉化為1體積NO，所以現象為試管內液面逐漸上升至試管容積的2/3左右，紅棕色氣體逐漸變為無色氣體；
(4)稀硝酸與銅反應生成硝酸銅和NO，反應的離子方程式為3Cu+8H++2NO3﹣＝3Cu2++2NO↑+4H2O；
(5)50mL0.01mol L﹣1 NaNO2溶液中n(NaNO2)＝0.05L×0.01mol/L＝5×10﹣4mol，10mL0.02mol L﹣1 KMnO4溶液中n(KMnO4)＝0.01L×0.02mol/L＝2×10﹣4mol，二者恰好完全反應時，設還原產物中Mn元素的化合價為x，則5×10﹣4mol×2＝2×10﹣4mol×(7﹣x)，解得x＝+2

展開更多......

收起↑