高考化學(xué) 第4章（非金屬及其化合物）第4節(jié) 氮及其重要化合物 考點(diǎn)（1）氮?dú)饧捌涑Ｒ?jiàn)氧化物講與練（含解析）

1、非金屬及其化合物李仕才考點(diǎn)一氮?dú)饧捌涑Ｒ?jiàn)氧化物1氮元素在自然界中的存在及氮的固定2氮?dú)?1)分子式：N2，電子式：NN，結(jié)構(gòu)式：NN。(2)物理性質(zhì)：無(wú)色無(wú)味的氣體，密度比空氣略小，難溶于水，熔點(diǎn)、沸點(diǎn)很低。(3)化學(xué)性質(zhì)與氧氣反應(yīng)：N2O22NO(導(dǎo)致汽車(chē)尾氣中產(chǎn)生氮的氧化物和雷電固氮)；與氫氣反應(yīng)：N23H22NH3(工業(yè)合成氨的反應(yīng)原理)；與Mg反應(yīng)：3MgN2Mg3N2。3氮的氧化物(1)氮的氧化物氮有多種價(jià)態(tài)的氧化物，如N2O、NO、NO2、N2O4、N2O3、N2O5等，其中屬于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。(2)NO和NO2性質(zhì)的比較判斷正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”)1N

2、O2溶于水時(shí)生成HNO3，故NO2是硝酸的酸酐。()2CO、NO、NO2都是大氣污染氣體，在空氣中都能穩(wěn)定存在。()3NO2溶于水時(shí)發(fā)生氧化還原反應(yīng)。()4NO2通入FeSO4溶液中始終無(wú)明顯現(xiàn)象。()5NO2溶于水時(shí)，NO2是氧化劑，水是還原劑，二者的物質(zhì)的量之比為31。()6溴蒸氣和NO2都為紅棕色氣體用濕潤(rùn)的淀粉KI試紙可以鑒別。()7標(biāo)準(zhǔn)狀況下，6.72 L NO2與水充分反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.1NA。()8制二氧化氮時(shí)，用水或NaOH溶液吸收尾氣。()1氮的氧化物都有毒，其中NO2與N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此實(shí)驗(yàn)測(cè)得NO2的平均相對(duì)分子質(zhì)量總大于46，也沒(méi)有純凈N

3、O2和N2O4氣體。2驗(yàn)證某無(wú)色氣體是NO的方法是讓無(wú)色氣體接觸氧氣或空氣，無(wú)色氣體變?yōu)榧t棕色。3NO2、NO可用堿液處理，如NaOH溶液吸收原理為NO2NO2NaOH=2NaNO2H2O、2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O。4NO2雖然與水反應(yīng)生成HNO3，但不是硝酸的酸酐。NO2既有氧化性又有還原性，以氧化性為主。如NO2能使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)：2NO22KI=2KNO2I2。5鑒別NO2和溴蒸氣常用AgNO3溶液、H2O、CCl4。一、氮及其氧化物的性質(zhì)及其對(duì)環(huán)境的影響1關(guān)于氮的變化關(guān)系圖如圖：則下列說(shuō)法不正確的是()A路線(xiàn)是工業(yè)生產(chǎn)硝酸的主要途徑B路線(xiàn)、是雷電固氮生成

4、硝酸的主要途徑C上述所有反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)D上述反應(yīng)中只有屬于氮的固定解析：工業(yè)上生產(chǎn)硝酸的流程是氮?dú)夂蜌錃馍砂睔?，氨氣與氧氣反應(yīng)4NH35O24NO6H2O路線(xiàn)，一氧化氮與氧氣反應(yīng)2NOO2=2NO2路線(xiàn)，二氧化氮被水吸收3NO2H2O=2HNO3NO路線(xiàn)，路線(xiàn)是工業(yè)生產(chǎn)硝酸的主要途徑，A正確；在放電條件下，氮?dú)夂脱鯕獍l(fā)生化合反應(yīng)：N2O22NO路線(xiàn)；NO不穩(wěn)定，易被氧氣氧化為二氧化氮：2NOO2=2NO2路線(xiàn)，二氧化氮溶于水生成硝酸：3NO2H2O=2HNO3NO路線(xiàn)，B正確；從氮的變化關(guān)系圖可知：N從N2(0價(jià))NO(2價(jià))NO2(4價(jià))HNO3(5價(jià))，都是氧化還原反應(yīng)，C正確；上

5、述反應(yīng)中空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)變?yōu)楹衔?，符合氮的固定的定義，屬于氮的固定，含氮化合物轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌镔|(zhì)，是氮的化合物之間的轉(zhuǎn)化，不是氮的固定，D錯(cuò)誤。答案：D2下列說(shuō)法正確的是()ACO、NO、NO2都是大氣污染物，在空氣中都能穩(wěn)定存在BNO可用于某些疾病的治療CNO2通入FeSO4溶液中始終無(wú)明顯現(xiàn)象DNO是一種紅棕色氣體解析：NO易被氧化為NO2；NO2通入溶液中生成HNO3，能把Fe2氧化成Fe3，溶液由淺綠色變成棕黃色；NO為無(wú)色氣體。答案：B3隨著我國(guó)汽車(chē)年銷(xiāo)量的大幅增加，空氣環(huán)境受到了很大的污染。汽車(chē)尾氣裝置里，氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的過(guò)程如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A反應(yīng)中N

6、O為氧化劑，N2為氧化產(chǎn)物B汽車(chē)尾氣的主要污染成分包括CO、NO和N2CNO和O2必須在催化劑表面才能反應(yīng)D催化轉(zhuǎn)化總化學(xué)方程式為2NOO24CO4CO2N2解析：反應(yīng)過(guò)程中NO、O2為氧化劑，N2為還原產(chǎn)物；汽車(chē)尾氣中的N2不是污染物；NO和O2的反應(yīng)不需要催化劑；根據(jù)題中的圖示，可將反應(yīng)的過(guò)程分成如下兩步寫(xiě)：2NOO2=2NO2,2NO24CO=N24CO2，將兩步反應(yīng)式合并可得總化學(xué)方程式為2NOO24CO4CO2N2。答案：D4已知化學(xué)反應(yīng)：2NO2CON22CO2，NO2SO2NOSO3。下列說(shuō)法正確的是()A反應(yīng)可用于汽車(chē)尾氣處理，NO是還原劑，CO2是氧化產(chǎn)物B反應(yīng)是非氧化還原反

7、應(yīng)，反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)不變C反應(yīng)中，NO2的氧化性比SO2的氧化性強(qiáng)D利用上述兩反應(yīng)處理尾氣，能達(dá)到保護(hù)環(huán)境要求解析：反應(yīng)中N元素的化合價(jià)由2價(jià)降為0，被還原作氧化劑，A錯(cuò)誤；反應(yīng)中，N、S元素的化合價(jià)均發(fā)生了變化，為氧化還原反應(yīng)，B錯(cuò)誤；反應(yīng)中的產(chǎn)物NO、SO3均是污染物，D錯(cuò)誤。答案：C5下列反應(yīng)必須加入氧化劑且一步反應(yīng)就能完成的是()N2NO2NO2NONO2HNO3N2NON2NH3ABCD解析：本題有兩個(gè)要求：(1)必須加入氧化劑；(2)一步反應(yīng)就能完成。反應(yīng)、從化合價(jià)角度來(lái)看都升高，但反應(yīng)N2NO2不能一步反應(yīng)完成；而反應(yīng)NO2HNO3，雖然氮的化合價(jià)升高，但不加氧化劑也能實(shí)現(xiàn)，

8、如3NO2H2O=2HNO3NO，在該反應(yīng)中，NO2既是氧化劑又是還原劑；只有反應(yīng)N2NO必須加入氧化劑且一步反應(yīng)就能完成。答案：C二、氮及其氧化物的簡(jiǎn)單計(jì)算6已知氮的氧化物跟NaOH溶液發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下：3NO22NaOH=2NaNO3NOH2O；NO2NO2NaOH=2NaNO2H2O；現(xiàn)有m mol NO2和n mol NO組成的混合氣體，要用NaOH溶液使其被完全吸收無(wú)氣體剩余，現(xiàn)有濃度為a molL1的NaOH溶液，則需此NaOH溶液的體積為()A. L B. L C. L D. L解析：生成物不論是硝酸鈉還是亞硝酸鈉，根據(jù)原子守恒可知?dú)溲趸c的物質(zhì)的量就是NO2和NO的物質(zhì)的量之

9、和，則氫氧化鈉是(mn) mol，則氫氧化鈉溶液的體積為(mn)/a L。答案：C7如圖所示，試管中盛裝的是紅棕色氣體(可能是混合物)，當(dāng)?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r(shí)，試管內(nèi)水面上升，但不能充滿(mǎn)試管，當(dāng)向試管內(nèi)鼓入氧氣后，可以觀察到試管中水柱繼續(xù)上升，經(jīng)過(guò)多次重復(fù)后，試管內(nèi)完全被水充滿(mǎn)，原來(lái)試管中盛裝的氣體是()A可能是N2與NO2的混合氣體B只能是O2與NO2的混合氣體C可能是NO與NO2的混合氣體D只能是NO2一種氣體解析：解答本題要注意以下兩點(diǎn)：(1)明確氮?dú)獠蝗苡谒?，且常溫下不與O2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；(2)NO2可與水反應(yīng)生成不溶于水的NO，NO2和NO分別與氧氣按適當(dāng)?shù)谋壤杀凰耆?。答?/p>

10、：C8氮的氧化物(用NOx表示)是大氣污染物，必須進(jìn)行處理。(1)汽車(chē)尾氣主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物質(zhì)，這種尾氣逐漸成為城市空氣污染的主要來(lái)源之一。汽車(chē)尾氣中的CO來(lái)自于_，NO來(lái)自于_。汽車(chē)尾氣對(duì)環(huán)境的危害主要有_(至少填兩種)。汽車(chē)尾氣中的CO、NOx在適宜溫度下采用催化轉(zhuǎn)化法處理，使它們相互反應(yīng)生成參與大氣循環(huán)的無(wú)毒氣體，反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為_(kāi)。(2)用氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體。已知：4NH36NO5N26H2O,8NH36NO27N212H2O。同溫同壓下，3.5 L NH3恰好將3.0 L NO和NO2的混合氣體完全轉(zhuǎn)化為N2，則原混合氣體中NO和NO2的體積之

11、比是_。(3)工業(yè)尾氣中氮的氧化物常采用堿液吸收法處理，若NO與NO2按物質(zhì)的量之比11被足量NaOH溶液完全吸收后得到一種鈉鹽，該鈉鹽的化學(xué)式是_。解析：(1)汽車(chē)汽缸內(nèi)不斷進(jìn)行著汽油的燃燒反應(yīng)，當(dāng)空氣不足時(shí)，汽油不完全燃燒，會(huì)產(chǎn)生CO；當(dāng)空氣過(guò)量時(shí)，N2和O2在放電或高溫條件下反應(yīng)生成NO。汽車(chē)尾氣對(duì)環(huán)境的危害很大，可以形成硝酸型酸雨，導(dǎo)致光化學(xué)煙霧，產(chǎn)生溫室效應(yīng)。CO、NOx反應(yīng)后生成的無(wú)毒氣體為CO2和N2。(2)V(NO)V(NO2)3.0 L，V(NO)V(NO2)3.5 L，則V(NO)0.75 L，V(NO2)2.25 L，V(NO)V(NO2)13。(3)NO中氮的化合價(jià)為2

12、價(jià)，NO2中氮的化合物為4價(jià)，二者11混合時(shí)與NaOH反應(yīng)生成鹽的化合價(jià)必然為3價(jià)，即為NaNO2。答案：(1)汽油的不完全燃燒N2與O2在汽車(chē)汽缸內(nèi)的高溫環(huán)境下的反應(yīng)形成酸雨、導(dǎo)致光化學(xué)煙霧、產(chǎn)生溫室效應(yīng)(任寫(xiě)兩種即可)2xCO2NOx2xCO2N2(2)13(3)NaNO2氮的氧化物溶于水的計(jì)算一、原理解答氮氧化物溶于水的計(jì)算問(wèn)題首先明確原理，無(wú)論是單一氣體(NO2)，還是NO、NO2、O2中的兩者或三者的混合氣體，反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是3NO2H2O=2HNO3NO,2NOO2=2NO2，故若有氣體剩余只能是NO或O2，不能是NO2。二、方法氮的氧化物與O2、H2O反應(yīng)的計(jì)算，常見(jiàn)的有三種方法1

13、加合式法(1)NO2和O2混合氣體溶于水的計(jì)算由4NO2O22H2O=4HNO3可知：V(NO2)V(O2)(2)NO與O2同時(shí)通入水中2NOO2=2NO2、3NO2H2O=2HNO3NO總的化學(xué)方程式為4NO3O22H2O=4HNO3可知：V(NO)V(O2)(3)NO2、NO、O2三種混合氣體通入水中：可先將NO和O2轉(zhuǎn)化為NO2，再按上述各種情況分別處理。也可先將NO2和H2O反應(yīng)轉(zhuǎn)化為NO，再按4NO3O22H2O=4HNO3情況處理。2 原子守恒法4NO2O2和4NO3O2從組成上均相當(dāng)于2N2O5的組成，都與N2O5H2O=2HNO3等效。當(dāng)NO、NO2、O2的混合氣體溶于水時(shí)利用

14、混合氣體中N、O原子個(gè)數(shù)比進(jìn)行分析判斷。n(N)n(O)3 電子守恒法NO與O2的混合氣體通入水中發(fā)生反應(yīng)：2NOO2=2NO2、3NO2H2O=2HNO3NO，在這當(dāng)中，存在著NO向NO2轉(zhuǎn)化、NO2向HNO3轉(zhuǎn)化的同時(shí)又生成NO的循環(huán)反應(yīng)。但總體來(lái)講，NOHNO3，N的化合價(jià)升高是由于被O2氧化，因此可寫(xiě)出在氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)必然相等。1將盛有12 mL NO2和O2的混合氣體的量筒倒立于水槽中，充分反應(yīng)后，還剩余2 mL無(wú)色氣體，則原混合氣體中O2的體積和剩余的2 mL氣體分別是()A1.2 mL，NOB2.4 mL，O2C3.5 mL，O2 D4 mL，NO解析：解題依據(jù)的化學(xué)反

15、應(yīng)原理：4NO2O22H2O=4HNO3，3NO2H2O=2HNO3NO。設(shè)O2的體積為x，剩余的氣體有兩種可能：若剩O2，則V剩x(12 mLx)2 mL，解得x4 mL，B、C錯(cuò)誤；若剩NO，則V剩(12 mLx)4x2 mL，解得x1.2 mL，D錯(cuò)誤，A正確。答案：A2如圖，同溫同壓下，反應(yīng)完全后有氧氣剩余的是()A試管通入了40 mL NO2和10 mL O2B試管通入了40 mL NO和10 mL O2C試管通入了40 mL NO、10 mL NO2和10 mL O2D試管通入了10 mL NO、20 mL NO2和20 mL O2解析：A項(xiàng)，n(N)n(O)410，恰好完全反應(yīng)；

16、B項(xiàng)，n(N)n(O)46，剩余氣體為NO；C項(xiàng)，n(N)n(O)58，剩余氣體為NO；D項(xiàng)，n(N)n(O)39，剩余氣體為O2。答案：D3室溫時(shí)，在容積為a mL的試管中充滿(mǎn)NO2氣體，然后倒置在水中至管內(nèi)水面不再上升時(shí)為止；再通入b mL O2，則管內(nèi)液面又繼續(xù)上升，測(cè)得試管內(nèi)最后剩余氣體為c mL，且該氣體不支持燃燒。則a、b、c的關(guān)系是()Aa4b3c Ba4bcCab41 Dab43解析：剩余氣體不支持燃燒，故為NO氣體，即相當(dāng)于NO2與O2混合作用于水時(shí)剩余3c mL NO2，4NO2O22H2O=4HNO341(a3c) b則41(a3c)b整理得a4b3c。答案：A4將充有a mL NO和b mL NO2氣體的試管倒立于水槽中，然后通入a mL O2。氣體體積均在同溫同壓下測(cè)定，且ba，則充分反應(yīng)后，試管中氣體在同溫同壓下的體積為()A. mLB. mLC. mLD. mL解析：已知反應(yīng)4NO2O22H2O=4HNO3,4NO3O22H2O=4HNO3；由這兩個(gè)反應(yīng)可得NONO2O2H2O=2HNO3，ba，則同溫同壓下反應(yīng)中NO2過(guò)量(ba) mL，而過(guò)量的NO2與