一氧化氮和二氧化氮

二氧化氮和一氧化氮 一、自主学习 二氧化氮和一氧化氮 1. 氮气 氮气是一种 色 味的气体，占空气体积的 左右。在一定条件下，N 2 和 O2 反应的化学方程式为： 。 2.一氧化氮 （1）物理性质：NO 是 色 毒 溶于水的气体。 （2）化学性质：NO 易与 O2 化合，所以不能与 O2 共存。与 O2 反应的方程式为： 。 所以实验室收集 NO 只能用 法收集，而不能用 法收集。 3.二氧化氮 （1）物理性质：NO 2 是 色，有 气味的 毒气体。密度比空气 ，易 ， 易溶于水且与水反应。在闪电时，大气中有少量 NO2 生成，并随雨水落下。 （2）化学性质：NO 2 易与 反应，化学方程式为： 。 所以实验室收集只能用 法收集，而不能用 法收集。 【思考】雷雨为什么对农作物有利？ 请你设计实验，要求尽可能多地使二氧化氮杯水吸收。 实验步骤 实验现象 实验结论 将充满 NO2 的试管倒立 于水槽中，并不断振荡 试管内的气体颜色由 色慢 慢变为 色，最后剩余气体 为原气体体积的 ；液体进 入试管并占试管总体积的 。 NO2 溶于水并与 H2O 发生反应 ： 生成的 NO 于水。 氮的氧化物溶于水的计算 （1）有关化学反应方程式 3NO 2+H2O 2HNO3+NO 4NO 2+O2+2H2O 4HNO3 4NO+3O 2+2H2O 4HNO3 2NO+O 2 2NO2 (2)不同情况及剩余气体的体积 序号 气体 反应 剩余气体 剩余气体的量 NO2 NO2+NO V（NO 2）V（O 2） 41 V（NO 2）V（O 2） 41 NO2+O2 V（NO 2）V（O 2） 41 V（NO）V（O 2） 43 V（NO）V（O 2） 43 NO+O2 V（NO）V （O 2）4：3 通过导管通入少量的氧 气 气体迅速由 色变为 色，液面 ，气体 最后又变为 色。 NO 于水，易与 发生反应： 生成的 NO2 又与 反应 生成 和 。 重复上述操作几次 重复出现第二步骤中的现象，最 终 ， 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 第四章 非金属及其化合物 二、考点突破 考点1N 2的性质 【例 1】下列用途中，应用了氮气性质的不活泼性的是： A、金属焊接时的保护气，和氩气混合充填灯炮 B、用于合成氨气 C、工业上以氮气为原料之一制硝酸 D、保护粮食和水果 【答案】A、D 考点2NO、 NO2的性质 【例 2】Murad 等三位教授最早提出 NO 分子在人体内有独特功能，近年来此领域研究有 很大发展，因此这三位教授荣获了 1998 年诺贝尔医学及生理学奖。下列关于 NO 的叙述不正确的是 ( ) A. NO 可以是某些含低价 N 物质氧化产物 B. NO 不是亚硝酸酐 C. NO 可以是某些含高价 N 物质的还原产物 D. NO 是棕色气体 【答案】D 考点3NO、 NO2、O2与水作用计算 （1）NO 2 或 NO2 与 N2（非 O2）的混合气体溶于水时可依据： 3NO2+2H2O=2HNO3+NO，利用气体体积差值进行计算。 （2）NO 2 和 O2 的混合气体溶于水时 ， 由 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 可知， 体积比 V（NO 2）：V（O 2） =4：1 时，恰好完全反应； 体积比 V（NO 2）：V（O 2） 4：1 时，NO 2 过量，剩余气体为 NO； 体积比 V（NO 2）：V（O 2） 4 ：3 时，剩余 NO； 当体积比 V（NO）：V（O 2）2：5 时， 剩余 NO。 【例 3】在标准状况下，将 O2 与 NO 按 3：4 的体积比充满一个干燥烧瓶，将烧瓶倒置于 水中，瓶内液面逐渐上升后，最后烧瓶内溶液的物质的量浓度为（ ） A0.045molL 1 B0.036molL 1 C0.026molL 1 D 0.030molL 1 【答案】B 【解析】此题涉及两个知识点：NO 与 O2 迅速反应生成 NO2。NO 2 与 O2 混合气与水 发生反应：4NO 2O 22H 2O 4HNO3。设 O2 为 3mol，NO 为 4mol。根据 2NOO 2 2NO2，烧瓶内实际存在的是 4molNO2 和 1molO2，与水作用后，恰 好生成 4molHNO3，溶液的体积为 522.4L。故硝酸溶液的浓度为 4/（522.4） 0.036（molL 1 ） 。 【小结】解答本题容易出现下列错误：设 O2 为 3L，NO 为 4L，恰好反应生成 molHNO3，烧瓶容积等于气体体积，为 347L，故 HNO3 的物质的量浓度4.2 为 /70.026molL 1 ，选 C。错误的根本原因在于忽视了 3LO2 和 4LNO 充 入烧瓶即发生反应：2NOO 2 2NO2，气体实际体积为 5L（4LNO 2 和 1LO2） ， 故烧瓶容积应为 5L 而不是 7L。 【例 4】将盛有氮气和二氧化氮（无 N2O4）混合气体的试管倒立于水中，经过足够长时间 后试管内气体的体积缩小为原来的一半，则原混合气体中氮气与二氧化氮的体积 比是 A、1：1 B、1：2 C、1：3 D、3：1 解析：将试管倒立于水中，仅 NO2与 H2O 反应，生成的 NO 及 N2为剩余气体。设原气体的体 积为 V，设 NO2 的体积为 x。根据差量法解： 3NO2+2H2O=2HNO3+NO 体积减小 3 2 x V/2 x= V （N 2）=V3V/4=V/4 V（N 2）：V（NO 2）=V/4：3V/4=1：3432 【答案】C 第四章 非金属及其化合物 三、基础训练 1、下列反应中气体物质既作氧化剂又作还原剂的是（） A、氯气通入石灰水 B、二氧化氮通入水 C、二氧化碳通入漂白粉溶液 D、F 2通入水 2、能鉴别 Br2蒸气和 NO2两种红棕色气体的试剂是 A、 淀粉碘化钾溶液 B、蒸馏水 C、硝酸钾溶液 D、石蕊试液 3、 下列气体不会造成大气污染的是 A、SO 2 B、NO C、NO 2 D、N 2 4、下列气体因与人体血液中血红蛋白作用而中毒的是（） A、NO B、NO 2 C、CO D、CO 2 5、一定条件下，将一装满 NO2的试管倒立于水槽中，液面上升的高度为 A、13 试管 B、23 试管 C、满试管 D、34 试管 6、用 N2填充电灯泡，是依据氮的下列性质中的 A、N 2无色 B、N 2的化学性质不活泼 C、N 2难溶于水 D、N 2难于液化 7、起固氮作用的化学反应是（） A、氮与氢在一定条件下反应生成氨 B、一氧化氮与氧气反应生成了二氧化氮 C、NH 3催化氧化生成 NO D、由 NH3制成碳酸氢铵 8、已知某氮的氧化物中氧元素的质量分数为 69.6%，则其化学式是（） A、NO B、NO 2 C、N 2O3 D、N 2O4 9、汽车尾气主要含有 CO2、CO、SO 2、NO 及汽油、柴油等物质，这种尾气越来越成为城 市空气污染的主要来源，必须予以治理。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个 “催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂)。它的特点是使 CO 与 NO 反应，生成可参与大 气生态环境循环的无毒气体，并促使汽油、柴油等物质充分燃烧及 SO2 的转化。 （1）汽车尾气中 NO 的来源是 。 A汽油、柴油中含氮，是其燃烧产物 B是空气中的 N2 与汽油、柴油的反应产物 C是空气中的 N2 与 O2 在汽车气缸内的高温环境下的反应产物 D是汽车高温尾气导致了空气中 N2 与 O2 的化合反应 （2）写出 CO 与 NO 反应的化学方程式： 。 （3） “催化转化器” 的缺点是在一定程度上提高了空气的酸度，其原因是 （4）控制或者减少城市汽车尾气污染的方法可以有 。 （多选） A开发氢能源 B使用电动车 C限制车辆行驶 D使用乙醇汽油 四、培优训练 1将盛有 12mLNO2 和 O2 混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余 2mL 无色 气体，则原混合气体中 O2 的体积是（ ） A1.2mL B2.4mL C3.6mL D4mL 210mLNO、CO 2 的混合气体通过足量的 Na2O2 后，气体的体积变为 5mL（相同状况） ， 则 CO2 和 NO 的体积比不可能为（ ） A11 B21 C32 D12 3贮满干燥的某种气体的试管倒置于水中，轻轻振荡，水可以充满试管。该气体不可能是 AHI BNO 2 CSO 2 D NH 3 4、必须加入还原剂才能实现的是（ ） A、NH 4+ NH 3 B、NH 3 NO C、NO 2 NO D、HNO 3 NO 5如图所示，试管中盛装的是红棕色气体（可能是混合物） ，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，试管内完全被水充满，原来试管中盛装的可能是什么气 体 A可能是 N2 与 NO2 的混和气体 B可能是 O2 与 NO2 的混和气体 C可能是 NO 与 NO2 的混和气体 D只可能是 NO2 一种气体 6一氧化氮是大气污染物之一。目前，有一种治理方法是在 400左右、有催化剂存在的 情况下，用氨把一氧化氮还原为氮气和水。请写出该反应的化学方程式 _。 7利用图 43 所示装置收集以下 8 种气体（图中烧瓶的位置不得变化） H 2 Cl 2 CH 4 HCl NH 3 NO H 2S SO 2 （1）若烧瓶是干燥的，则由 B 口进气收集的气体有_（写序号） ； （2）若烧瓶充满水，可收集的气体有_，这时气体由_进入。 （3）若烧瓶是干燥的，则由 A 口进气，可收集的气体有_。 （4）若在烧瓶内装入浓硫酸使气体干燥，则可用此装置来干燥的气体有 _，这时气体由_口进入。 第四章 非金属及其化合物 8、实验室常用饱和 NaNO2 与 NH4Cl 溶液反应制取纯净氮气。反应式为NaNO 2+NH4Cl=NaCl+N2+2H 2O+Q 实验装置如图所示。 （1）装置中，A 部分的分液漏斗与蒸馏烧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 。 a、冷凝 b、冷却氮气 c、缓冲氮气流 （3）加热前必须进行的一个操作步骤是 。加热片刻后，即应移去酒精 灯火以防止反应物冲出，其原因是 。 （4）收集 N2 前，必须进行的步骤是 （用文字说明） 。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、直接收集中球胆中。 三、基础训练 1、AB2、BC 解析：通过水 NO2 气体变无色，通过 AgNO3 后 Br2 气会使溶液产生沉淀。 3、D4、AC 解析：NO 与 CO 一样，都能与 Fe2 结合，使血红蛋白失去输氧能力。 5、B6、B7、A8、BD 9、 （1）C ；（2） 2CO2NO 2CO2N 2 ； （3） SO2 转化为 SO3，产生了 硫酸酸雾 ； （4） ABD 10、 （1）O 2过量时，2NO+O 2=2NO2反应后剩余气体为 O2和 NO2。 设原混合气体中 NOxmol，O 2ymol 则消耗 O2 x/2mol，余 O2 ：（yx/2）mol；生成 NO2 xmol。O 2 和 NO2的 =2g/mol20=40g/molM 根据十字交叉法： NO2（46g/mo l） 8 40g/mol O2（32g/mol ） 6 ，则34)(2OnN34xy 得：x：y=4/5 （2）NO 过量时，反应后剩余气体为 NO 和 NO2。设混合气体 NO a mol，O 2b mol，O 2 完全 反应 2NOO22NO2 2 1 2 2b b 2b 则：反应后：NO=（a-2b）moL；NO 2=2bmol。 十字交叉法： NO（30g/mol ） 6 40g/mol NO2（46g/mo l） 10 ，a：b=16/5bNOn106)(2 答案：O 2过量时 ；54)(2n NO 过量时 。16)(2 四、培优训练 1AD 解析：解题依据的化学反应原理为： 4NO 2O 22H 2O4HNO 3 3NO 2H 2O2HNO 3NO 设 O2 的体积为 XmL，剩余的气体有两种可能：x 若剩 O2，则 （12 ）2，得 4，D 正确。剩V41xx 若剩 NO，则 （12 ）4 2，得 1.2，A 正确。选 A、D。剩 3 2D 解析：本题是 CO2、NO 的混合气体通过 Na2O2 时，体积变化的计算。 2CO 22Na 2O2 2Na2CO3O 2 2NOO 2 2NO2 得： 2Na2CO32NO 22NaC 4 体积 2 体积 由此可得出下列推论： 第四章 非金属及其化合物 （1）当 （CO 2） （NO） ，反应恰好按式进行，反应后V （CO 2） （NO）总 （2）当 （CO 2） （NO） ，反应按式进行后，剩余 CO2 按式进行，即体积 仍减少一半，反应后 （CO 2） （NO）总V1V （3）当 （CO 2） （NO） ，反应按式进行后，剩余 NO 体积不变化，反应后 （CO 2） （NO） 。总 根据上述讨论，现已知 NO、CO 2 气体通过 Na2O2 后体积为原来的一半，故应满足（1） （2）两种推论结果，A、B、C 均符合 （CO 2） （NO） ，只有 D 不符。V 3B 解析：HI、SO 2、NH 3 可全部溶于水中，故水可以充满试管；因 NO