氮气专项训练

1、第二节氮气专项训练【例题精选】： 例1 用金属钠制取Na2O通常用反应：2NaNO2 + 6Na = 4Na2O + N2来制取， 请说明用此方法的原因。分析：若只分析题目中所给的化学方程式，很难做解答，但如果从条件的反 面去思考，即从用钠在空气和氧气中燃烧将会引起什么后果，并联系此反应产物N2的性质特点去考虑分析，这样就可得出正确的答案。答：因为金属钠在空气或氧气中燃烧将生成 Na2O2,而得不到Na2。如果利 用题中所提供的化学反应方程式来制 Na2。，由于反应中有N2生成，而N2的化 学性质很稳定，在N2的氛围中Na2O不会被继续氧化为Na2O2,从而可制得Na?。例2在农谚中有一句“雷

2、雨发庄稼”，是指在雷雨多发的季节，地里庄稼生长 的格外茂盛，产生此现象的原因是什么？请用有关化学方程式表示出来。分析：此题可运用联想思考问题。当电闪雷鸣伴随着降雨时，高空大气中的 高压放电给空气中N2和。2的化合提供了反应条件，生成了 NO,生成的NO再 与。2反应，进一步被氧化生成NO2； NO2又被雨水吸收生成HNO3, HNO3随雨 水下降给大地增加了土壤中的氮元素，所以雷雨后有利于庄稼植物生长。答：N2 +。22NO2NO +。2 = 2NO23NO2 + H2O = 2HNO3 + NO例3 2.4g镁在氧气中燃烧只生成 MgO时质量增加1.6g,而2.4g镁在空气中燃 烧时质量增加

3、却小于1.6g,其原因是什么？分析：因为镁在纯氧中燃烧只有一种产物 MgO ,而在空气中烧时则有 MgO （大量）和Mg3N2 （少量）两种产物。相同物质的量的镁与氧化合时结合氧的质 量大于相同物质的量的镁与氮化合时结合氮的质量。即：MgO: Mg O24g16gMg3N2： 3Mg 2N72g28g24g9.3g答：镁在空气中燃烧有一部分要与 N2反应，相同质量的镁分别与 N2与O2 反应，前者生成的固体质量（Mg3N2）小于后者生成的固体质量（MgO）。例4 把40mL、NO和NO2的混合气体，跟20mL O2同时通入盛满水且倒立在 水槽中的量筒里，充分反应后，量筒内最终收集到 5mL气体

4、，求原混合气体的 组成(气体体积在相同条件下测定)。分析：根据题意混合气在水中主要发生如下反应：4NO2 + 02 + 2H20 = 4HNO34N0 + 302 + 2H2O = 4HNO3所以充分反应后如有剩余气体应为两种可能：其一是剩余02,另一种情况是余N0 (多余的N02与水反应也会转化成N0),根据阿佛加德罗定律：同温同 压时任何两气体的体积比即物质的量之比，可抓住以上两氧化还原反应中得失电子总数相等的原理，即反应中1mol N02转化成HN03失1mol电子，1mol N0转 化成HN03失3mol电子，而每1mol 02在反应中都得4mol电子，根据方程式中 N0、N02失电子

5、总数与02得电子总数相等，应用电子守恒法解此题方法简便。解：设原混合气体中N02体积为x则N0体积为(40x)(1)若最终余5mL 02：x (40 - x) 3 = (20 -5) 4x =30(mL)，原混合气中可能N02体积为30mL, N0体积为40 - 30= 10(mL)(2)若最终余5mLN0: x (40 -x - 5) 3 = 20 4x = 12.5(mL)，原混合气中可能N02体积为12.5mL, N0体积为4012.5=27.5(mL) 答:(略)例5在一支10mL试管中充满N02和02的混合气体，将其倒立于盛满足量水 的水槽中。若x表示原混合气体中N02的体积(mL)

6、 , y表示完全反应后试管 中剩余气体的体积(mL)。试以x为横坐标，y为纵坐标，在坐标系中表示出x 与y的曲线关系。分析：从数学角度出发，要想画出曲线，可建立 y= f(x)的函数关系，再据 题意和化学反应的实际情况，确定 x值的取值范围(曲线的起点和终点)，最后 在坐标系中作出图象。由于 4N02 + 02 + 2H20 = 4HN03, 当 V(n02) : Vg2) =4:1 时，试管内无气 体剩余，y = 0 ;此时原混合气中V(N02) = 10mLM 4 = 8mL ,5V(02) =( 1 08) mL2mL当x<8mL时(即为0 <x <8时)，02过量，剩

7、余气体为。2；当x >8mL时(即8 MxM10时),N02过量，由于过量的N02发生反应3N02 + H20 = 2HN03 + N0,所以最终剩余气体为 N0。解答：此题分两种情况讨论(1)当 0ExE8 时，O2 过量，由 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3 可知，x mL NO2消耗O2为工mL ,乘U余气体为。2,则y=10 x + |=10_x4k 474(2)当 8ExEl0时，NO2过量，乘U余气体为 NO,由 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO可知，过量的NO2为3y mL,则消耗掉的NO2为(x 3y)mL ,参加反应的 02 为(10 x)

8、mL4 NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3414(10 x)(10 x)得：4(10-x)=x- 3y整理得： y = x33根据以上两个函数关系可作图：两段皆为直线方程【专项训练】：一、填空题：1、将空气冷却时，其中氮气和氧气中首先液化的是 ,原因是 O 将液态空气在低温下蒸储，首先气化的是 ,原因是。2、氮元素以 态，在空气中大量存在。在空气中氮气约占空气总体积的%,约占空气总质量的 %。标准状况下，氮气的密度为 g/L。比空气稍。通常情况下，100L水可溶解氮气 L。3、氮在周期表中位于 周期 族。它与氧元素紧邻。02是活泼的非金属单质。通常情况下，N2都很 跟其它物质发生化

9、学反应，这是因为一;氮分子的电子式是,结构式是。4、已知Y元素原子的L电子层比X元素原子的L层多3个电子，X元素原 子的核外电子总数比Y原子核外电子总数少5个电子，则X是 （写元素符号）Y是。这两种元素的单质相互化合的化学方程式： 05、NO中混有少量NO2,除去NO2的最好方法是, N2中混有少 量。2,除去02的最好方法是。、选择题:6、下列氮的氧化物中，称为硝酸酊的是A. NOB. N2O3C. NO2D. N2O5 7、某集气瓶中气体呈红棕色，加入足量的水，盖上玻璃片振荡，得棕色溶液，气体颜色消失，再打开玻璃片后，瓶中气体又变为红棕色。该气体可能是下列混 和气中的A. N2、NO2、B

10、r2B. NO2、NO、N2C. NO2、O2、NOD. N2、O2、Br28、在氮的氧化物中，氮元素和氧元素的质量比是7： 12,则氮元素的化合价为A. +2B. +3C. +4D. +59、N2和H2的混和气体中，N2的质量百分比为84%,则混和气的平均摩尔质量 是A. 23.84g/mol B. 9.09g/mol C. 15g/mol D. 9.0910、所有的氮的氧化物都能和灼热的铁进行如下反应：4NmOn + 3nFe = nFe3O4 + 2mN2。将2mol NmOn通过足量灼热铁粉完全反应生成1moL N2和1mol Fe3O4,则使用的氮的氧化物 NmOn是A. NOB.

11、NO2C. N2OD. N2O3 11、容积为10mL的试管中集满了 NO2和O2混和气体，倒立于水槽中，若水逐渐涌满试管，则混和气中O2体积为A. 2mL B. 2.5mLC. 5mL D.无法计算12、定条件下，将等体积NO和O2先后通入装满水，并倒立于水槽内的试管。充分反应后，剩余气体体积约为原总体积的A- 4三、计算题:13、盛有10mL NO2和若干毫升O2混和气体的试管倒立于水槽中，过一段时问后，测得试管中剩下的是2mL NO,则原混和气体中02为多少毫升?14、将一个装有11mL O2和NO2的混和气体的试管。倒扣水中，过一段时间 后，余下2mL气体。求原混和气中02和N02各多

12、少毫升？15、在标准状况下，将 C02和02混合气体10.08mL,先通过足量的Na2O2 充分反应后，将放出的气体缓缓通入一倒扣在水中盛有 8.96mLNO的试管中，当 气体通完后，试管内剩余0.56mL无色气体。求混和气中C02和02的体积比。【答案】1、 氧气 氧气的沸点高 氮气 氮气的沸点低2、游离 78751.25 轻 23、 2 VA 难分子中有三个共价键，键能大，分子结构稳定所以 性质稳定。:犷:、n=N4、X-7N, Y-i2Mg, 3Mg + N2 速控 Mg3N25、通过盛水的洗气瓶；通过灼热的铜网6、D7、A8、B 9、B10、B提示：应用“电子守恒法”解题，得、失电子总数相等，据题意可 推算出n=2, m=1 o11、A 提示：根据反应 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3进行计算12、C 提示：设混合气体的总体积为1V,根据反应4NO + 302 + 2H2O =4HNO3及题意可知，剩余气体是 O2, NO气全反应掉为-V,消耗的O2为 °v父3 = °v ,则反应中共消耗混合气 + = -v