?氮氣與氮的氧化物
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1、掌握氮氣的結(jié)構(gòu)、氮氣的性質(zhì)及氮的固定
2、熟悉氮的氧化物，重點理解NO和NO2性質(zhì)，會進行氮的氧化物溶于水的計算
3、熟悉氮的氧化物對環(huán)境及人類健康的影響
【主干知識梳理】
一、氮氣與氮的固定
1、氮元素的位置、結(jié)構(gòu)
氮的原子結(jié)構(gòu)示意圖為 ，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(jié)合構(gòu)成物質(zhì)
2、氮元素的存在
既有游離態(tài)，又有化合態(tài)。氮元素在自然界中主要以氮分子的形式存在于空氣中(N2約占空氣總體積的78%、總質(zhì)量的75%)，部分氮元素存在于動植物體內(nèi)的蛋白質(zhì)中，還有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸鹽和銨鹽中
3、氮氣的物理性質(zhì)
N2是一種無色、無味的氣體，ρ(N2)＜ρ(空氣)，難溶于水
4、氮氣的分子結(jié)構(gòu)
電子式：，結(jié)構(gòu)式：N≡N；氮氮鍵很難斷裂，通常情況下，氮氣的化學(xué)性很質(zhì)穩(wěn)定、不活潑，不易與其他物質(zhì)反應(yīng)
5、氮氣的化學(xué)性質(zhì)
常溫下氮氣很穩(wěn)定，N2的化學(xué)性質(zhì)很不活潑，很難與其它物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，但這種穩(wěn)定是相對的，在一定條件下(如：高溫、放電、點燃)，也能跟某些物質(zhì)(如：H2、O2、Mg等)發(fā)生反應(yīng)
(1)與氫氣反應(yīng)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(fā)生反應(yīng))
N2＋O22NO (在汽車引擎中會發(fā)生反應(yīng))
(3)與活潑金屬(Mg、Li)反應(yīng)：3Mg＋N2Mg3N2 6Li＋N22Li3N
氮化鎂與水的反應(yīng)：Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑ (金屬氮化物易水解，生成氨氣和相應(yīng)的堿)
6、氮氣的用途
(1)工業(yè)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(fā)
(4)保存糧食、水果等食品，以防止腐爛
(5)醫(yī)學(xué)上用液氮作冷凍劑，以便在冷凍麻醉下進行手術(shù)
(6)高科技利用液氮制造低溫環(huán)境，使某些超導(dǎo)材料獲得超導(dǎo)性能
7、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(yè)制法：工業(yè)上從液態(tài)空氣中，利用液態(tài)氮的沸點比液態(tài)氧的沸點低加以分離而制得氮氣

8、氮的固定
(1)概念：將大氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過程，叫做氮的固定
(2)氮的固定有三種途徑
①自然固氮：自然通過閃電釋放的能量將空氣中的氮氣轉(zhuǎn)化為含氮的化合物
②生物固氮：豆科植物根瘤菌將N2轉(zhuǎn)化成氨
③人工固氮：人類通過控制條件，將氮氣氧化或還原為氮的化合物，最重要的人工固氮途徑是工業(yè)合成氨
自然界中氮的循環(huán)

【對點訓(xùn)練1】
1、下列關(guān)于N2的說法中錯誤的是(　　)
A．通常情況下N2的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，所以N2可在電焊時作保護氣
B．N2＋O22NO，該反應(yīng)是汽車尾氣造成污染的主要原因之一
C．N2在空氣中約占空氣總質(zhì)量的
D．在反應(yīng)：3Mg＋N2Mg3N2中，N2作氧化劑
2、下列關(guān)于氮氣的說法錯誤的是(　　)
A．氮氣在通常情況下不燃燒，也不支持燃燒，不能供給呼吸
B．液氮可用于醫(yī)學(xué)和高科技領(lǐng)域，制造低溫環(huán)境
C．利用氮氣的穩(wěn)定性，工業(yè)上用來替代稀有氣體作焊接金屬的保護氣
D．在高溫、高壓、催化劑條件下與氫氣反應(yīng)時，氮氣作還原劑
3、下列關(guān)于自然界中氮循環(huán)(如下圖)的說法不正確的是(　　)

A．氮元素均被氧化 B．工業(yè)合成氨屬于人工固氮
C．含氮無機物和含氮有機物可相互轉(zhuǎn)化 D．碳、氫、氧三種元素也參加了氮循環(huán)
4、下列反應(yīng)屬于氮的固定的是(　　)
①N2和H2在一定條件下合成NH3　 ②NO2和H2O反應(yīng)生成HNO3和NO　
③Mg在N2中燃燒生成Mg3N2　 ④NO被空氣氧化為NO2
A．①②　　　B．②③ C．①③　　　 D．①④
二、氮的氧化物
氮元素有+1、+2、+3、+4、+5價，五種正價對應(yīng)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
1、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(zhì)：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(xué)性質(zhì)：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(yīng)：5NO＋3MnO4－＋4H＋===5NO3－＋3Mn2＋＋2H2O
③NO與酸性K2Cr2O7反應(yīng)：2NO＋Cr2O7－＋6H＋===2NO3－＋2Cr3＋＋3H2O
(4)對人體、環(huán)境的影響：①與血紅蛋白結(jié)合，使人中毒 ②轉(zhuǎn)化成NO2，形成酸雨、光化學(xué)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(zhì)：紅棕色有剌激性氣味的有毒氣體，易溶于水且與水能發(fā)生反應(yīng)
(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(xué)性質(zhì)：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(zhì)
①與SO2的反應(yīng)：NO2＋SO2===SO3＋NO
②與碘化鉀溶液的反應(yīng)：NO2＋2KI===2KNO2＋I2 (NO2能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙為藍)
③與水的反應(yīng)：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
④與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
⑤與N2O4相互轉(zhuǎn)化：2NO2N2O4
【微點撥】
①在實驗測定NO2、N2O4的相對分子質(zhì)量、比較相同條件下相同物質(zhì)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(yīng)
②由于NO2氣體和溴蒸氣都為紅棕色氣體，都能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{，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(qū)別NO2氣體和溴蒸氣，可用水來區(qū)別
(4)對人體、環(huán)境的影響：形成酸雨、光化學(xué)煙霧
(6)NO2、NO溶于水的實驗過程

實驗操作
實驗現(xiàn)象
實驗結(jié)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(xiàn)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?yōu)榧t棕色，注射器塞子向左移動
NO與空氣中的O2發(fā)生反應(yīng)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?yōu)闊o色，注射器塞子繼續(xù)向左移動
NO2與水發(fā)生反應(yīng)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(zhuǎn)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(huán)境的污染和防治
(1)氣態(tài)的氮氧化物幾乎都是劇毒性物質(zhì)，都是大氣污染物，在太陽輻射下還會與碳氫化物反應(yīng)形成光化學(xué)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(xué)煙霧：氮氧化物(NxOy)和碳氫化合物(CxHy)在大氣環(huán)境中受到強烈的太陽紫外線照射后，發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，主要生成光化學(xué)氧化劑(主在是O3)及其他多種復(fù)雜的化合物，這是一種新的二次污染物，統(tǒng)稱為光化學(xué)煙霧。光化學(xué)煙霧刺激呼吸器官，使人生病甚至死亡。光化學(xué)煙霧主要發(fā)生在陽光強烈的夏、秋季節(jié)
②酸雨：NOx排入大氣中后，與水反應(yīng)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(dǎo)致地面紫外線輻射量增加
④水體污染：水體富營養(yǎng)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(yè)尾氣中NOx的處理
②催化轉(zhuǎn)化：在催化劑、加熱條件下，氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無毒氣體(N2)或NOx與CO在一定溫度下催化轉(zhuǎn)化為無毒氣體(N2和CO2)。一般適用于汽車尾氣的處理
【對點訓(xùn)練2】
1、最新的病毒學(xué)研究證實，一氧化氮對SARS病毒有直接抑制作用。下列關(guān)于一氧化氮的敘述正確的是(　　)
A．一氧化氮是一種紅棕色氣體
B．常溫常壓下，一氧化氮不能與空氣中的氧氣直接化合
C．一氧化氮可由氮氣和氧氣在放電條件下直接化合得到
D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集
2、已知某廠排放的尾氣中NO、NO2的體積比為1∶1，該廠采用NaOH溶液來處理該尾氣，處理后所得溶液中只有一種含氮的鈉鹽。則該含氮的鈉鹽中，氮元素的化合價為(　　)
A．－3 B．＋1 C．＋3 D．＋5
3、發(fā)射衛(wèi)星的運載火箭，其推進劑引燃后發(fā)生劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生的大量高溫氣體從火箭尾部噴出。引燃后產(chǎn)生的高溫氣體主要是CO2、H2O、N2、NO，這些氣體均為無色，但在衛(wèi)星發(fā)射現(xiàn)場看到火箭噴出大量紅煙。產(chǎn)生紅煙的原因是(　　)
A．高溫下N2遇空氣生成NO2 B．NO遇空氣生成NO2
C．CO2與NO反應(yīng)生成CO和NO2 D．NO和H2O反應(yīng)生成H2和NO2
4、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，試管內(nèi)水面上升，但不能充滿試管，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)過多次重復(fù)后，試管內(nèi)完全被水充滿。原來試管中盛裝的(　　)

A．可能是N2與NO2的混合氣體 B．可能是O2與NO2的混合氣體
C．不可能是NO與NO2的混合氣體 D．只能是NO2一種氣體
5、下列關(guān)于NO和NO2的說法正確的是(　　)
A．NO2是紅棕色氣體，易溶于水，屬于酸性氧化物
B．NO2可由N2和O2直接化合得到
C．NO和NO2均既可以用排空氣法收集又可以用排水法收集
D．NO和NO2在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化
6、諾貝爾化學(xué)獎曾授予德國化學(xué)家Gerhard Ertl，以表彰他對固體表面化學(xué)研究過程中的重大發(fā)現(xiàn)。使CO、NOx等在鉑表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變成無毒氣體，以減少汽車尾氣中有毒氣體的排放，正是此項研究的重要應(yīng)用之一。下列有關(guān)說法不正確的是(　　)
A．CO在鉑表面被氧化生成CO2，鉑起催化作用 B．汽車尾氣中的NOx在鉑表面發(fā)生反應(yīng)的產(chǎn)物是N2
C．CO在鉑表面可能和O2、NOx反應(yīng) D．NOx、CO、CO2均能與人體中的血紅蛋白結(jié)合
三、氮的氧化物和氧氣、水的反應(yīng)與計算
類型1、NO2(或NO2與N2的混合氣體)溶于水
1、計算依據(jù)：①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
例1、將20ml充滿NO和NO2的混合氣體的試管倒立于盛水的水槽中，充分反應(yīng)后，剩余氣體的體積變?yōu)?0ml，求原混合氣體中NO和NO2 各占多少毫升？








類型2、NO2和O2的混合氣體溶于水
1、計算依據(jù)： 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ①
2NO＋O2===2NO2 ②
由方程式①×2＋②得：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 ③
2、討論法：由總反應(yīng)③可知
V(NO2)∶V(O2)
例2、將充滿NO2和O2的混合氣體的量筒倒置于水中，充分反應(yīng)后，保持氣體壓強不變，水進入至量筒體積的一半處停止了，則原混合氣體中NO2和O2的體積比是多少？










類型3、NO和O2的混合氣體溶于水
1、計算依據(jù)： 2NO＋O2===2NO2 ①
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ②
由方程式①×3＋②×2得：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 ③
2、討論法：由總反應(yīng)③可知
V(NO)∶V(O2)
例3、一定條件下，將等體積的NO和O2混合于一試管中，然后將試管倒立于盛有水的水槽中，充分反應(yīng)后剩余氣體的體積與原混合氣體的體積之比是多少？





類型4、NO、NO2和O2三種混合氣體同時通入水中
1、計算依據(jù)： 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
2、假設(shè)法：假設(shè)NO2與水先反應(yīng)，按反應(yīng)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，求出生成NO的體積，再加上原混合氣體中NO的體積，得NO的總體積，最后按反應(yīng)4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 進行計算
例4、常溫下盛有10mlNO2和10mlNO組成的混合氣體的大試管倒立于水中，當(dāng)緩緩?fù)ㄈ隣2一段時間后，試管內(nèi)殘留2ml氣體，則通入O2體積可能為多少毫升？









四、酸雨及防治
1、SO2、NOx 的主要來源、危害和防治
(1)來源
①SO2：主要來源于煤、石油和某些含硫的金屬礦物的燃燒或冶煉
②NOx：主要來源于機動車產(chǎn)生的尾氣
(2)SO2、NOx對人體的危害
①SO2與NOx會引起呼吸道疾病，危害人體健康，嚴(yán)重時會使人死亡
②溶于水形成酸雨
(3)防治
①調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，發(fā)展清潔能源
②研究煤的脫硫技術(shù)，改進燃燒技術(shù)，減少二氧化硫和氮氧化物的排放
③加強工廠廢氣的回收處理
④改進汽車尾氣的處理技術(shù)，控制尾氣排放
2、酸雨
(1)概念：pH小于5.6的雨水
(2)成因：主要是大氣中SO2和NO2的溶于雨水形成的
(3)類型
①硫酸型：SO2―→ H2SO3―→ H2SO4，化學(xué)方程式：SO2＋H2OH2SO3，2H2SO3＋O2===2H2SO4
②硝酸型：NO2―→HNO3，化學(xué)方程式： 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
(4)危害
①直接損傷農(nóng)作物，破壞森林、草原，使土壤、湖泊酸化
②會加速建筑物、橋梁、工業(yè)設(shè)備、運輸工具及通信電纜的腐蝕
(5)酸雨防治
①工業(yè)廢氣排放到大氣中之前，必須進行適當(dāng)處理，防止有害物質(zhì)污染大氣
②減少化石燃料的直接燃燒，如脫硫處理
【對點訓(xùn)練4】
1、酸雨形成的最主要原因是(　　)
A．森林遭亂砍濫伐，破壞了生態(tài)平衡 B．工業(yè)上大量燃燒含硫燃料
C．大氣中二氧化碳的含量增多 D．汽車排出大量尾氣
2、下列污染現(xiàn)象主要與二氧化硫有關(guān)的是(　　)
A．酸雨 B．光化學(xué)煙霧 C．臭氧層空洞 D．溫室效應(yīng)
【課后作業(yè)】
1、將空氣中的氮氣轉(zhuǎn)化成氮的化合物的過程稱為固氮。能實現(xiàn)人工固氮的是(　　)
A．雷雨天閃電　　　　B．NH3催化氧化制NO C．豆科植物根瘤菌 D．工業(yè)合成氨
2、關(guān)于氮氣的性質(zhì)說法中錯誤的是(　　)
A．氮在自然界中既以游離態(tài)存在又以化合態(tài)存在
B．通常情況下，氮氣性質(zhì)很不活潑
C．可在氧氣中燃燒生成一氧化氮
D．大氣、陸地和水體中的氮元素在不停地進行著氮的循環(huán)
3、在二氧化氮被水吸收的反應(yīng)中，發(fā)生還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)的物質(zhì)的量之比是(　　)
A．3∶1 B．1∶3 C．1∶2 D．2∶1
4、下列關(guān)于NO的敘述正確的是(　　)
A．NO易溶于水，所以可用排空氣法收集 B．NO是一種有刺激性氣味的紅棕色氣體
C．常溫常壓下，含等質(zhì)量氧元素的NO和CO的體積相等 D．NO不能通過化合反應(yīng)獲得
5、下列關(guān)于氮的氧化物的說法中，正確的是(　　)
A．氮的氧化物都是酸性氧化物
B．氮的氧化物都既有氧化性，又有還原性
C．NO2 與 H2O 反應(yīng)生成 HNO3，所以 NO2 是酸性氧化物
D．NO 和 NO2 均有毒
6、下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化必須加入氧化劑且通過一步反應(yīng)就能完成的是(　　)
①N2→NO2?、贜O2→NO　③NO2→HNO3 ④N2→NO?、軳2→NH3
A．① B．②⑤ C．④ D．③④
7、濕潤的淀粉碘化鉀試紙接觸某氣體而顯藍色，該氣體可能是下列氣體中的(　　)
①Cl2　②NO2?、跦2S　④SO2?、蒌逭魵狻、轍Cl
A．①③④ B．①②⑤ C．①②⑥ D．②④⑥
8、常溫下，將充滿等體積混合氣體的試管倒立在水槽中，試管內(nèi)氣體體積不會明顯減少的是(　　)
①
②
③
④
⑤
⑥
NO、O2
NO2、O2
CO、O2
NH3、O2
Cl2、SO2
N2、NO
A．③⑥ B．④⑤ C．②③ D．①④
9、標(biāo)準(zhǔn)狀況下，使NO2和O2按4︰1的體積比充滿干燥燒瓶，將燒瓶倒置于水中，瓶內(nèi)液面逐漸上升，假設(shè)燒瓶內(nèi)溶液不擴散，則最終該溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為(　　)
A． mol·L－1 B． mol·L－1 C． mol·L－1 D． mol·L－1
10、按圖進行實驗。試管中裝有12 mL NO，然后間歇而又緩慢地通入8 mL O2，下列是有關(guān)最終狀態(tài)的描述：

①試管內(nèi)氣體呈紅棕色?、谠嚬軆?nèi)氣體呈無色　③試管內(nèi)液面不變?、茉嚬軆?nèi)液面上升　⑤試管內(nèi)氣體是O2?、拊嚬軆?nèi)氣體是NO。其中正確的是(　　)
A．①③ B．②④⑤ C．②④⑥ D．②③⑤
11、將盛有30 mL NO和NO2混合氣體的試管倒置于放滿水的水槽中，最后試管中氣體的體積是20 mL，則原混合氣體中NO的體積是(　　)
A．24 mL B．15 mL C．18 mL D．12 mL
12、將盛有N2和NO2混合氣體的試管倒立于水中，經(jīng)過足夠長的時間后，試管內(nèi)氣體的體積縮小為原來的一半，則原混合氣體中N2和NO2的體積比是(　　)
A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．3∶1

13、在一定溫度和壓強下，將一容積為15 mL的試管充滿NO2后，倒置于一個盛有水的水槽中。當(dāng)試管內(nèi)液面上升至一定高度不再變化時，在相同條件下再通入O2，若要使試管內(nèi)液面仍保持在原高度，則通入O2的體積為(　　)
A．3.75 mL B．7.5 mL C．8.75 mL D．10.5 mL
14、在一定條件下，將m體積NO和n體積O2同時通入倒立于水中且盛滿水的容器內(nèi)，充分反應(yīng)后，容器內(nèi)殘留體積的氣體，該氣體與空氣接觸后變?yōu)榧t棕色，則m與n的比值為(　　)
A．3∶2 B．2∶3 C．8∶3 D．3∶8
15、將盛有1 mol NO和NO2混合氣體的試管倒立于盛滿水的水槽中，再通入0.4 mol O2，充分反應(yīng)后，整個試管充滿水。則原混合氣體中NO與NO2體積比為(　　)
A．1∶2 B．3∶7 C．2∶5 D．無法確定
16、在一定條件下，將NO2和O2的混合氣體12mL通入足量水中，充分反應(yīng)后剩余2mL氣體(同溫同壓下)，則原混合氣體中氧氣的體積為(　　)
A．1.2mL B．2.4mL C．3mL D．4mL
17、空氣是人類生存所必需的重要資源。為改善空氣質(zhì)量而啟動的“藍天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“藍天工程”建設(shè)的是(　　)
A．推廣使用燃煤脫硫技術(shù)，防治SO2污染 B．實施綠化工程，防止揚塵污染
C．研制開發(fā)燃料電池汽車，消除機動車尾氣污染 D．加大石油、煤炭的開采速度，增加化石燃料的供應(yīng)量
18、我國城市環(huán)境中的大氣污染主要是(　　)
A．二氧化碳、氯化氫、酸雨 B．二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、煙塵
C．二氧化氮、一氧化碳、氯氣 D．二氧化硫、二氧化碳、氮氣、粉塵
19、以下非金屬氧化物與其引起的環(huán)境問題及主要來源對應(yīng)正確的是(　　)
選項
氧化物
環(huán)境問題
主要來源
A
CO2
酸雨
化石燃料的燃燒
B
SO2
光化學(xué)煙霧
汽車尾氣的排放
C
NO2
溫室效應(yīng)
工廠廢氣的排放
D
CO
CO中毒
燃料的不完全燃燒
20、將一支盛有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，問：
(1)若a＝b，則充分反應(yīng)后試管內(nèi)氣體體積為________ mL
(2)若a＜b，則充分反應(yīng)后試管內(nèi)氣體體積為________ mL
(3)若a＞b，則充分反應(yīng)后試管內(nèi)氣體體積為________ mL
21、氮氧化合物(用NOx表示)是大氣污染的重要因素，根據(jù)NOx的性質(zhì)特點，開發(fā)出多種化學(xué)治理氮氧化合物污染的方法。
(1)用氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無毒氣體。已知：4NH3＋6NO5N2＋6H2O,8NH3＋6NO27N2＋12H2O。同溫同壓下，3.5LNH3恰好將3.0LNO和NO2的混合氣體完全轉(zhuǎn)化為N2，則原混合氣體中NO和NO2的體積之比是________
(2)工業(yè)尾氣中氮的氧化物常采用堿液吸收法處理。
①NO2被燒堿溶液吸收時，生成兩種鈉鹽，其物質(zhì)的量之比1∶1，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________
②NO與NO2按物質(zhì)的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一種鈉鹽，該鈉鹽的化學(xué)式是______
(3)純堿溶液也能用于處理氮氧化合物廢氣，反應(yīng)原理與上述(2)類似，同時產(chǎn)生CO2。
①請寫出純堿溶液吸收NO2的化學(xué)方程式：____________________________
②現(xiàn)有一定量的某工業(yè)廢氣，其中含有3.36LNO2、1.12LNO(已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況，假設(shè)不含N2O4)，恰好被200mL碳酸鈉溶液吸收，所得鹽的物質(zhì)的量分別為________、________，該碳酸鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為_____mol/L


【氮氣與氮的氧化物】答案
【對點訓(xùn)練1】
1、C。解析：N2在空氣中約占空氣總體積的，C錯誤
2、D。解析：氮氣的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，在通常情況下不燃燒，也不支持燃燒，不能供給呼吸，A項正確；液氮汽化吸熱，可用于制造低溫環(huán)境，B項正確；氮氣的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，可用作焊接金屬的保護氣，C項正確；氮氣與氫氣生成氨氣的反應(yīng)中，N的化合價從0降低到－3，作氧化劑，D項錯誤。]
3、A。解析：A.N2→NH3過程中氮元素由0價變?yōu)椋?價，被還原。B.工業(yè)合成氨的過程屬于人工固氮。C.1828年，德國化學(xué)家維勒首次利用無機物氰酸銨合成了尿素；而含氮的有機物也可以直接分解為無機物。D.雷電發(fā)生時涉及的反應(yīng)有N2＋O22NO,2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，HNO3進入土壤，與礦物質(zhì)結(jié)合成硝酸鹽；豆科植物也可以將N2合成氮肥，生物體內(nèi)含有C元素，所以碳、氫、氧三種元素都參加了氮循環(huán)。
4、C。解析：氮的固定是將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮。
【對點訓(xùn)練2】
1、C。解析：NO是一種無色難溶于水的氣體，可以用排水法收集；常溫常壓下，NO容易與氧氣直接化合生成NO2。
2、C。解析：體積比為1∶1的NO、NO2通入NaOH溶液中只生成一種產(chǎn)物，反應(yīng)后的化合價應(yīng)介于＋2價和＋4價之間，應(yīng)為＋3價，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O。
3、B。解析：高溫下N2遇空氣不會直接生成NO2，A錯誤；NO遇氧氣發(fā)生反應(yīng)2NO＋O2===2NO2，生成紅棕色的NO2，B正確；高溫條件下一氧化碳在空氣中不可能為反應(yīng)產(chǎn)物，CO2與NO高溫條件下不反應(yīng)，C錯誤；一氧化氮和水之間不會發(fā)生反應(yīng)，D錯誤。]
4、B。解析：若是N2與NO2的混合氣體，無論鼓入多少氧氣，最后都有N2剩余，試管內(nèi)不可能完全被水充滿；若是O2與NO2的混合氣體，由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，水可以充滿試管；若是NO與NO2的混合氣體通入適量O2，水可以充滿試管。]
5、D。解析：NO2不是酸性氧化物，A項錯誤；在高溫或放電條件下，N2和O2直接化合生成NO，NO與O2反應(yīng)生成NO2，B項錯誤；NO易與空氣中的氧氣反應(yīng)生成NO2，只能用排水法收集，NO2能與水反應(yīng)，只能用排空氣法收集，C項錯誤；NO和O2反應(yīng)生成NO2，NO2與H2O反應(yīng)生成HNO3和NO，D項正確。
6、D。解析：CO、NOx在鉑表面發(fā)生的反應(yīng)為CO＋NOxCO2＋N2(未配平)，也可能是CO與O2反應(yīng)，此過程中鉑作催化劑；CO2不能與人體中的血紅蛋白結(jié)合。
三、氮的氧化物和氧氣、水的反應(yīng)與計算
例1、NO：5ml ，NO2：15ml
例2、2:3
例3、1:8
例4、12ml或8.5ml
【對點訓(xùn)練4】
1、B。解析：空氣中硫的氧化物和氮的氧化物隨雨水降下就形成酸雨。酸雨的形成主要是由于空氣中SO2和NOx的增多。在我國主要是SO2的增多?？諝庵蠸O2的主要來源是①化石燃料(煤和石油產(chǎn)品)的燃燒；②含硫礦石的冶煉；③硫酸、磷肥、紙漿廠的工業(yè)廢氣。目前，由于汽車用的燃料汽油、柴油等都經(jīng)過了脫硫處理，所以形成酸雨的最主要原因是工業(yè)上大量燃燒含硫燃料
2、A。解析：光化學(xué)煙霧主要是由汽車排出的氮氧化物、碳氫化合物等造成的；臭氧層空洞是由氟氯代烴等的排放引起的；溫室效應(yīng)主要是由大氣中CO2含量的不斷增加造成的。
【課后作業(yè)】
1、D
2、C。解析：通常情況下氮氣的性質(zhì)很不活潑，在放電或高溫條件下，能跟氧氣反應(yīng)。
3、C。解析：二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，氧化劑和還原劑都是二氧化氮，發(fā)生還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)的物質(zhì)的量之比為1∶2。
4、C。解析：NO易于被氧氣氧化，不能使用排空氣法收集；NO是一種無色無味的氣體；常溫常壓下，NO能與空氣中的氧氣直接化合生成二氧化氮。故選C。
5、D。解析：NO、NO2等不是酸性氧化物；N2O5中氮元素為最高價，只有氧化性；NO2與H2O反應(yīng)生成HNO3時N的價態(tài)發(fā)生了變化，故NO2不是酸性氧化物。
6、C。解析　該題有兩個要求：(1)必須加入氧化劑；(2)通過一步反應(yīng)就能完成。反應(yīng)①、③、④從化合價角度來看都是升高，但反應(yīng)①N2→NO2不能通過一步反應(yīng)完成；而反應(yīng)③NO2→HNO3雖然氮的化合價升高，但不加氧化劑也能完成，如3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，在該反應(yīng)中，NO2既是氧化劑又是還原劑；只有反應(yīng)④N2→NO必須加入氧化劑且通過一步反應(yīng)就能完成。
7、B。解析：顯藍色表明接觸過程中發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成了單質(zhì)I2。其反應(yīng)如下：①Cl2＋2KI===I2＋2KCl，②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，HNO3將KI氧化成I2，⑤Br2＋2KI===I2＋2KBr。
8、A。解析：NO、O2倒扣在水槽中發(fā)生反應(yīng)4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，HNO3易溶于水會導(dǎo)致試管內(nèi)氣體體積會明顯減少水面明顯上升；NO2、O2倒扣在水槽中發(fā)生反應(yīng)4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，會導(dǎo)致試管內(nèi)氣體體積會明顯減少水面明顯上升；CO、O2倒扣在水槽中不發(fā)生反應(yīng)，故試管內(nèi)氣體體積不會明顯減少；NH3、O2倒扣在水槽中，氨氣極易溶于水會導(dǎo)致試管內(nèi)氣體體積會明顯減少水面明顯上升；Cl2、SO2倒扣在水槽中發(fā)生反應(yīng)Cl2＋SO2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，會導(dǎo)致試管內(nèi)氣體體積會明顯減少水面明顯上升；N2、NO倒扣在水槽中均不溶于水且不與水反應(yīng)，故試管內(nèi)氣體體積不會明顯減少，則本題選A。
9、C。解析：根據(jù)4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知，當(dāng)NO2和O2體積比為4︰1時，二者恰好完全與水反應(yīng)，此時水能充滿整個燒瓶。設(shè)燒瓶容積為V，則混合氣體的物質(zhì)的量n(混)＝ mol，n(NO2)＝× mol。據(jù)上述方程式可知：生成硝酸的物質(zhì)的量n(HNO3)＝× mol，則c(HNO3)＝＝ mol·L－1。
10、C。解析：根據(jù)4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可得，剩余氣體應(yīng)為NO，體積為 mL，試管內(nèi)液面上升。
11、B。解析：NO2與水反應(yīng)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，設(shè)原混合氣體中NO與NO2的體積分別為x、y，則據(jù)題意，剩余氣體體積20 mL是原NO氣體與上述反應(yīng)生成的NO氣體的總體積，列方程即可得NO和NO2體積都是15 mL。
12、C。解析：將試管倒立于水中，只有NO2和H2O反應(yīng)，生成的NO與不反應(yīng)的N2為剩余氣體。設(shè)原混合氣體的體積為V，NO2的體積為x，根據(jù)差量法求解：
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　　ΔV減
3 1 2
x
解得：x＝，V(N2)＝V－＝，故＝。
13、C。解析：15 mL NO2與水反應(yīng)后生成5 mL NO，根據(jù)反應(yīng)4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，使5 mL NO完全被氧化需O2體積為5 mL×＝3.75 mL。據(jù)題意，通入的O2應(yīng)過量5 mL，則共需通入O2 8.75 mL。
14、C。解析：氣體與空氣接觸后變?yōu)榧t棕色，說明反應(yīng)后NO是過量的。NO和氧氣同時通入水中的化學(xué)方程式是4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，所以參加該反應(yīng)的NO是，所以氧氣的體積是×＝n，所以m與n的比值為8∶3。
15、B。解析：設(shè)1 mol NO和NO2的混合氣體中有a mol NO和(1－a) mol NO2，根據(jù)4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3和4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可得：a＋＝0.4，解得a＝0.3，因此V(NO)∶V(NO2)＝3∶7，故選B。
16、AD。解析：首先分析剩余的2mL氣體有兩種可能。如果剩余2mLO2，則V(NO2)＝×(12－2) mL＝8mL，則混合氣中：V(O2)＝12mL－8mL＝4mL。若剩余的2mL氣體是NO，則混合氣中的V(O2)＝(12mL－2mL×3)×＝1.2mL。
17、D。解析：A、B、C都是可采取的措施，在D中，若加大不可再生資源石油、煤的開采，會造成資源缺乏，同時會使空氣中SO2、NOx的含量增加。
18、B。解析：常見的大氣污染物是氮的氧化物、硫的氧化物、一氧化碳及煙塵。
19、D。解析：A項，二氧化碳是造成溫室效應(yīng)的氣體，造成酸雨的氣體是二氧化硫及氮氧化物，錯誤；B項，氮的氧化物是造成光化學(xué)煙霧的氣體，錯誤；C項，二氧化碳是造成溫室效應(yīng)的氣體，錯誤；D項，CO有毒，主要來自燃料的不完全燃燒，正確。
20、(1)0　(2)　(3)
解析：(1)根據(jù)反應(yīng)：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3,4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，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，若a＝b，對于兩個反應(yīng)中的氣體均會轉(zhuǎn)化為硝酸，所以試管中氣體的體積是0；(2)若a＜b，則二氧化氮會有剩余，a mL NO消耗氧氣是 mL，所以剩余二氧化氮是(b－a) mL，根據(jù)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，則生成NO的體積是；(3)若a＞b，則此時一氧化氮和二氧化氮均參加了的反應(yīng)，氧氣會剩余，根據(jù)反應(yīng)4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3、4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，a mL NO和b mL NO2氣體消耗氧氣的體積是：，所以剩余氧氣的體積是：。
21、(1)1∶3
(2)①2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O ②NaNO2
(3)①Na2CO3＋2NO2===NaNO3＋NaNO2＋CO2 ②NaNO3：0.05mol　NaNO2：0.15mol　0.5mol·L－1
解析：(1)設(shè)NO的體積為V(NO)，NO2的體積為V(NO2)，依據(jù)方程式知，處理NO需NH3：V(NO)，處理NO2需NH3：V(NO2)，則
解得V(NO)＝0.75L
V(NO2)＝2.25L
V(NO)∶V(NO2)＝1∶3。
(2)①生成兩種鈉鹽，必然是NO2的歧化反應(yīng)，依據(jù)量的關(guān)系可知兩種鹽分別為NaNO3和NaNO2。
②NO中氮的化合價為＋2價，NO2中氮的化合物為＋4價，二者1∶1混合時與NaOH反應(yīng)生成一種鈉鹽，依據(jù)電子守恒可知，鈉鹽中氮的化合價為＋3，即為NaNO2。
(3)②n(NO2)＝0.15mol，n(NO)＝0.05mol
＋＋===＋CO2
則單獨與Na2CO3反應(yīng)的NO2為0.15mol－0.05mol＝0.1mol
＋===＋＋CO2
所以共生成NaNO3：0.05mol，NaNO2：0.15mol
c(Na2CO3)＝＝0.5mol·L－1。














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