第一課時(shí) 氮?dú)馀c氮的固定 一氧化氮和二氧化氮
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.通過(guò)閱讀思考、討論交流,了解氮?dú)夥肿拥慕Y(jié)構(gòu)、化學(xué)性質(zhì),熟悉自然界中氮的固定方式和人工固氮的常用方法,了解氮的固定的重要意義,體會(huì)性質(zhì)決定用途的核心理念。
2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究、原理分析,從氮的氧化物的類別及氮的化合價(jià)的角度了解一氧化氮和二氧化氮的主要性質(zhì)、用途及相互轉(zhuǎn)化關(guān)系,結(jié)合真實(shí)情境中的應(yīng)用實(shí)例,熟知氮的氧化物溶于水的反應(yīng)特點(diǎn),感受化學(xué)變化的奇妙。
【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】氮?dú)?、一氧化氮、二氧化氮的化學(xué)性質(zhì)
【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】NOx溶于水的計(jì)算
【課前預(yù)習(xí)】
舊知回顧:1. 從元素化合價(jià)視角,簡(jiǎn)述硫元素常見(jiàn)化合價(jià)及對(duì)應(yīng)的含硫物質(zhì)有哪些?
【答案要點(diǎn)】硫元素常見(jiàn)化合價(jià)及對(duì)應(yīng)物質(zhì)有:-2(H2S)、0(S)、+2(Na2S2O3)、+4(SO2、H2SO3等)、+6(SO3、H2SO4等)。
2.硫元素的幾種化合物及其單質(zhì)存在下列轉(zhuǎn)化關(guān)系(反應(yīng)條件省略),請(qǐng)寫(xiě)出相應(yīng)轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式。
濃H2SO4SO2Na2SO3Na2S2O3S
【答案要點(diǎn)】①Cu+2H2SO4(濃)eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( ))CuSO4+SO2↑+2H2O,
② SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O
③Na2SO3+S=Na2S2O3
④Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,
新知預(yù)習(xí):1.常溫下,氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的原因是什么?但在一定條件下可以與一些金屬和非金屬發(fā)生反應(yīng),請(qǐng)舉例說(shuō)明。
【答案要點(diǎn)】①在通常情況下,氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的原因是氮氮三鍵(N≡N)的鍵能大。
②在一定條件下,氮?dú)饪膳cO2、H2、Mg等反應(yīng),其化學(xué)反應(yīng)方程式分別為N2+O2eq \(=======,\s\up7(放電或高溫))2NO、N2+3H22NH3、3Mg+N2eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( ))Mg3N2。
2.簡(jiǎn)述工業(yè)上利用氮的氧化物制取硝酸的原理及注意事項(xiàng)?
【答案要點(diǎn)】工業(yè)上就是利用3NO2十H2O=2HNO3+NO這一原理制取HNO3,為了提高NO2的吸收率,在吸收的過(guò)程中要補(bǔ)充適量的O2,所以總的吸收反應(yīng)可表示為:4NO2+O2+2H2O=4HNO3。NO與O2配比適當(dāng)時(shí),也可以被水完全吸收。總的吸收反應(yīng)可表示為:4NO+3O2+2H2O=4HNO3。
【課中探究】
情景導(dǎo)入:在自然界里,氮元素主要以氮分子的形式存在于空氣中,部分氮元素存在于動(dòng)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。在雷電的環(huán)境下,大自然中的一氧化氮或微生物生命活動(dòng)放出二氧化氮。產(chǎn)生的二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸,硝酸可以供制氮肥。觀看視頻“雷雨發(fā)莊稼”。
一、氮?dú)馀c氮的固定
活動(dòng)一、氮元素的存在及氮的固定
任務(wù)一、閱讀教材P11頁(yè)第一自然段,結(jié)合視頻素材,回答氮元素在自然界的存在方式是什么?
【答案要點(diǎn)】①在自然界里,氮元素主要以氮分子的形式存在于空氣中,部分氮元素存在于動(dòng)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。
②氮元素在自然界中有兩種存在形態(tài):游離態(tài)【主要以氮?dú)夥肿拥男问酱嬖谟诳諝庵校s占78%(體積分?jǐn)?shù))】和化合態(tài)(存在于動(dòng)植物體內(nèi)的蛋白質(zhì)中,土壤、海洋的硝酸鹽和銨鹽中)。
任務(wù)二、閱讀教材P11頁(yè)第二自然段內(nèi)容,思考什么是氮的固定?氮的固定有哪些方法?
【答案要點(diǎn)】①氮的固定是指將大氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過(guò)程。
②氮的固定分自然固氮和人工固氮兩種。自然固氮是大自然通過(guò)閃電釋放能量將氮?dú)廪D(zhuǎn)化為含氮的化合物(高能固氮),或者通過(guò)豆科植物的根瘤菌將氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氨(生物固氮)。通過(guò)人工方法將游離態(tài)氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮的過(guò)程叫人工固氮,如工業(yè)合成氨等。
③氮的固定必須為將游離態(tài)的N2轉(zhuǎn)化為化合態(tài)含氮物質(zhì)的過(guò)程,為氧化還原反應(yīng)。自然中的氮循環(huán)如下圖所示:
【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練】1.下列關(guān)于氮元素說(shuō)法中,不正確的是( )
A.工業(yè)上氫氣和氮?dú)夂铣砂睂儆谌斯す痰?br>B.閃電時(shí),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(tài)和化合態(tài)
D.非金屬單質(zhì)氮?dú)庠诨瘜W(xué)反應(yīng)中只能作氧化劑
【答案】D
【解析】A.氮的固定是指游離態(tài)氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮的過(guò)程,工業(yè)上氫氣和氮?dú)夂铣砂睂儆谌斯す痰蔄正確;B.閃電時(shí),大氣中氮?dú)廪D(zhuǎn)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(tài)(氮?dú)?和化合態(tài)(銨態(tài)氮和硝態(tài)氮等),故C正確;D.非金屬單質(zhì)氮?dú)庠诨瘜W(xué)反應(yīng)中能作氧化劑,也能作還原劑,如氮?dú)馀c氧氣反應(yīng)中,氮?dú)庾鬟€原劑,故D錯(cuò)誤;故選D。
2.氮是動(dòng)植物生長(zhǎng)不可缺少的元素,含氮化合物也是重要的化工原料。自然界中存在如圖所示的氮元素的循環(huán)過(guò)程,下列說(shuō)法不正確的是( )
A.過(guò)程①“雷電作用”中發(fā)生的反應(yīng)是N2+O2 eq \(=====,\s\up7(放電)) 2NO
B.過(guò)程③“固氮作用”中,氮?dú)獗贿€原
C.⑤中涉及的反應(yīng)可能有2NOeq \\al(-,2)+O2===2NOeq \\al(-,3)
D.⑥中涉及的反應(yīng)可能有2NOeq \\al(-,3)+12H+===N2↑+6H2O
【答案】D
【解析】過(guò)程①“雷電作用”中氮?dú)馀c氧氣化合生成NO,即發(fā)生的反應(yīng)是N2+O2eq \(=====,\s\up7(放電))2NO,A正確;過(guò)程③“固氮作用”中氮元素化合價(jià)降低,氮?dú)獗贿€原,B正確;⑤中NOeq \\al(-,2)被氧化為NOeq \\al(-,3),涉及的反應(yīng)可能有2NOeq \\al(-,2)+O2===2NOeq \\al(-,3),C正確;⑥中氮元素化合價(jià)降低,NOeq \\al(-,3)被還原,涉及的反應(yīng)不可能為2NOeq \\al(-,3)+12H+===N2↑+6H2O,因?yàn)榇朔磻?yīng)中只有元素化合價(jià)降低,沒(méi)有元素化合價(jià)升高,且電荷不守恒,故D錯(cuò)誤。
活動(dòng)二、氮?dú)獾慕Y(jié)構(gòu)與性質(zhì)
任務(wù)一、討論交流:根據(jù)氮元素在周期表中的位置,推測(cè)氮?dú)獾慕Y(jié)構(gòu)及性質(zhì)有何特點(diǎn)?
【答案要點(diǎn)】①氮元素位于元素周期表的第二周期第ⅤA族,氮原子最外層有5個(gè)電子,既不容易得到3個(gè)電子,也不容易失去5個(gè)電子。氮原子一般通過(guò)共用電子對(duì)與其他原子相互結(jié)合構(gòu)成物質(zhì)。
②氮分子的電子式為,分子內(nèi)兩個(gè)氮原子間以共價(jià)三鍵( N≡N )結(jié)合,斷開(kāi)該化學(xué)鍵需要較多的能量,所以氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定,通常情況下很難與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
任務(wù)二、閱讀教材P11-12頁(yè)內(nèi)容,結(jié)合教材P12頁(yè)“科學(xué)史話”欄目,思考氮?dú)饩哂心男┲匾男再|(zhì)?
【答案要點(diǎn)】①物理性質(zhì):氮?dú)馐菬o(wú)色、無(wú)味、難溶于水,密度(1.25g/L)與空氣相近,熔點(diǎn)-210℃,沸點(diǎn)-196℃,約占空氣體積的4/5。
②化學(xué)性質(zhì):a.通常情況下,氮?dú)廨^穩(wěn)定,與其他物質(zhì)不反應(yīng);
b.在放電或高溫下,能與氧氣反應(yīng)生成NO:N2+O2eq \(=======,\s\up7(放電或高溫))2NO,N2體現(xiàn)還原性。
c.在一定條件下雨活潑金屬反應(yīng):3Mg + N2 eq \(=====,\s\up7(點(diǎn)燃)) Mg3N2 ,N2體現(xiàn)氧化性。
d.在高溫、高壓條件下,能與氫氣化合(工業(yè)上合成氨):N2+3H22NH3,N2體現(xiàn)氧化性。
【注意】①氮?dú)庑再|(zhì)的“一惰性、兩反應(yīng)”。氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定,通常狀況下,很難與其他物質(zhì)反應(yīng),但是在一定條件下,也能與氫氣、氧氣等反應(yīng)。
②氮元素是多價(jià)態(tài)元素,氮?dú)庵械爻?價(jià),處于中間價(jià)態(tài),故氮?dú)饧扔醒趸?與H2等反應(yīng)),又有還原性(與O2等反應(yīng))。
③用途:氮?dú)獬S米鞅Wo(hù)氣,如焊接金屬、填充燈泡、保存食品等;氮?dú)馐呛铣砂?、制硝酸的重要原料;液氮可用作制冷劑,?yīng)用于醫(yī)學(xué)、科技等領(lǐng)域。
【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練】1.下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A.氮元素位于元素周期表的第二周期,第VA族
B.氮元素主要以氮分子的形式存在自然界中
C.氮元素最外層有5個(gè)電子
D.氮分子中的兩個(gè)氮原子通過(guò)離子鍵結(jié)合
【答案】D
【解析】A.氮原子核外電子數(shù)為7,核外K、L層依次排有2、5個(gè)電子,氮元素位于元素周期表的第二周期、第VA族,A項(xiàng)正確;B.在自然界里,氮元素主要以氮分子的形式存在于空氣中,部分氮元素存在于動(dòng)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,B項(xiàng)正確;C.氮原子核外電子數(shù)為7,核外K、L層依次排有2、5個(gè)電子,即最外層有5個(gè)電子,C項(xiàng)正確;D.氮分子中兩個(gè)氮原子間以共價(jià)三鍵(N≡N)結(jié)合,D項(xiàng)錯(cuò)誤;答案選D。
2.下列關(guān)于N2的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是( )
A.豆科植物的根瘤菌將N2轉(zhuǎn)換為氮的化合物不屬于氮的固定
B.N2 + O2 =2NO,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體積的78%
D.在反應(yīng):3Mg + N2 =Mg3N2中N2作氧化劑
【答案】A
【解析】A.豆科植物的根瘤菌將空氣中的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮,N是游離態(tài)氮元素變化為化合態(tài),A錯(cuò)誤;B.汽車中的火花塞在打火過(guò)程中能引發(fā)氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)生成NO,產(chǎn)生的NO會(huì)導(dǎo)致空氣污染,B正確;C.氧氣約占空氣體積的21%,氮?dú)饧s占空氣體積的78%,C正確;D.在反應(yīng):3Mg + N2 =Mg3N2中,氮由0價(jià)變?yōu)?3價(jià),氮?dú)馐茄趸瘎?,D正確;故選A。
二、一氧化氮和二氧化氮
活動(dòng)一、一氧化氮和二氧化氮的性質(zhì)
任務(wù)一、結(jié)合氮原子的結(jié)構(gòu)及氮元素化合價(jià)特點(diǎn),思考氮元素形成氧化物的類型有哪些?
【答案要點(diǎn)】①NO2
N2O4
氮元素的化合價(jià)有-3、0、+1、+2、+3、+4、+5價(jià),因此可形成的氧化物有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5。
②N2O俗稱笑氣,具有麻醉作用,在氮的多種氧化物中只有N2O3和N2O5是酸性氧化物(酸酐),分別對(duì)應(yīng)亞硝酸(HNO2)和硝酸(HNO3)。
③常溫常壓,所有氮的氧化物均為有毒氣體。
任務(wù)二、討論交流:閱讀教材P13頁(yè)內(nèi)容,完成教材P13頁(yè)【實(shí)驗(yàn)5-5】(觀看實(shí)驗(yàn)視頻),思考一氧化氮和二氧化氮具有哪些重要的性質(zhì)?
【答案要點(diǎn)】①【實(shí)驗(yàn)5-5】
②NO為無(wú)色無(wú)味的有毒氣體,難溶于水,常溫下,NO不穩(wěn)定,具有還原性,易被氧化:2NO+O2===2NO2。故只能用排水法收集。
③NO2為紅棕色、有刺激性氣味的氣體,有毒,溶于水時(shí)與水發(fā)生歧化反應(yīng):3NO2+H2O===2HNO3+NO。故只能用向上排空氣法收集。
④NO2能與NaOH溶液反應(yīng),化學(xué)方程式為2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O。
⑤NO和NO2都不是酸性氧化物,NO與堿、酸都不能反應(yīng)生成鹽和水,屬于不成鹽氧化物;NO2與堿溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成兩種鹽,也不屬于酸性氧化物。
【對(duì)應(yīng)練習(xí)】1.最新的病毒學(xué)研究證實(shí),一氧化氮對(duì)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?dú)夂脱鯕庠诜烹姉l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
【答案】C
【解析】NO是一種無(wú)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.下列有關(guān)NO2的說(shuō)法中正確的是( )
A.NO2能與水反應(yīng)生成硝酸,在反應(yīng)中NO2只是還原劑
B.除去O2中混有的NO2,可將混合氣體通過(guò)水,將NO2溶解
C.NO2與溴蒸氣的鑒別可用NaOH溶液,溶于NaOH溶液得無(wú)色溶液的是NO2,得橙色溶液的為溴蒸氣
D.在NO2與水的反應(yīng)中氧化劑與還原劑的質(zhì)量之比為1∶2
【答案】D
【解析】除去O2中混有的NO2,將混合氣體通過(guò)水,NO2溶解的同時(shí)又生成新的雜質(zhì)NO,且NO又能與O2反應(yīng),故B項(xiàng)錯(cuò)誤;NO2、溴蒸氣分別與NaOH溶液反應(yīng)均得無(wú)色溶液,所以NaOH溶液無(wú)法鑒別NO2與溴蒸氣,故C項(xiàng)錯(cuò)誤。
活動(dòng)二、探究一氧化氮和二氧化氮與水的反應(yīng)及計(jì)算
任務(wù)一、問(wèn)題探究:聯(lián)系NO2、NO的性質(zhì),若將充滿NO2、NO的試管分別倒置于水槽中(如下圖),并通過(guò)導(dǎo)管通入少量的氧氣有何現(xiàn)象?并分析其原理。
【答案要點(diǎn)】①圖1中紅棕色氣體逐漸變?yōu)闊o(wú)色,試管內(nèi)液面上升,持續(xù)通入適量O2,試管內(nèi)可充滿水。當(dāng)V(NO2)∶V(O2)=4∶1時(shí),NO2完全轉(zhuǎn)化成HNO3。
②圖2無(wú)色氣體先變成紅棕色,后逐漸變?yōu)闊o(wú)色,試管內(nèi)液面上升,持續(xù)通入適量O2,試管內(nèi)可充滿水。當(dāng)V(NO)∶V(O2)=4∶3時(shí),NO完全轉(zhuǎn)化成HNO3。
任務(wù)二、拓展探究:結(jié)合教材P13頁(yè)“思考與討論”,思考氮的氧化物溶于水的相關(guān)原理是什么?對(duì)工業(yè)上生產(chǎn)硝酸有什么啟示?
【答案要點(diǎn)】①氮的氧化物溶于水的相關(guān)原理:
3NO2+H2O===2HNO3+NO ①
2NO+O2===2NO2 ②
由方程式①×2+②得:4NO2+O2+2H2O===4HNO3 ③
由方程式①×2+②×3得:4NO+3O2+2H2O===4HNO3 ④
②NO2氣體溶于水時(shí)僅涉及反應(yīng)①:剩余氣體為NO。
③NO2和O2的混合氣體溶于水時(shí)涉及反應(yīng)③,且存在下列幾種情況:
④NO、O2的混合氣體溶于水時(shí)涉及反應(yīng)④,也存在下列幾種情況:
⑤工業(yè)制取硝酸工廠的尾氣中含有NO、NO2,從減少污染物的排放及原料的充分利用角度考慮,可向尾氣中通入過(guò)量的空氣,再用足量的水吸收,即可將NO、NO2完全轉(zhuǎn)化為HNO3。
【注意】①NO易與O2反應(yīng)、不溶于水、不與水反應(yīng),因此收集NO用排水法,不可用排空氣法。NO2易與水反應(yīng),但很難被O2氧化,因此收集NO2用向上排空氣法,不可用排水法。
②NO2和N2O4是兩種不同的氧化物,通常情況下,NO2能進(jìn)行自身二聚:2NO2(紅棕色)N2O4(無(wú)色),故NO2中總混有N2O4。
【對(duì)應(yīng)練習(xí)】1.一定條件下,將等體積的NO和O2的混合氣體置于試管中,并將試管倒立于水槽中,充分反應(yīng)后剩余氣體的體積為原總體積的( )
A.eq \f(1,4) B.eq \f(3,4) C.eq \f(1,8) D.eq \f(3,8)
【答案】C
【解析】NO、O2、H2O之間的反應(yīng),先判斷是否過(guò)量,若過(guò)量,找出剩余的氣體,計(jì)算其體積是多少,最后算出剩余氣體的體積占原總體積的分?jǐn)?shù)。由方程式4NO+3O2+2H2O===4HNO3計(jì)算,NO和O2等體積混合,剩余O2eq \f(1,4)體積,是原混合氣體的eq \f(1,8)。
2.如圖所示,試管中盛裝的是紅棕色氣體,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,對(duì)原試管中盛裝氣體的說(shuō)法正確的是( )
①可能是N2與NO2的混合氣體 ②可能是NO2氣體
③可能是NO與NO2的混合氣體 ④只可能是NO2一種氣體
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
【答案】B
【解析】是紅棕色氣體,那么一定有二氧化氮的存在,與水反應(yīng)后生成一氧化氮,所以沒(méi)有充滿試管,繼續(xù)通入氧氣,最終充滿試管,則①肯定錯(cuò)誤;如果有少量的氧氣,大量的二氧化氮時(shí)②可以成立;③中通入足量的氧氣,NO也可以全部被吸收。
【課后鞏固】1.(易)下列關(guān)于氮?dú)獾恼f(shuō)法中,正確的是( )
A.通常情況下,氮?dú)庑再|(zhì)比較穩(wěn)定
B.可在氧氣中燃燒,生成一氧化氮
C.1 ml N2與3 ml H2完全反應(yīng)生成2 ml NH3
D.氮元素是活潑的非金屬元素,氮?dú)庠诨瘜W(xué)反應(yīng)中只能作氧化劑
【答案】A
【解析】氮?dú)夥肿又泻械I,性質(zhì)比較穩(wěn)定,A項(xiàng)正確;N2不能在O2中燃燒,N2與O2在放電或高溫條件下反應(yīng)生成NO,B項(xiàng)錯(cuò)誤;N2與H2的反應(yīng)是可逆反應(yīng),1 ml N2與3 ml H2不可能完全反應(yīng)生成2 ml NH3,C項(xiàng)錯(cuò)誤;氮?dú)庵械氐幕蟽r(jià)為0價(jià),在化學(xué)反應(yīng)中既可以升高也可以降低,既可作氧化劑,也可作還原劑,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.(易)氮元素在海洋中的循環(huán),是整個(gè)海洋生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。海洋中無(wú)機(jī)氮的循環(huán)過(guò)程可用如圖表示。下列關(guān)于海洋氮循環(huán)的說(shuō)法正確的是( )
A.海洋中的氮循環(huán)起始于氮的氧化
B.海洋中的氮循環(huán)屬于固氮作用的是③
C.海洋中的反硝化作用一定有氧氣的參與
D.向海洋排放含NOeq \\al(-,3)的廢水,會(huì)影響海洋中NHeq \\al(+,4)的含量
【答案】D
【解析】海洋中的氮循環(huán)起始于N2―→NHeq \\al(+,4),即起始于氮的還原,A項(xiàng)錯(cuò)誤;海洋中的氮循環(huán)屬于固氮作用的是②,B項(xiàng)錯(cuò)誤;反硝化作用中N化合價(jià)降低,被還原,而O2是常見(jiàn)的氧化劑,不需要有O2參與,C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系圖可知,若向海洋排放含NOeq \\al(-,3)的廢水,會(huì)使NOeq \\al(-,3)增多,反硝化作用增強(qiáng),海洋中N2增多,從而影響海洋中NHeq \\al(+,4)的含量,D項(xiàng)正確。
3.(易)下列有關(guān)NO2的說(shuō)法正確的是( )
A.NO2可由N2與O2反應(yīng)直接制備
B.NO2有毒,但因其易溶于水且與水反應(yīng),因此不屬于大氣污染物
C.NO2既有氧化性也有還原性
D.NO2為紅棕色氣體,因此將NO2通入水中,溶液顯紅棕色
【答案】C
【解析】N2與O2在放電或高溫條件下反應(yīng)生成NO,不能直接生成NO2,A項(xiàng)錯(cuò)誤;NO2屬于大氣污染物,B項(xiàng)錯(cuò)誤;NO2與H2O反應(yīng)生成HNO3和NO,說(shuō)明NO2既有氧化性也有還原性,C項(xiàng)正確;NO2通入水中,生成NO和HNO3,溶液呈無(wú)色,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
4.(中)某無(wú)色混合氣體中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的兩種或多種?,F(xiàn)將此混合氣體通過(guò)品紅溶液,品紅溶液褪色;然后向剩余氣體中通入空氣,很快變?yōu)榧t棕色。則下列對(duì)原混合氣體成分的判斷中正確的是( )
A.肯定含有SO2和NO B.肯定沒(méi)有Cl2、O2和NO
C.可能含有Cl2和O2 D.肯定含有Cl2和NO
【答案】A
【解析】混合氣體無(wú)色,排除紅棕色的NO2和黃綠色的Cl2;混合氣體通過(guò)品紅溶液,品紅溶液褪色,說(shuō)明含有SO2;向剩余氣體中通入空氣,很快變?yōu)榧t棕色,說(shuō)明存在NO,則可推知一定不存在O2。故原混合氣體中一定存在SO2和NO,肯定沒(méi)有O2、NO2和Cl2。
5.(中)科學(xué)的假設(shè)與猜想是科學(xué)探究的先導(dǎo)和價(jià)值所在。在下列假設(shè)或猜想引導(dǎo)下的探究肯定沒(méi)有意義的是( )
A.探究SO2和Na2O2反應(yīng)可能有Na2SO4生成
B.探究NO和N2O可能化合生成NO2
C.探究NO2可能被NaOH溶液完全吸收生成NaNO2和NaNO3
D.探究向滴有酚酞溶液的NaOH溶液中通入Cl2,酚酞紅色褪去的原因是溶液的酸堿性改變還是HClO的漂白作用
【答案】B
【解析】NO和N2O反應(yīng)不可能生成NO2,因?yàn)榈氐幕蟽r(jià)均升高,沒(méi)有元素化合價(jià)的降低。
6.(難)將盛有1 ml 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 ml O2,充分反應(yīng)后,整個(gè)試管充滿水。則原混合氣體中NO與NO2體積比為 ( )
A.1∶2 B.2∶5 C.3∶7 D.無(wú)法確定
【答案】C
【解析】設(shè)1 ml NO和NO2的混合氣體中有a ml NO和(1-a) ml NO2,根據(jù)4NO+3O2+2H2O===4HNO3和4NO2+O2+2H2O===4HNO3可得: eq \f(3,4) a+ eq \f(1-a,4) =0.4,所以a=0.3,V(NO)∶V(NO2)=3∶7。
7.(中)下圖是氮元素的轉(zhuǎn)化示意圖:

下列說(shuō)法不正確的是( )
A.反應(yīng)①是自然界中的氮的固定
B.反應(yīng)②的現(xiàn)象是氣體由無(wú)色變紅棕色
C.反應(yīng)③中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比是1∶2
D.X的濃溶液與鐵不能發(fā)生反應(yīng)
【答案】D
【解析】A項(xiàng),反應(yīng)①是氮?dú)夂脱鯕庠诜烹姉l件下生成NO,屬于自然界中的氮的固定,正確;B項(xiàng),NO是無(wú)色氣體、NO2是紅棕色氣體,反應(yīng)②的現(xiàn)象是氣體由無(wú)色變紅棕色,正確;C項(xiàng),反應(yīng)③的方程式為H2O+3NO2=2HNO3+NO,NO2中N元素化合價(jià)由+4升高為+5、由+4降低為+2,NO2既是氧化劑又是還原劑,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比是1∶2,正確;D項(xiàng),H2O+3NO2=2HNO3+NO,X是硝酸,常溫下鐵在濃硝酸發(fā)生鈍化,鈍化是化學(xué)變化,加熱時(shí)濃硝酸與鐵也能直接發(fā)生反應(yīng),錯(cuò)誤。
8.(中)工業(yè)生產(chǎn)硝酸時(shí),由于NO2與H2O反應(yīng)會(huì)生成HNO3和NO,NO又可與O2反應(yīng)生成NO2,因此通入適量的氧氣可使NO或NO2恰好完全溶于水。
(1)試根據(jù)反應(yīng)
①3NO2+H2O===2HNO3+NO
②2NO+O2===2NO2
推出NO2與O2的混合氣體、NO與O2的混合氣體被水完全吸收轉(zhuǎn)化為HNO3的化學(xué)方程式:
__________________________________、_________________________________。
(2)將一支充有12 mL NO2氣體的試管倒置于水槽中,充分反應(yīng)。
①下列圖示正確的是________(填字母)。
②若水不能充滿試管,需再向試管中緩緩充入O2,現(xiàn)象為_(kāi)__________________________________,最終充入________ mL氧氣,才能使水全部充滿。
【答案】(1)①×2+②得:4NO2+O2+2H2O===4HNO3
①×2+②×3得:4NO+3O2+2H2O===4HNO3
(2)①C ②無(wú)色氣體變?yōu)榧t棕色,液面逐漸上升 3
【解析】(2)①NO2溶于水發(fā)生反應(yīng):3NO2+H2O===2HNO3+NO,12 mL NO2參與反應(yīng),生成的NO為4 mL,生成NO的體積占試管體積的eq \f(1,3),故選C。②向試管中緩緩充入O2,發(fā)生反應(yīng)②2NO+O2===2NO2,故氣體顏色由無(wú)色變?yōu)榧t棕色,然后發(fā)生反應(yīng)①3NO2+H2O===2HNO3+NO,故液面逐漸上升,將①和②兩式相組合得4NO+3O2+2H2O===4HNO3,要使水全部充滿試管,需充入3 mL氧氣。
實(shí)驗(yàn)
裝置
實(shí)驗(yàn)
操作
在一支50 mL的注射器里充入20mLNO,然后吸入5mL水,用乳膠管和彈簧夾封住管口,振蕩注射器,觀察現(xiàn)象。
打開(kāi)彈簧夾,快速吸入10 mL空氣后夾上彈簧夾,觀察現(xiàn)象,然后振蕩注射器,再觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象
無(wú)明顯現(xiàn)象
振蕩前:無(wú)色氣體變紅棕色
振蕩后:紅棕色變?yōu)闊o(wú)色
x=V(NO2)/V(O2)
0

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