高考化学 第4章（非金属及其化合物）第4节 氮及其重要化合物 考点（1）氮气及其常见氧化物讲与练（含解析）.doc

非金属及其化合物李仕才考点一氮气及其常见氧化物1氮元素在自然界中的存在及氮的固定2氮气(1)分子式：n2，电子式：nn，结构式：nn。(2)物理性质：无色无味的气体，密度比空气略小，难溶于水，熔点、沸点很低。(3)化学性质与氧气反应：n2o22no(导致汽车尾气中产生氮的氧化物和雷电固氮)；与氢气反应：n23h22nh3(工业合成氨的反应原理)；与mg反应：3mgn2mg3n2。3氮的氧化物(1)氮的氧化物氮有多种价态的氧化物，如n2o、no、no2、n2o4、n2o3、n2o5等，其中属于酸性氧化物的是n2o3、n2o5。(2)no和no2性质的比较判断正误(正确的打“”，错误的打“”)1no2溶于水时生成hno3，故no2是硝酸的酸酐。()2co、no、no2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在。()3no2溶于水时发生氧化还原反应。()4no2通入feso4溶液中始终无明显现象。()5no2溶于水时，no2是氧化剂，水是还原剂，二者的物质的量之比为31。()6溴蒸气和no2都为红棕色气体用湿润的淀粉ki试纸可以鉴别。()7标准状况下，6.72 l no2与水充分反应转移的电子数目为0.1na。()8制二氧化氮时，用水或naoh溶液吸收尾气。()1氮的氧化物都有毒，其中no2与n2o4存在下列平衡：2no2n2o4，因此实验测得no2的平均相对分子质量总大于46，也没有纯净no2和n2o4气体。2验证某无色气体是no的方法是让无色气体接触氧气或空气，无色气体变为红棕色。3no2、no可用碱液处理，如naoh溶液吸收原理为no2no2naoh=2nano2h2o、2no22naoh=nano3nano2h2o。4no2虽然与水反应生成hno3，但不是硝酸的酸酐。no2既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。如no2能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝：2no22ki=2kno2i2。5鉴别no2和溴蒸气常用agno3溶液、h2o、ccl4。一、氮及其氧化物的性质及其对环境的影响1关于氮的变化关系图如图：则下列说法不正确的是()a路线是工业生产硝酸的主要途径b路线、是雷电固氮生成硝酸的主要途径c上述所有反应都是氧化还原反应d上述反应中只有属于氮的固定解析：工业上生产硝酸的流程是氮气和氢气生成氨气，氨气与氧气反应4nh35o24no6h2o路线，一氧化氮与氧气反应2noo2=2no2路线，二氧化氮被水吸收3no2h2o=2hno3no路线，路线是工业生产硝酸的主要途径，a正确；在放电条件下，氮气和氧气发生化合反应：n2o22no路线；no不稳定，易被氧气氧化为二氧化氮：2noo2=2no2路线，二氧化氮溶于水生成硝酸：3no2h2o=2hno3no路线，b正确；从氮的变化关系图可知：n从n2(0价)no(2价)no2(4价)hno3(5价)，都是氧化还原反应，c正确；上述反应中空气中的氮气转变为含氮化合物，符合氮的固定的定义，属于氮的固定，含氮化合物转变为其他物质，是氮的化合物之间的转化，不是氮的固定，d错误。答案：d2下列说法正确的是()aco、no、no2都是大气污染物，在空气中都能稳定存在bno可用于某些疾病的治疗cno2通入feso4溶液中始终无明显现象dno是一种红棕色气体解析：no易被氧化为no2；no2通入溶液中生成hno3，能把fe2氧化成fe3，溶液由浅绿色变成棕黄色；no为无色气体。答案：b3随着我国汽车年销量的大幅增加，空气环境受到了很大的污染。汽车尾气装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示，下列说法正确的是()a反应中no为氧化剂，n2为氧化产物b汽车尾气的主要污染成分包括co、no和n2cno和o2必须在催化剂表面才能反应d催化转化总化学方程式为2noo24co4co2n2解析：反应过程中no、o2为氧化剂，n2为还原产物；汽车尾气中的n2不是污染物；no和o2的反应不需要催化剂；根据题中的图示，可将反应的过程分成如下两步写：2noo2=2no2,2no24co=n24co2，将两步反应式合并可得总化学方程式为2noo24co4co2n2。答案：d4已知化学反应：2no2con22co2，no2so2noso3。下列说法正确的是()a反应可用于汽车尾气处理，no是还原剂，co2是氧化产物b反应是非氧化还原反应，反应前后气体分子总数不变c反应中，no2的氧化性比so2的氧化性强d利用上述两反应处理尾气，能达到保护环境要求解析：反应中n元素的化合价由2价降为0，被还原作氧化剂，a错误；反应中，n、s元素的化合价均发生了变化，为氧化还原反应，b错误；反应中的产物no、so3均是污染物，d错误。答案：c5下列反应必须加入氧化剂且一步反应就能完成的是()n2no2no2nono2hno3n2non2nh3abcd解析：本题有两个要求：(1)必须加入氧化剂；(2)一步反应就能完成。反应、从化合价角度来看都升高，但反应n2no2不能一步反应完成；而反应no2hno3，虽然氮的化合价升高，但不加氧化剂也能实现，如3no2h2o=2hno3no，在该反应中，no2既是氧化剂又是还原剂；只有反应n2no必须加入氧化剂且一步反应就能完成。答案：c二、氮及其氧化物的简单计算6已知氮的氧化物跟naoh溶液发生的化学反应如下：3no22naoh=2nano3noh2o；no2no2naoh=2nano2h2o；现有m mol no2和n mol no组成的混合气体，要用naoh溶液使其被完全吸收无气体剩余，现有浓度为a moll1的naoh溶液，则需此naoh溶液的体积为()a. l b. l c. l d. l解析：生成物不论是硝酸钠还是亚硝酸钠，根据原子守恒可知氢氧化钠的物质的量就是no2和no的物质的量之和，则氢氧化钠是(mn) mol，则氢氧化钠溶液的体积为(mn)/a l。答案：c7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，原来试管中盛装的气体是()a可能是n2与no2的混合气体b只能是o2与no2的混合气体c可能是no与no2的混合气体d只能是no2一种气体解析：解答本题要注意以下两点：(1)明确氮气不溶于水，且常温下不与o2发生化学反应；(2)no2可与水反应生成不溶于水的no，no2和no分别与氧气按适当的比例可被水完全吸收。答案：c8氮的氧化物(用nox表示)是大气污染物，必须进行处理。(1)汽车尾气主要含有co2、co、so2、nox等物质，这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。汽车尾气中的co来自于_，no来自于_。汽车尾气对环境的危害主要有_(至少填两种)。汽车尾气中的co、nox在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体，反应的化学方程式可表示为_。(2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知：4nh36no5n26h2o,8nh36no27n212h2o。同温同压下，3.5 l nh3恰好将3.0 l no和no2的混合气体完全转化为n2，则原混合气体中no和no2的体积之比是_。(3)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理，若no与no2按物质的量之比11被足量naoh溶液完全吸收后得到一种钠盐，该钠盐的化学式是_。解析：(1)汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应，当空气不足时，汽油不完全燃烧，会产生co；当空气过量时，n2和o2在放电或高温条件下反应生成no。汽车尾气对环境的危害很大，可以形成硝酸型酸雨，导致光化学烟雾，产生温室效应。co、nox反应后生成的无毒气体为co2和n2。(2)v(no)v(no2)3.0 l，v(no)v(no2)3.5 l，则v(no)0.75 l，v(no2)2.25 l，v(no)v(no2)13。(3)no中氮的化合价为2价，no2中氮的化合物为4价，二者11混合时与naoh反应生成盐的化合价必然为3价，即为nano2。答案：(1)汽油的不完全燃烧n2与o2在汽车汽缸内的高温环境下的反应形成酸雨、导致光化学烟雾、产生温室效应(任写两种即可)2xco2nox2xco2n2(2)13(3)nano2氮的氧化物溶于水的计算一、原理解答氮氧化物溶于水的计算问题首先明确原理，无论是单一气体(no2)，还是no、no2、o2中的两者或三者的混合气体，反应的实质是3no2h2o=2hno3no,2noo2=2no2，故若有气体剩余只能是no或o2，不能是no2。二、方法氮的氧化物与o2、h2o反应的计算，常见的有三种方法1 加合式法(1)no2和o2混合气体溶于水的计算由4no2o22h2o=4hno3可知：v(no2)v(o2)(2)no与o2同时通入水中2noo2=2no2、3no2h2o=2hno3no总的化学方程式为4no3o22h2o=4hno3可知：v(no)v(o2)(3)no2、no、o2三种混合气体通入水中：可先将no和o2转化为no2，再按上述各种情况分别处理。也可先将no2和h2o反应转化为no，再按4no3o22h2o=4hno3情况处理。2 原子守恒法4no2o2和4no3o2从组成上均相当于2n2o5的组成，都与n2o5h2o=2hno3等效。当no、no2、o2的混合气体溶于水时利用混合气体中n、o原子个数比进行分析判断。n(n)n(o)3 电子守恒法no与o2的混合气体通入水中发生反应：2noo2=2no2、3no2h2o=2hno3no，在这当中，存在着no向no2转化、no2向hno3转化的同时又生成no的循环反应。但总体来讲，nohno3，n的化合价升高是由于被o2氧化，因此可写出在氧化还原反应中得失电子数必然相等。1将盛有12 ml no2和o2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2 ml无色气体，则原混合气体中o2的体积和剩余的2 ml气体分别是()a1.2 ml，nob2.4 ml，o2c3.5 ml，o2 d4 ml，no解析：解题依据的化学反应原理：4no2o22h2o=4hno3，3no2h2o=2hno3no。设o2的体积为x，剩余的气体有两种可能：若剩o2，则v剩x(12 mlx)2 ml，解得x4 ml，b、c错误；若剩no，则v剩(12 mlx)4x2 ml，解得x1.2 ml，d错误，a正确。答案：a2如图，同温同压下，反应完全后有氧气剩余的是()a试管通入了40 ml no2和10 ml o2b试管通入了40 ml no和10 ml o2c试管通入了40 ml no、10 ml no2和10 ml o2d试管通入了10 ml no、20 ml no2和20 ml o2解析：a项，n(n)n(o)410，恰好完全反应；b项，n(n)n(o)46，剩余气体为no；c项，n(n)n(o)58，剩余气体为no；d项，n(n)n(o)39，剩余气体为o2。答案：d3室温时，在容积为a ml的试管中充满no2气体，然后倒置在水中至管内水面不再上升时为止；再通入b ml o2，则管内液面又继续上升，测得试管内最后剩余气体为c ml，且该气体不支持燃烧。则a、b、c的关系是()aa4b3c ba4bccab41 dab43解析：剩余气体不支持燃烧，故为no气体，即相当于no2与o2混合作用于水时剩余3c ml no2，4no2o22h2o=4hno341(a3c) b则41(a3c)b整理得a4b3c。答案：a4将充有a ml no和b ml no2气体的试管倒立于水槽中，然后通入a ml o2。气体体积均在同温同压下测定，且ba，则充分反应后，试管中气体在同温同压下的体积为()a. mlb. mlc. mld. ml解析：已知反应4no2o22h2o=4hno3,4no3o22h2o=4hno3；由这两个反应可得nono2o2h2o=2hno3，ba，则同温同压下反应中no2过量(ba) ml，而过量的no2与