高考化学一轮复习（第三辑）考点41 氮气及其氧化物的性质及用途（含解析）.doc

考点41 氮气及其氧化物的性质及用途聚焦与凝萃.1能列举重要的含氮元素的单质及其化合物；2掌握n2、no、no2的主要物理及化学性质；3学会有关氮氧化物溶于水的计算方法；4了解酸雨的形成和危害；了解氮氧化合物对环境的污染。解读与打通常规考点一、氮气1物理性质：无色无味气体，密度比空气小，在空气中约占总体积的4/5，难溶于水。2化学性质通常情况下，n2化学性质很稳定，只在高温、放电、催化剂等条件下才能发生一些化学反应。（1）与h2反应：n23h22nh3（2）与o2反应：n2o22no（3）与mg反应：n23mgmg3n2氮的固定：使空气中游离态的氮转化为化合态氮的过程。以上都属于人工固氮。二、氮的氧化物氮有多种价态的氧化物（见下表）。氮的氧化物都是大气污染物，如喷气式飞机产生的no是破坏臭氧层的物质之一。它及氟氯代烃（如氟利昂ccl2f2等）分解产生的cl原子是产生“臭氧空洞”的罪魁祸首。空气中no2是造成光化学烟雾的主要因素，也是产生“酸雨”的气体之一。空气中no、no2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等。1价2价3价4价4价5价n2onon2o3no2n2o4n2o5笑气明星分子亚硝酸酐红棕色气体无色液体硝酸酐1一氧化氮（1）物理性质：一氧化氮是无色、无味气体，难溶于水。密度与空气的密度相差很小，难溶于水。有毒，人吸入no后，会与血红蛋白结合，引起人体缺氧中毒致死。（2）化学性质：极易与氧气反应，生成红棕色的no2气体：2noo2=2no2能与强还原剂反应：6no4nh3=5n26h2o，2no2co=n22co22二氧化氮（1）物理性质：二氧化氮是红棕色、有刺激性气味的有毒气体，比空气的密度大，易溶于水，no2易液化（2）化学性质：既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。no2能使湿润的淀粉ki试纸变蓝。与水反应：3no2h2o=2hno3no强氧化性：6no28nh3=7n212h2o2no24co=n24co2no2so2=noso3二氧化氮与二氧化氮反应，生成四氧化二氮：no2no2n2o4隐性考点3关氮氧化物溶于水的计算（1）先将充满no2气体的试管倒立在水槽中，再缓慢通入一定量o2，观察现象。3no2h2o=2hno3no2noo2=2no22得：6no22h2o=4hno32no，化简得：4no2o22h2o=4hno3式是一个“合反应”，它表明no2与o2按41的体积比通入水中，能完全转化为硝酸。工业上制取硝酸就是利用这一原理，通入过量的空气使no2尽可能多地转化成硝酸。例在一定条件下，将8 ml no2和24 ml o2混和置于量筒内，把量筒倒立于水槽中，充分反应后剩余什么气体？多少毫升？【解析】利用4no2o22h2o=4hno3 4 18 则 =2 充分反应后剩余22 ml o2（2）先将充满no气体的试管倒立在水槽中，再缓慢通入一定量o2，观察现象。 2noo2=2no23no2h2o=2hno3no3得：6no3o2=6no22得：6no22h2o=4hno32no，化简：4no3o22h2o=4hno3式是一个“合反应”，它表明4体积no倒立于水中，通入3体积的o2，no能完全转化为硝酸。工业上制取硝酸也利用这一原理，通入过量的空气使no尽可能多地转化成硝酸。这样操作，既能充分利用原料，提高硝酸的产量，又能减少no的排放，防止污染环境。融合与应用例1最新研究表明：no吸收治疗法可快速改善sars重症患者的缺氧状况，缓解病情。病毒学研究同时证实，no对sars病毒有直接抑制作用。下列关于no的叙述正确的是 ()ano是一种红棕色的气体b常温常压下，no不能与空气中的氧气直接化合c含等质量的氧元素的no和co的物质的量相等dno易溶于水，不能用排水法收集【答案】c例2发射卫星的运载火箭，其推进剂引燃后发生剧烈反应，产生大量高温气体从火箭尾部喷出。引燃后产生的高温气体主要是co2、h2o、n2、no，这些气体均为无色，但在卫星发射现场看到火箭喷出大量“红烟”，产生“红烟”的原因是 ()a高温下n2遇空气生成no2 bno遇空气生成no2cco2与no反应生成co和no2 dno和h2o反应生成h2和no2【答案】b例3现有等体积混合而成的四组气体：no2no； no2o2；hcln2；non2，将其分别通入体积相同的试管，并立即倒立于水槽中，试管内水面上升的高度分别为h1，h2，h3，h4，其中高度关系是 ()a h2h3h1h4 bh3h2h1h4ch1h2h3h4 dh1h2h3h4【答案】a【解析】二氧化氮和水能反应生成硝酸和一氧化氮3no2+h2o=2hno3+no，一氧化氮和水不反应，根据方程式可知，气体减少的体积是二氧化氮的2/3，二氧化氮占混合气体的1/2，所以试管内气体减少的体积为试管体积的1/3，水面上升的高度为试管的1/3；二氧化氮和氧气、水能反应生成硝酸4no2+o2+2h2o=4hno3，根据方程式知，氧气剩余，参加反应的氧气的体积为氧气总体积的1/4，二氧化氮全部参加反应，所以混合气体减少的体积为试管体积的5/8，水面上升的高度为试管的5/8；氯化氢极易溶于水，氮气和水不反应，所以混合气体减少的体积为试管体积的1/2，水面上升的高度为试管的1/2；no和氮气与水均不反应，气体不会充入试管，所以水上升的高度关系为h2h3h1h4。扫描与历练【正误判断】(正确的打“”，错误的打“”)（每个判断2分，共40分）（ ）1co、no、no2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在(2010山东，13c)（ ）2no可用于某些疾病的治疗 (2010上海，4d)（ ）3no2通入feso4溶液中始终无明显现象 (2010上海，13a)（ ）4在ph0的溶液中，na、no、so、k可以大量共存 (2010福建，10b)（ ）5用稀氢氧化钠溶液吸收no2的离子方程式是2oh2no2= nonoh2o(2010江苏，3c)（ ）6焊接金属、灯泡填充、贮存粮食、罐头、水果等，常用氮气作保护气以防止氧化或腐烂（ ）7nh3经催化氧化生成no属于氮的固定（ ）8氮的氧化物是造成光化学烟雾的主要原因，汽车尾气大量排放会造成光化学烟雾（ ）9制二氧化氮时，用水或naoh溶液吸收尾气 (2014天津，2d)（ ）10用湿润的碘化钾淀粉试纸鉴别br2(g)和no2 (2014重庆，2b)（ ）11no2与水的反应：3no2h2o=2nono2h (2011江苏，6b)（ ）12常温下含有na个no2、n2o4分子的混合气体，降温至标准状况，其体积小于22.4 l（ ）134时9 ml水和标准状况下11.2 l氮气含有相同的原子数（ ）141 mol n2和3 mol h2在一定条件下的密闭容器中充分反应，容器内的分子数大于2na（ ）15no难溶于水，可以用排水法收集 （ ）16光化学烟雾就是nox在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生的一种有毒的烟雾（ ）17氮气与氧气在放电的条件下可直接生成no2 （ ）18工业合成氨属于人工固氮 (2015北京，8b) （ ）19燃料的脱硫脱氮、so2的回收利用和nox的催化转化都是减少酸雨产生的措施(2015浙江，7d) （ ）20no2通入feso4溶液中始终无明显现象 (2010上海，13a)实训与超越【7+1模式】一、单选（76分=42分）1最新的病毒学研究证实，一氧化氮对sars病毒有直接抑制作用。下列关于一氧化氮的叙述正确的是 ()a一氧化氮是一种红棕色气体b常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合c一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到d一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集2如图所示装置，开始时夹子处于关闭状态，将液体a滴入试管中与气体b充分反应，打开夹子，可发现试管中的水立刻沸腾了。则液体a和气体b的组合不可能是下列中的 ()a氢氧化钠溶液、二氧化硫 b水、氯化氢c氢氧化钠溶液、一氧化氮 d水、二氧化氮3将3 mol的no2气体依次通入下列三个分别装有足量nahco3饱和溶液、浓h2so4、na2o2的装置后，用排水法把残留气体收集起来，则收集到的气体是(同温、同压下测定) ()a1 mol no b1 mol no2和0.05 mol o2c 2 mol o2 d 0.25 mol o24无色的混合气体甲，可能含有no、co2、no2、nh3、n2中的某几种。将100 ml甲气体经过右图实验的处理，结果得到酸性溶液，且最终几乎无气体剩余。则甲气体的组成为 ( )anh3、no2、n2 bnh3、no、co2 cnh3、no、co2、n2 dno、co2、n25按图进行实验，试管内装满10 ml no，然后缓慢通入6 ml o2(气体体积均在相同条件下测定)。下面有关实验最终状态的描述不正确的是 ( )a试管内气体呈无色 b试管内气体呈无色，是2 ml noc试管内气体呈无色，是2 ml o2 d试管内液面上升到试管体积的4/5处6【2009宁夏，7】将22.4 l某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后，气体体积变为11.2 l(体积均在相同条件下测定)，则该氮氧化合物的化学式为 ()ano2 bn2o3 cn2o dn2o47汽车排放的尾气中含有no2，no2是城市大气污染的主要污染物之一，在日光照射下，no2发生一系列光化学烟雾的循环反应，从而不断产生o3，加重空气污染。反应过程为2no22no2o，2noo22no2，oo2o3。下列对该反应过程及生成物叙述正确的是 ()ano2起催化剂作用 bno起催化剂作用 cno2只起氧化剂作用 do3与o2为同分异构体二、填空（18分）8【2012江苏，16(2)(3)(4)】利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含no、no2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的ca(no2)2，其部分工艺流程如下：（2）上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入，石灰乳从吸收塔顶喷淋)，其目的是 ；滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是 (填化学式)。（3）该工艺需控制no和no2物质的量之比接近11。若n(no)n(no2)11，则会导致 ；若n(no)n(no2)11，则会导致 。（4）生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中ca(no2)2会发生分解，产物之一是no，其反应的离子方程式为 。考点四十一 氮气及氧化物的性质及用途扫描与历练【正误判断】题号正误解析1no在空气中不能稳定存在 ，会转化为no22略3no2通入feso4溶液中，溶液颜色会变为黄色。4在ph0的溶液中，h+、no、so三者发生反应。5用稀氢氧化钠溶液吸收no2会生成硝酸钠和亚硝酸钠6略7氮的固定是氮元素由游离态变为化合态。8略9制二氧化氮时，用naoh溶液吸收尾气，不能用水。10br2(g)和no2都能与碘化钾反应，生成碘单质，遇淀粉变蓝现象相同，不能鉴别。11略12略134时，9 ml h2o是0.5 mol，含有1.5 mol原子，11.2 l氮气在标准状况下的物质的量是0.5 mol，含有1 mol原子。14略15no是一种无色难溶于水的气体，可以用排水法收集；常温常压下，no易与氧气直接化合生成no2。16略17直接生成的是no，no被氧气继续氧化可生成no2。18略19略20no2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。实训与超越【7+1模式】题号答案解 析1cno是一种无色难溶于水的气体，可以用排水法收集。常温常压下，no容易与氧气直接化合生成no2。2 c由于试管中96 的水立刻沸腾，说明整个体系内的压强减小了，即中的气体被消耗使气体的物质的量减小。结合选项可知只有c项中气体的物质的量保持不变，其他几项中气体的物质的量均会减小。3d3no2h2o=2hno3no由此可知有1 mol no产生，有2 mol hno3生成，根据hno3nahco3=nano3h2oco2可知，2 mol hno3与足量nahco3反应有2 mol co2产生。 2co22na2o2=2na2co3o2 由此可知有1 mol o2产生， 所以此时剩余气体为1 mol no和1 mol o2。用排水法收集时，发生如下反应4no3o22h2o=4hno3，由此可知最后剩余0.25 mol o2，故选d。4b气体是无色，则一定没有no2。通过浓硫酸，气体减少20ml，说明混合气中含有20ml氨气。余下的80ml气体通过足量的过氧化钠固体，气体显红棕色，这说明反应中有no2生成，所以一定含有no。由于no要被氧气氧化才能生成no2，所以必须通过co2和过氧化钠反应生成氧气来实现，即一定还含有co2。最后通过排水法收集，气体没有剩余的，这说明没有氮气，因此选b。5c4no3o22