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 Na2O。如果利用题中所提供的化学反应方程式来制 Na2O，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

2、Na2O。例 2 在农谚中有一句“雷雨发庄稼”，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 O2 的化合提供了反应条件，生成了NO，生成的 NO 再与 O2 反应，进一步被氧化生成 NO2；NO2 又被雨水吸收生成 HNO 3，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 + O22NO2NO + O2 = 2NO 23NO2 + H2O = 2HNO 3 + NO例 3 2.4g 镁在氧气中燃烧只生成 Mg

3、O 时质量增加 1.6g，而 2.4g 镁在空气中燃烧时质量增加却小于 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 ，而在空气中燃烧时则有 MgO （大量）和 Mg 3N2（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 O24g16gMg 3N2: 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（Mg3 N2 ）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

4、 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，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 + O2 + 2H2O = 4HNO34NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO 3所以充分反应后如有剩余气体应为两种可能：其一是剩余 O2，另一种情况是余 NO（多余的 NO2 与水反应也会转化成 NO），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 NO2 转化成 HNO 3 失 1mol 电子，1mol

5、NO 转化成 HNO 3 失 3mol 电子，而每 1mol O2 在反应中都得 4mol 电子，根据方程式中NO、NO2 失电子总数与 O2 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NO2 体积为 x则 NO 体积为（ 40 x）（1）若最终余 5mL O2：x(40x)3(205)4x30( mL)原混合气中可能 NO 2 体积为 30mL，NO体积为 403010(mL)（2）若最终余 5mLNO ：x(40x5)3204x12.5(mL)原混合气中可能NO2 体积为 12.5mL，NO 体积为 4012.5=27.5(mL)答：（略）例 5 在一支 10mL 试

6、管中充满 NO2 和 O2 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 NO2 的体积（ mL ）， 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 4NO2+ O2 + 2H2O = 4HNO3，当 V(NO2): V(O 2 ) 4 :1 时，试管内无气体剩余， y0；此时原混合气中 V(NO 2 )10mL48m

7、L ，5V(O2)( 1 0 8 ) m L 2 m L当 x8mL 时（即为 0x 8时）， O2 过量，剩余气体为 O2；当 x8mL时(即 8 x10时), NO2 过量，由于过量的 NO2 发生反应 3NO2 +H2 O = 2HNO3 + NO，所以最终剩余气体为NO。解答：此题分两种情况讨论（1）当 0x 8时， O2 过量，由 4NO2223 可知， x mL+O +2HO=4HNONO2 消耗 O2 为 x mL ，剩余气体为 O2，则 y10xx105 x444（2）当 8x10 时，NO2 过量，剩余气体为+ NO 可知，过量的 NO2 为 3y mL，则消耗掉的O2 为(

8、10x)mL4 NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO 3NO，由 3NO2 + H2O = 2HNO 3 NO2 为 ( x 3y)mL ，参加反应的414(10x)(10 x)得： 4(10x)=x 3y整理得：y5 x4033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。将液态空气在低温下蒸馏，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

9、位于周期族。它与氧元素紧邻。 O2 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学反应，这是因为；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：。5、 NO 中混有少量 NO2，除去 NO2 的最好方法是，N2 中混有少量 O2，除去 O2 的最好方法是。二、选择题：6、下列氮的氧化物中，称为硝酸酐的是ANOBN2O3CNO2DN2O57、某集气瓶中气体呈红棕色，加入足量的水，盖上玻璃片

10、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、 Br2BNO2、NO、N2CNO2、O2、NODN2、 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/molB9.09g/molC 15g/molD9.0910、所有的氮的氧化物都能和灼热的铁进行如下反应：34+ 2mN2。将 2mol NmOn 通过足量灼热铁粉完全反4NmOn + 3nFe = nF

11、e O应生成 1moL N2 和 1mol Fe34，则使用的氮的氧化物NmOn 是ANOBNOOCNODN O232211、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 2mLB2.5mLC5mLD无法计算12、一定条件下，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 1B 3C 1D 34488三、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，过一段时间后，测得试管中剩下的是2mL NO ，则原混和气体中O2 为多少毫升

12、？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 O2 和 NO2 各多少毫升？15、在标准状况下，将 CO2 和 O2 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 CO2 和 O2 的体积比。【答案】：一、1、氧气2、游离氧气的沸点高7875氮气1.25轻氮气的沸点低23、2VA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。N N4、X N，Y12Mg ，3Mg + N2Mg N2735、通过盛水的洗气瓶；通过灼热的铜网二、6、 D7、 A8、 B9、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。11、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 + 3O2 + 2H2O =4HNO3及题意可知，剩余气体是 O2，NO 气全反应掉为1 V，消耗的 O2 为133V 3V72余 O2 的体积为原体积的2V8V ，则反应中共消耗混合气8V428171 。8