高中化学人教必修第二册2026步步高学习第五章　第二节　第1课时　氮气和氮氧化物

氮气和氮氧化物第1课时第五章

第二节1.通过对氮元素“位—构—性”的分析，认识氮元素在自然界中的存在形式，了解氮的固定的意义。2.掌握N2的性质。3.掌握NO、NO2的性质及二者的相互转化。4.掌握NO、NO2与O2混合溶于水的计算。核心素养

发展目标课时对点练内容索引一、氮气与氮的固定二、一氧化氮和二氧化氮<一>氮气与氮的固定1.氮元素(1)二ⅤA25一般通过

与其他原子相互结合构成物质。共用电子对(2)氮元素在自然界中的存在氮分子蛋白质硝酸盐铵盐思考1

下表中的数据为使1mol气态物质分裂为原子需要的能量，化学上称之为键能，其单位为kJ·mol-1。(1)从上述数据可以看出，四种气体中化学性质最稳定的是哪种气体？物质H2N2O2Cl2键能/(kJ·mol-1)436.0946497.3242.7提示氮气2.氮气(2)下列氮气的用途中，利用了氮气的稳定性的是

(填序号)。①博物馆将一些贵重画页、书卷保存在充满氮气的圆筒里。②医生利用液氮“冷刀”做手术，可以减少出血或不出血。③工业上利用氮气制取氨气、硝酸、化肥和炸药等。④用氮气填充汽车轮胎可以延长汽车轮胎的使用寿命。⑤焊接金属时用氮气保护金属使其不被氧化。⑥在灯泡中填充氮气以防钨丝被氧化或挥发。①④⑤⑥在高温、放电等条件下，氮气可以与镁、氢气、氧气等物质发生化合反应。写出氮气与下列物质发生反应的化学方程式：(1)金属镁：__________________，氮气表现

性；(2)氢气：______________________，氮气表现

性；(3)氧气：_____________________，氮气表现

性。N2+3Mg

Mg3N2N2+3H2

2NH3N2+O2

2NO氧化氧化还原思考2

写出镁条在空气中燃烧发生反应的化学方程式。提示2Mg+O2

2MgO、3Mg+N2Mg3N2、2Mg+CO2

2MgO+C。3.氮的固定

4.自然界中的氮循环氮的氧化物1.判断正误(1)N2和O2在放电的条件下会直接生成NO2(2)氮原子与其他原子只能形成共价键，不能形成离子键(3)自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3(4)氮的固定中氮元素一定被氧化(5)工业上将NH3转化为其他铵态化肥属于人工固氮×××××2.(2025·河南周口段考)有报道称“氮气能有效减少轮胎的噪音，延长轮胎使用寿命”，关于氮气的性质的说法，错误的是A.通常情况下，氮气性质很不活泼B.可在氧气中燃烧，生成一氧化氮C.在水中溶解度小(通常情况下)D.跟氢气在一定条件下发生反应，氮气是氧化剂√氮气与氧气反应需要高温或放电条件，生成一氧化氮，但氮气本身不会在氧气中“燃烧”，故选B。3.(2025·北京期中)下列反应起自然固氮作用的是A.植物利用铵盐和硝酸盐合成蛋白质B.NH3经催化氧化生成NOC.实验室里让镁在N2中燃烧，得到氮化镁D.在闪电的作用下，空气中的N2和O2反应生成NO√铵盐和硝酸盐合成蛋白质、NH3经催化氧化生成NO，是氮的化合物之间的转化，不是氮的固定，故A、B不选；镁在N2中燃烧得到氮化镁，属于人工固氮，故C不选。返回<二>一氧化氮和二氧化氮1.NO和NO2的物理性质氧化物颜色状态气味水溶性NO

色气体-

溶NO2

色气体

气味

溶无不红棕有刺激性易2.NO和NO2的化学性质(1)实验探究装置

操作在一支50mL的注射器里充入20mLNO，然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器①打开弹簧夹，快速吸入10mL空气后夹上弹簧夹；②振荡注射器现象__________①无色气体变为

；②___________________________________________无明显现象红棕色红棕色气体逐渐变为无色，注射器活塞向左移动(2)实验结论及解释①NO不溶于水，也不与水反应，但能与空气中的氧气反应生成红棕色的NO2，化学方程式：

。②NO2能与水反应生成无色的NO，化学方程式：__________________________。2NO+O2===2NO23NO2+H2O===2HNO3+NO思考1

为了有效实现NO和NO2的相互转化，设计如下实验：按图组装好实验装置(夹持装置已省略)，并检查装置的气密性，实验前用排水法收集NO。(1)打开止水夹，推动注射器活塞，使O2进入烧瓶。关闭止水夹，首先观察到烧瓶中的现象是

，写出产生此现象的化学方程式：

。气体由无色变为红棕色2NO+O2===2NO2(2)轻轻摇动烧瓶，观察到烧瓶中的现象是什么？利用化学方程式解释产生这种现象的原因。提示轻轻摇动烧瓶，烧瓶中的红棕色气体又变为无色，且烧瓶内压强减小，烧杯中的水倒吸进入烧瓶，导致烧瓶中液面上升。摇动烧瓶，使得NO2与水发生反应：3NO2+H2O===2HNO3+NO。(3)NO、NO2都是对人体有害的气体，你认为工业上生产硝酸时，应如何充分利用原料，减少污染？提示工业上可使用过量O2将NOx多次氧化和转化，从而将NOx尽可能多地转化为HNO3。3.NO、NO2溶于水的相关计算思考2有一只充有20mLNO2和NO混合气体的试管，倒置于盛有水的水槽中，充分反应后，仍有12mL无色气体，则原混合气体中NO和NO2体积比为(气体体积均在相同状况下测得)

。2∶3

思考3假设试管内充有100mLNO，通入多少O2才能使水充满试管？提示已知：2NO+O2===2NO2

①，3NO2+H2O===2HNO3+NO

②，由反应①×3+②×2得：4NO+3O2+2H2O===4HNO3，即当NO和O2的体积比为4∶3时水可以充满试管，故需通入75mLO2。(1)NO2和O2的混合气体与水反应由4NO2+O2+2H2O===4HNO3可知归纳总结(2)NO和O2的混合气体与水反应由4NO+3O2+2H2O===4HNO3可知1.判断正误(1)由于NO极易与O2反应，并且其密度与空气相差不多，因此收集NO只能用排水法(2)由于NO2极易与水反应且密度比空气大，因此收集NO2只能用向上排空气法(3)NO2与H2O反应生成HNO3，故NO2是酸性氧化物(4)可用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别NO2与溴蒸气(5)11.2LNO与11.2LO2混合后的分子数目为NA√√×××

√NO2与水反应的化学方程式为3NO2+H2O===2HNO3+NO，H2O中H、O元素的化合价反应前后没有发生变化，NO2中+4价N元素，部分升高到+5价，部分降低到+2价，则3

mol

NO2完全反应转移2

mol电子；反应生成的NO立即会和空气中的氧气反应生成NO2，因而不能稳定存在；故选B。

√

返回课时对点练题号12345678答案BDACCADC题号910111213答案ABACC对一对答案12345678910111213141514.(1)溶液变蓝色(2)打开止水夹，挤压空气囊，丙中气体由无色变为红棕色(3)挥发出来的HNO3，以及NO2和水反应生成的HNO3，也可将I-氧化成I2，使溶液变蓝(4)NO2+SO2===NO+SO3答案12345678910111213141515.

答案123456789101112131415题组一氮气与氮的固定1.(2025·福建期中)生物固氮是指A.生物从土壤中吸收含氮养料B.微生物将空气中的氮气转变为含氮化合物C.土壤中的硝酸盐被细菌分解转化为氮气D.豆科植物将含氮化合物转变为植物蛋白质√对点训练答案1234567891011121314152.(2024·湖北咸宁高一段考)下列关于N2的叙述正确的是A.在雷雨天，空气中的N2与O2可反应生成NO2B.将氨气转化为NO属于氮的固定C.氮气是一种无色无味的有毒气体D.在化学反应中，氮气既可被氧化也可被还原√答案123456789101112131415雷雨天时，空气中N2和O2可反应生成NO，A错误；氮的固定是将空气中游离态的氮(N2)转化为含氮化合物的过程，B错误。

√答案123456789101112131415答案1234567891011121314

15题组二一氧化氮和二氧化氮4.(2025·黑龙江牡丹江段考)下列关于NO2和NO的叙述正确的是A.汽车发动机的高温环境使N2和O2直接化合生成NO2B.都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应C.除去NO中混有的NO2，可将混合气体通入水中D.常温下都可以被氧气氧化√答案123456789101112131415答案1234567891011121314汽车发动机的高温环境使N2和O2直接化合生成NO，A错误；NO不能与碱反应，不属于酸性氧化物，NO2和强碱NaOH反应产生NaNO3、NaNO2和水，反应前后N元素化合价发生了变化，因此NO2也不是酸性氧化物，B错误；在常温下NO能够与O2反应产生NO2，但NO2与O2在常温下不能发生反应，D错误。15

√答案123456789101112131415答案123456789101112131415NO不溶于水，不能直接和水反应生成硝酸，A不能实现；氮气和氧气化合生成NO，不能直接转化为NO2，B不能实现；NO具有氧化性，CO具有还原性，在催化剂的作用下可以转化为无毒气体，反应的化学方程式为2NO+2CON2

+2CO2，C能实现；臭氧具有氧化性，NO2转化为氮气需要加入还原剂，D不能实现。6.(2025·太原月考)某混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种气体。现将此无色透明的混合气体通过品红溶液后，品红溶液褪色，把剩余气体排入空气中，很快变为红棕色。对于原混合气体成分的判断中正确的是A.肯定有SO2、NOB.肯定没有Cl2、SO2和NO2C.可能有Cl2和O2D.肯定只有NO√答案123456789101112131415答案1234567891011121314气体无色，则说明不含有Cl2和NO2气体，此无色混合气体通过品红溶液后，品红溶液褪色，说明一定含有SO2，把剩余气体排入空气中，很快变为红棕色，说明含有气体NO，则一定没有O2；即混合气体肯定没有Cl2、O2和NO2，一定有SO2和NO。157.(2025·深圳期中)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，试管被水充满，则原来试管中盛装的气体A.可能是N2与NO2的混合气体B.不可能是NO2一种气体C.可能是N2与NO的混合气体D.可能是O2与NO2的混合气体√答案123456789101112131415答案1234567891011121314试管中盛装的气体呈红棕色，那么一定有NO2存在。根据题述现象可知，原试管中盛装的气体的成分可能为①NO2、②NO2和O2(少量)、③NO2和NO等。158.(2024·开封高一段考)有一倒置于水槽且装满水的容器，向其中依次通入一定体积的NO2、NO和O2，充分反应后，若容器中仍充满溶液，则通入的NO2、NO和O2的体积比可能是A.1∶2∶1 B.4∶3∶2C.4∶16∶13 D.4∶3∶4√答案123456789101112131415答案1234567891011121314

159.(2025·山东菏泽段考)中国科学院科研团队研究表明，在常温常压和可见光下，基于LDH(一种固体催化剂)合成NH3的原理如图所示。下列说法错误的是A.该过程中H2O被还原成氧气B.该过程中涉及置换反应C.基于LDH合成NH3的过程属于氮的固定D.该过程的化学方程式为2N2+6H2O4NH3+3O2答案1234567891011121314√15综合强化答案123456789101112131415根据图示可知，发生的反应为2N2+6H2O4NH3+3O2，属于置换反应，该反应过程中O元素化合价从H2O中的-2价变为O2的0价，H2O被氧化生成O2，A错误，B、D正确；氮元素由游离态N2转变为化合态NH3，因此该过程属于氮的固定，C正确。10.(2025·苏州期中)燃油汽车行驶中会产生CO、NO等多种污染物。如图所示为汽车发动机和催化转化器中发生的部分化学反应。下列说法不正确的是A.反应Ⅰ是在高温条件下发生的B.反应Ⅱ属于人工固氮C.物质甲可以和镁反应生成A3B2型化合物D.物质乙和氨气可以合成尿素[CO(NH2)2]√答案123456789101112131415答案1234567891011121314甲和O2反应生成NO，甲含有N元素；NO和CO反应生成N2和CO2，则甲是N2、乙是CO2。反应Ⅱ是NO和CO反应生成N2和CO2，不属于人工固氮，故选B。1511.如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满NO2和NO气体，分别倒置于水槽中，然后通过导管缓慢通入氧气，边通边慢慢摇动答案123456789101112131415试管，直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则两个试管内溶液的物质的量浓度之比为A.1∶1

B.5∶7 C.7∶5

D.4∶3√答案12345678910111213144NO2+O2+2H2O===4HNO3、4NO+3O2+2H2O===4HNO3，V(NO2)=V(NO)，n(NO2)=n(NO)，则生成的HNO3的物质的量相等，溶液的体积也相同，故两个试管内溶液中溶质的物质的量浓度相等。1512.实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2的装置如图所示(夹持和加热装置略去)，已知Mg3N2遇水会反应生成NH3，还原铁粉与N2不反应。下列说法正确的是A.装置A、B中可依次加入浓硫酸、NaOH溶液B.若去掉装置C，对产品纯度无影响C.实验时应先加热装置C，通入一段时间空气后再加热装置DD.装置E中碱石灰的作用是吸收尾气√答案123456789101112131415答案1234567891011121314A错，要制备氮化镁，需要除去空气中的氧气、CO2和水蒸气，则装置A、B中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸；B错，若去掉装置C，镁与氧气反应生成氧化镁，对产品纯度有影响；C对，实验时，应先加热装置C，通入一段时间空气除去氧气，然后再加热装置D；D错，装置E中碱石灰的作用是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳。15

答案123456789101112131415√答案1234567891011121314NO为无色气体，不溶于水也不与水反应，则第一次振荡注射器，气体颜色无明显变化，A正确；吸入空气后，发生反应：2NO+O2===2NO2，则气体颜色变为红棕色，B正确；吸入的15

mL空气中含有3

mL

O2，根据反应：4NO+3O2+2H2O===4HNO3，反应消耗掉3

mL

O2和4

mL

NO，故第二次振荡注射器后，气体体积等于(20+15-3-4)mL=28

mL，C错误；15答案1234567891011121314

1514.某校化学兴趣小组用如图装置验证NO2的氧化性和NO的还原性。已知：①装置甲中发生的反应为Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。②硝酸具有挥发性，可将I-氧化成I2。请回答下列问题：(1)装置乙中的现象是

。答案123456789101112131415溶液变蓝色碘化钾被氧化为单质碘，淀粉遇碘变蓝。(2)说明NO具有还原性的操作和现象是_____________________________

。(3)小组一