知识内容 | 必考要求 | 加试要求 |
1.氮氧化物的产生、转化及其性质。 2．氮及其化合物的相互转化关系。 | | a c |
目标 定位 | 1.理解氮氧化物(NO、NO2)的来源和性质。 2．了解氮氧化物对环境的影响。 |
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一 一氧化氮和二氧化氮
1．在自然界中，氮元素既有游离态，也有化合态，大部分以游离态的形式存在于空气中。氮气是一种无、无味气体，不溶于水。 (1)氮气的化学性质稳定，通常情况下与氧气不反应，但是在放电或高温条件下氮气和氧气能直接化合生成NO，反应的化学方程式是N2＋O22NO。 (2)NO与O2反应生成NO2，反应的化学方程式为2NO＋O2===2NO2。
(3)氮气在高温、高压、催化剂的情况下，能与氢气化合生成NH3，反应的化学方程式是N2＋3H22NH3。
2．两支大试管，分别充满NO和NO2气体，观察它们的颜状态，嗅闻它们的气味，比较它们密度的大小。填写下表： | 、态 | 气味 | 密度 | 溶解性 | 毒性 |
NO | 无气体 | 无味 | 比空气略大 | 微溶于水 | 有毒 |
NO2 | 红棕气体 | 刺激性气味 | 比空气大 | 易溶于水 | 有毒 |
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3.将盛满一氧化氮的试管打开塞子，置于空气中观察到的现象是气体的颜由无变为红棕，反应的化学方程式是2NO＋O2===2NO2，实验室收集一氧化氮气体的方法是排水法。
4．对于二氧化氮溶于水的实验，按表中要求将其实验现象和实验结论填入下表空格内：
实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
| 试管内气体颜慢慢变为无，水面不断上升，最后静止在距试管底部约1/3处 | NO2不能全部被水吸收，有无气体NO生成 |
把充满NO2的试管 倒立水中，再通入O2 | 水面不断上升，最后试管内无气体约为原NO2体积的1/3，通入适量O2后液面继续上升，最后试管全部充满液体 | NO2溶于水生成的NO全部与O2反应被水吸收 |
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归纳总结
氮氧化物的性质
(1)NH3N2NONO2HNO3
(2)二氧化氮溶于水反应的化学方程式是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，氧化产物是HNO3，还原产物是NO，氧化剂与还原剂的质量比是1∶2。
(3)水吸收NO2制硝酸的原理
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
2NO＋O2===2NO2
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
[提醒] (1)N2和O2不能一步反应生成NO2。
(2)NO、NO2、N2O都不是酸性氧化物。
1．最新的病毒学研究证实，一氧化氮对SARS病毒有直接的抑制作用。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
答案 C
解析 NO是一种无、无味难溶于水的气体，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．下列关于实验室收集NO和NO2气体的方法中，正确的是( )
A．都用排水法
B．都用向上排空气法
C．NO用向上排空气法，NO2用排水法
D．NO用排水法，NO2用向上排空气法
答案 D
解析 NO易与O2反应，所以NO不能用排空气法收集，只能用排水法；NO2可与H2O反应，所以不能用排水法收集，只能用向上排空气法。
二 氮的氧化物对环境的污染
1．氮氧化物的来源：氮肥生产、金属冶炼和汽车等交通工具的使用等，会产生大量的氮氧化物，火山爆发、雷鸣电闪等也会将氮气转化为氮氧化物。在燃料燃烧的过程中，空气中的氮气往往也参加反应，这也是汽车尾气中含有NO的原因。
2．光化学烟雾的形成：空气中的二氧化氮不但能形成酸雨，在日光照射下，二氧化氮还能使氧气经过复杂的反应生成臭氧(O3)，臭氧与空气中的一些碳氢化合物发生作用后，产生了一种有毒的烟雾，人们称之为光化学烟雾。光化学烟雾对人体的健康、植物的生长都有很大的危害。
3．氮氧化物污染的防治：①使用洁净能源；②为汽车安装转化装置，将汽车尾气中的一氧化碳和一氧化氮转化成二氧化碳和氮气：2CO＋2NO2CO2＋N2；③对生产氮肥、硝酸的工厂排放的废气进行处理。
归纳总结
1．氮的氧化物对环境的危害
(1)形成硝酸型酸雨：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO；
(2)形成光化学烟雾：汽车尾气→NO→NO2→O3→有毒烟雾；
(3)破坏臭氧层。
2．氮氧化物污染治理方法
(1)汽车尾气“催化转化法”
2CO＋2NO2CO2＋N2
(2)氨还原法
6NO＋4NH35N2＋6H2O
6NO2＋8NH37N2＋12H2O
(3)碱液吸收法
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
3．在汽车尾气净化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。下列说法错误的是( )
A．NO2是该过程的中间产物
B．汽车尾气的主要污染成分包括CO和NO
C．NO和O2必须在催化剂表面才能反应
D．催化转化总反应式为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2
答案 C
解析 由题目提供的图可知：2NO＋O2===2NO2,2NO2＋4CO===4CO2＋N2，NO2是该过程的中间产物，A项正确；汽车尾气的主要污染成分为有毒的CO和NO，B项正确；NO和O2在常温下就能反应生成NO2，C项错误；由图示可知，该反应过程分两步进行：2NO＋O2===2NO2、2NO2＋4CO4CO2＋N2，总反应为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2，D项正确。
4．硝酸工业尾气中含有高浓度的NO和NO2，它们都是大气的重要污染物。已知某厂排放的尾气中NO、NO2的体积比为1∶1，该厂采用NaOH溶液来处理该尾气，处理后所得溶液中只有一种含氮的钠盐。则该含氮的钠盐中，氮元素的化合价为( )
A．－3 B．＋1 C．＋3 D．＋5
答案 C
解析 NO、NO2的体积比为1∶1，两者中氮的价态分别为＋2、＋4价，一个升高，一个降低，含氮钠盐中的氮的价态是＋3价。
1．下列关于NO的说法正确的是( )
A．NO是酸性氧化物
B．NO只能通过人工合成
C．NO是大气污染物，会形成酸雨
D．NO可以用向上排空气法收集
答案 C
2．汽车尾气在光照下，发生光化学烟雾的循环，它的形成过程可用下面的化学方程式表示：NO2===NO＋O,2NO＋O2===2NO2，O＋O2===O3。下列叙述中不正确的是( )
A．在此过程中，NO2是催化剂
B．在此过程中，NO是反应的中间产物
C．该过程总反应的化学方程式为2O3===3O2
D．光化学烟雾能引起人严重的呼吸功能障碍
答案 C
解析 催化剂先参加，后生成，中间产物先生成，后消失，A、B正确；该反应的总反应先将第一个和第三个反应两边乘2，然后三式相加，C不正确；光化学烟雾有大量的有害气体生成，D正确。
3.按图进行实验。试管中装有12 mL NO，然后间歇而又缓慢地通入8 mL O2，下列是有关最终状态的描述：
①试管内气体呈棕 ②试管内气体呈无 ③试管内液面不变 ④试管内液面上升 ⑤试管内气体是O2 ⑥试管内气体是NO汽车尾气处理装置图
其中正确的是( )
A．①③ B．②④⑤
C．②④⑥ D．②③⑤
答案 C
解析 根据4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可得，剩余气体应为NO，体积为 mL，试管内液面上升。
4．下列有关氮气的叙述中，错误的是( )
A．镁在空气中燃烧除生成氧化镁外还生成氮化镁
B．在雷雨天，空气中的N2和O2可反应生成NO
C．氮气既可作氧化剂又可作还原剂
D．1 mol N2可与3 mol H2完全反应生成2 mol NH3
答案 D
解析 N2与O2在放电时可生成NO，N2作还原剂；N2与Mg在点燃时可生成氮化镁，N2作氧化剂，故A、B、C项均正确。N2与H2的反应属于可逆反应，1 mol N2和3 mol H2不可能完全反应生成2 mol NH3，D项错误。
5．在一定温度和压强下将装有N2和NO2混合气体的试管倒立在水中，经过足够的时间后，试管内气体体积缩小为原体积的，则原混合气体中N2和NO2气体的体积比是( )
A．2∶3 B．3∶2
C．3∶5 D．5∶3
答案 A
解析 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ΔV
3 1 2
V(NO2) V
所以V(NO2)＝V，所以V(N2)＝V，V(N2)∶V(NO2)＝2∶3。
6．汽车尾气中的NO是造成大气污染的物质之一，但NO又是工业生产硝酸的中间产物，另外NO在人体的血管系统内有促进血管扩张的作用，有三位教授因此项研究成果而获得诺贝尔奖。
(1)下列选项与NOx对环境的污染无关的是________。
A．酸雨 B．赤潮
C．光化学烟雾 D．温室效应
(2)在汽车尾气排放管中安装一个催化转化器，可将尾气中另一种有害气体CO跟NO反应转
化为无毒气体，该反应的化学方程式为______________________，反应中的氧化剂是________。
(3)氨气也可用于处理氮氧化物，例如，氨气与二氧化氮发生如下反应：6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O。用单线桥法标出反应中电子转移的数目和方向__________________________，在反应中还原剂是_______________________________________________________。
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