化学 必修 第二册(苏教)
第一单元 氮的固定
1．能依据氮分子的微观结构预测其性质。2．认识人工固氮的化学原理和社会价值。3．能从物质类别和氮元素的化合价角度认识氮氧化物的性质与转化，促进“证据推理与模型认知”核心素养的发展。
一、氮分子的结构
1．氮元素的存在
在自然界中，绝大部分氮元素以 存在于空气中。
2．氮气分子的结构
电子式： ；结构式： 。
3．氮气的性质
(1)物理性质
无色无味难溶于水的气体，密度比空气略小。
(2)化学性质
破坏氮气分子中氮原子之间的 需要很大的能量，所以氮气分子很稳定。但在高温或放电等特殊条件下，也能与一些金属或非金属反应，生成含氮化合物，如：N2＋O2 ；3Mg＋N2 。
二、氮的固定
1．概念
将空气中 转化成 叫作氮的固定，简称固氮。
2．氮的固定方式
自然固氮 生物 固氮 自然界中的一些微生物种群(如豆科植物的根瘤菌)将空气中的氮气通过 过程转化为
高能 固氮 通过闪电、火山爆发等途径产生 。“雷雨发庄稼”涉及的主要化学方程式有
人工固氮 人类借助一定的设备和技术手段，通过相关化学反应，将氮气转化为含氮化合物。如工业合成氨：
三、氮在自然界中的循环
1．自然循环
2．人类活动的影响
氮气NH3→氮肥、硝酸等含氮化合物。燃烧反应产生的 通过大气进入陆地和海洋，参与氮的循环。
判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)N2在放电条件下与O2反应生成NO2。( )
(2)合成氨反应属于自然固氮。( )
(3)N2与O2反应时，N2作还原剂。( )
(4)6．72 L NO2与水充分反应转移的电子数目为0．2NA。( )
(5)制二氧化氮时，用水吸收尾气。( )
(6)NO2与水反应的离子方程式：3NO2＋H2O===2H＋＋2NO＋NO。( )
[问题探究] 1．液氮用于医疗手术、用作灯泡填充气分别利用了氮气的哪些性质？ 提示：液氮用于医疗手术是利用了氮气沸点低的性质，液氮汽化时吸收大量热，起到冷冻麻醉作用；用作灯泡填充气是利用了氮气化学性质稳定的性质，不易与其他物质发生反应。 2．利用氮气制氮肥的关键是氮的固定，将氮气转化为氮氧化物或者氨气，实现氮元素化合价的升高或降低，上述变化过程中，分别体现了氮气什么性质？ 提示：氮气转化为氮氧化物体现氮气的还原性，氮气合成氨体现氮气的氧化性。
知识点一 氮氧化物的产生与转化
1．生产和生活中产生的氮氧化物
汽车尾气排出的NO，就是汽缸里空气中的氮气、氧气在高温下反应而产生的；金属的冶炼可产生NO；生产氮肥的工业可产生NO；生产和使用硝酸的工业可产生NO；金属与硝酸反应可产生NO、NO2；化石燃料的燃烧也会产生氮氧化物。
2．一氧化氮和二氧化氮
物质 NO2 NO
色、味、态 红棕色、有刺激性气味的气体 无色、无味的气体
溶解性 易溶于水(不是酸酐) 微溶于水
毒性 有毒 有毒
与水反应 3NO2＋H2O===NO＋2HNO3 不反应
与氧气反应 不反应 2NO＋O2=== 2NO2
其他特性 能自行化合：2NO2??N2O4(无色)，NO2是形成光化学烟雾的主要物质 极少量NO有助于促进血管扩张，防止血管栓塞
[注意] NO和NO2都不是酸性氧化物，NO与碱、酸都不能反应生成盐和水，属于不成盐氧化物；NO2与碱溶液发生氧化还原反应生成两种盐，不属于酸性氧化物。
1．宇宙飞船的运载火箭的推进器引燃后发生剧烈反应，产生大量高温气体，从火箭尾部喷出。引燃后的高温气体成分有CO2、H2O、N2、NO等，这些气体均无色，但在卫星发射现场看到火箭喷射出大量的红烟，产生红烟的原因是( )
A．高温下N2遇空气生成NO2
B．NO与空气反应生成NO2
C．CO2遇NO反应生成酸性氧化物NO2
D．NO遇H2O反应生成NO2
2．把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，最后收集到的气体是( )
A．氧气 B．二氧化氮
C．二氧化氮和氧气 D．二氧化氮和一氧化氮
知识点二 氮氧化物的相关计算
常见计算的类型和方法
(1)
(2)
(3)
(4)
3．在一定条件下，将充满NO2和O2的试管倒立于水槽中，充分反应后，剩余气体体积为原混合气体体积的，则原混合气体中NO2和O2的体积之比可能是( )
①8∶1 ②7∶3 ③7∶1 ④4∶1
A．①② B．①③
C．②③ D．②④
4．将装有50 mL NO2、NO混合气体的量筒倒立于水槽中，反应后气体体积缩小为30 mL，则原混合气体中NO2和NO的体积比是( )
A．5∶3 B．3∶5
C．3∶2 D．2∶3
本课总结
自我反思：
随堂提升
1．下列说法中错误的是( )
A．N2的化学性质不活泼，是因为氮元素不活泼
B．利用N2的不活泼性，工业上常用N2代替稀有气体来作焊接金属的保护气
C．N2可跟H2、O2在一定条件下直接化合
D．生物固氮是自然固氮的一种途径
2．下列关于氮氧化物的产生，说法错误的是( )
A．空气在雷电作用下，其中少量氮气转化为氮的氧化物
B．合成氨工业属于人工固氮
C．汽车尾气主要产生氮氧化物，不会产生“温室气体”
D．豆科植物的根瘤菌能将空气中的氮气转化为含氮化合物
3．在一大试管中装入10 mL NO，倒立于水槽中，然后慢慢地通入10 mL O2，下面有关实验最终状态的描述中，正确的是( )
A．试管内气体呈红棕色 B．试管内气体无色，是NO
C．试管内气体无色，是O2 D．试管内液面下降
4．同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的两种气体，它们是①NO和NO2，②NO2和O2，③NO和N2。现将3支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列关系正确的是( )
A．V1>V2>V3 B．V1>V3>V2
C．V2>V3>V1 D．V3>V1>V2
5．(1)豆科植物不施氮肥，仍能表现出良好的长势，其原因是___________________________
____________________________________________________。
(2)雷雨天气常会有微量的硝酸生成，用化学方程式解释HNO3的形成过程：__________________________________________________。
课时分层练
题号 1 2 3 4 5 6 7
难度 ★ ★ ★ ★ ★★ ★★ ★★
对点 氮的固定的判断 NO的性质 NO2的性质 NO2与H2O反应的实质 氮氧化物的性质及相关计算 氮氧化物的性质及相关计算 与氮氧化物有关的化学方程式书写及计算
题号 8 9 10 11 12 13
难度 ★ ★ ★★ ★★★ ★★ ★★★
对点 氮循环 人工固氮、氮氧化物的性质 氮氧化物的性质、阿伏加德罗定律及推论 氮氧化物的相关计算 镁与NO2反应的实验探究 氮氧化物的相关计算
[学习·理解]
1．下列反应属于氮的固定的是( )
A．N2和O2反应生成NO B．NH3经催化氧化生成NO
C．NO与O2反应生成NO2 D．由NH3制碳铵和硫铵
2．(2024·广东省南阳中学高一下学期月考)核酸是细胞内具有遗传功能的物质，NO属于细胞间的通信物质，两者有机结合起来共同承担人体新陈代谢的任务。下列对NO的叙述不正确的是( )
A．NO是一种无色无味的有毒气体
B．实验室收集NO可用排空气法
C．NO的生物学作用和其作用机理在医学领域中有很高的研究价值
D．NO微溶于水且不与水反应，可用排水法收集
3．下列对二氧化氮的说法不正确的是( )
A．二氧化氮不是硝酸的酸酐
B．二氧化氮与水的反应是氧化还原反应
C．二氧化氮不是造成大气污染的气体之一
D．在通常状况下测得的NO2的相对分子质量是不准确的
4．将充满NO2的试管倒立于盛有水的水槽中，充分放置后的现象如图所示，其中正确的是( )
5．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的体积和剩余的气体分别是( )
①2．4 mL、O2 ②1．2 mL、NO ③4 mL、O2 ④3．6 mL、NO
A．②或③ B．①或②
C．③或④ D．①或④
6．标准状况下，将NO和O2按体积比4∶3混合后充入一干燥烧瓶中，然后将烧瓶倒立于水中使其充分反应后，烧瓶内溶液中溶质的物质的量浓度为(假设烧瓶中溶质不发生扩散)( )
A． mol·L－1 B． mol·L－1
C． mol·L－1 D． mol·L－1
7．氮的氧化物是大气污染的主要污染物之一，对人类危害很大，每天行驶的汽车排放的尾气中就含有大量的氮氧化物。回答下列问题：
(1)写出汽车尾气中产生NO的化学方程式：________________________________。
(2)NO2易溶于水。标准状况下将体积为V mL的试管充满NO2后倒扣在水中，如图所示。
①NO2溶于水的化学方程式是________________________________。
②使试管中NO2恰好完全被水吸收需要缓慢通入氧气，标准状况下通入氧气的体积为________。最终试管中所得硝酸的物质的量浓度为________。
③为了消除NO2的污染，可将它与氨气在催化剂作用下反应，生成水和一种无污染的物质，该物质是空气的主要成分之一，该反应的化学方程式是______________________________。
[应用·实践]
8．氮在自然界中的转化是一个复杂的过程，如图所示的氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分。下列有关氮循环的说法不正确的是( )
A．雷雨天气容易发生转化②的过程
B．图中转化②③④都属于氮的固定
C．动植物蛋白质中一定含有氮元素
D．转化⑥说明有机物可以转化为无机物
9．下列说法错误的是( )
A．工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应
B．NO2与溴蒸气的鉴别可以用水、AgNO3溶液，但不能用湿润的淀粉 KI试纸
C．除去NO中的NO2气体的方法是将气体依次通入盛有水和浓H2SO4的洗气瓶中
D．NO2为无色、有刺激性气味的气体
10．如图所示，两个连通容器用活塞分开，左、右两室体积相同，左室充入一定量NO，右室充入一定量O2，且恰好使两容器内气体密度相同。打开活塞，使NO与O2充分反应。下列判断正确的是(不考虑NO2转化为N2O4)( )
A．反应前左、右两室中的分子数相同
B．反应前后气体颜色相同
C．反应后容器内有O2存在
D．反应后容器内的密度与反应前的不同
11．将3 mol NO2气体依次通入分别装有足量①NaHCO3饱和溶液，②浓H2SO4，③Na2O2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( )
A．1 mol NO B．1 mol NO2和0．05 mol O2
C．2 mol O2 D．0．25 mol O2
12．某课外活动小组探究镁与NO2的反应。已知镁与CO2的反应为2Mg＋CO22MgO＋C。
(1)该小组采用类比Mg与CO2反应的思路对Mg与NO2的反应进行预测，写出Mg与NO2反应的化学方程式：____________________________________。
(2)设计实验验证猜测(用于连接玻璃管的乳胶管均内衬锡纸)。
资料信息：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。
①装置A中的试剂是________________。
②干燥管和装置B的作用分别是______________________、____________________。
③实验开始时正确的操作步骤顺序是________(填字母)。
a．通入NO2
b．打开弹簧夹
c．点燃酒精灯
d．当硬质玻璃管充满红棕色气体后，关闭弹簧夹
[创新·提高]
13．氮的氧化物能导致酸雨和光化学烟雾。
用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下：
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O
现有V L某NaOH溶液能完全吸收n mol NO2和m mol NO组成的大气污染物。
(1)所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为________mol·L－1。
(2)若所得溶液中c(NO)∶c(NO)＝1∶9，则原混合气体中NO2和NO的物质的量之比n∶m＝________。
(3)用含n和m的代数式表示所得溶液中NO和NO浓度的比值c(NO)∶c(NO)＝________________。
1化学 必修 第二册(苏教)
第一单元 氮的固定
1．能依据氮分子的微观结构预测其性质。2．认识人工固氮的化学原理和社会价值。3．能从物质类别和氮元素的化合价角度认识氮氧化物的性质与转化，促进“证据推理与模型认知”核心素养的发展。
一、氮分子的结构
1．氮元素的存在
在自然界中，绝大部分氮元素以游离态的氮气存在于空气中。
2．氮气分子的结构
电子式：∶N N∶；结构式：N≡N。
3．氮气的性质
(1)物理性质
无色无味难溶于水的气体，密度比空气略小。
(2)化学性质
破坏氮气分子中氮原子之间的共价键需要很大的能量，所以氮气分子很稳定。但在高温或放电等特殊条件下，也能与一些金属或非金属反应，生成含氮化合物，如：N2＋O22NO；3Mg＋N2Mg3N2。
二、氮的固定
1．概念
将空气中游离态的氮转化成含氮化合物叫作氮的固定，简称固氮。
2．氮的固定方式
自然固氮 生物 固氮 自然界中的一些微生物种群(如豆科植物的根瘤菌)将空气中的氮气通过生物化学过程转化为含氮化合物
高能 固氮 通过闪电、火山爆发等途径产生含氮化合物。“雷雨发庄稼”涉及的主要化学方程式有N2＋O22NO、2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
人工固氮 人类借助一定的设备和技术手段，通过相关化学反应，将氮气转化为含氮化合物。如工业合成氨：N2＋3H22NH3
三、氮在自然界中的循环
1．自然循环
2．人类活动的影响
氮气NH3→氮肥、硝酸等含氮化合物。燃烧反应产生的氮氧化物通过大气进入陆地和海洋，参与氮的循环。
判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)N2在放电条件下与O2反应生成NO2。( )
(2)合成氨反应属于自然固氮。( )
(3)N2与O2反应时，N2作还原剂。( )
(4)6．72 L NO2与水充分反应转移的电子数目为0．2NA。( )
(5)制二氧化氮时，用水吸收尾气。( )
(6)NO2与水反应的离子方程式：3NO2＋H2O===2H＋＋2NO＋NO。( )
答案：(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√
[问题探究] 1．液氮用于医疗手术、用作灯泡填充气分别利用了氮气的哪些性质？ 提示：液氮用于医疗手术是利用了氮气沸点低的性质，液氮汽化时吸收大量热，起到冷冻麻醉作用；用作灯泡填充气是利用了氮气化学性质稳定的性质，不易与其他物质发生反应。 2．利用氮气制氮肥的关键是氮的固定，将氮气转化为氮氧化物或者氨气，实现氮元素化合价的升高或降低，上述变化过程中，分别体现了氮气什么性质？ 提示：氮气转化为氮氧化物体现氮气的还原性，氮气合成氨体现氮气的氧化性。
知识点一 氮氧化物的产生与转化
1．生产和生活中产生的氮氧化物
汽车尾气排出的NO，就是汽缸里空气中的氮气、氧气在高温下反应而产生的；金属的冶炼可产生NO；生产氮肥的工业可产生NO；生产和使用硝酸的工业可产生NO；金属与硝酸反应可产生NO、NO2；化石燃料的燃烧也会产生氮氧化物。
2．一氧化氮和二氧化氮
物质 NO2 NO
色、味、态 红棕色、有刺激性气味的气体 无色、无味的气体
溶解性 易溶于水(不是酸酐) 微溶于水
毒性 有毒 有毒
与水反应 3NO2＋H2O===NO＋2HNO3 不反应
与氧气反应 不反应 2NO＋O2=== 2NO2
其他特性 能自行化合：2NO2??N2O4(无色)，NO2是形成光化学烟雾的主要物质 极少量NO有助于促进血管扩张，防止血管栓塞
[注意] NO和NO2都不是酸性氧化物，NO与碱、酸都不能反应生成盐和水，属于不成盐氧化物；NO2与碱溶液发生氧化还原反应生成两种盐，不属于酸性氧化物。
1．宇宙飞船的运载火箭的推进器引燃后发生剧烈反应，产生大量高温气体，从火箭尾部喷出。引燃后的高温气体成分有CO2、H2O、N2、NO等，这些气体均无色，但在卫星发射现场看到火箭喷射出大量的红烟，产生红烟的原因是( )
A．高温下N2遇空气生成NO2
B．NO与空气反应生成NO2
C．CO2遇NO反应生成酸性氧化物NO2
D．NO遇H2O反应生成NO2
答案：B
2．把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，最后收集到的气体是( )
A．氧气 B．二氧化氮
C．二氧化氮和氧气 D．二氧化氮和一氧化氮
答案：C
解析：少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，逸出的气体为NO、CO2，二者物质的量之比为1∶2，同时还有少量水蒸气逸出，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，CO2与过氧化钠反应生成的O2与NO反应生成NO2，O2有剩余，同时逸出的少量水蒸气与过氧化钠反应生成O2，所以最后收集到的气体是NO2和O2。
知识点二 氮氧化物的相关计算
常见计算的类型和方法
(1)
(2)
(3)
(4)
3．在一定条件下，将充满NO2和O2的试管倒立于水槽中，充分反应后，剩余气体体积为原混合气体体积的，则原混合气体中NO2和O2的体积之比可能是( )
①8∶1 ②7∶3 ③7∶1 ④4∶1
A．①② B．①③
C．②③ D．②④
答案：C
解析：反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，设原气体体积为8 L，则剩余气体为1 L。①若剩余的1 L气体为O2，则V(NO2)＝ L，V(O2)＝ L。二者体积比为7∶3。②若剩余的1 L气体为NO，则发生上述反应后剩余3 L NO2，故V(NO2)＝ L，V(O2)＝ L。二者体积比为7∶1。
4．将装有50 mL NO2、NO混合气体的量筒倒立于水槽中，反应后气体体积缩小为30 mL，则原混合气体中NO2和NO的体积比是( )
A．5∶3 B．3∶5
C．3∶2 D．2∶3
答案：C
解析：运用差量法计算。设混合气体中NO2的体积为x，
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ΔV
3 1 2
x 50 mL－30 mL＝20 mL
＝，解得x＝30 mL。
则原混合气体中NO为50 mL－30 mL＝20 mL。所以V(NO2)∶V(NO)＝30 mL∶20 mL＝3∶2。
本课总结
自我反思：
随堂提升
1．下列说法中错误的是( )
A．N2的化学性质不活泼，是因为氮元素不活泼
B．利用N2的不活泼性，工业上常用N2代替稀有气体来作焊接金属的保护气
C．N2可跟H2、O2在一定条件下直接化合
D．生物固氮是自然固氮的一种途径
答案：A
解析：N2的活泼性与氮元素的活泼性是两个不同的概念，N2的活泼性取决于氮分子的结构，两者之间没有因果关系。
2．下列关于氮氧化物的产生，说法错误的是( )
A．空气在雷电作用下，其中少量氮气转化为氮的氧化物
B．合成氨工业属于人工固氮
C．汽车尾气主要产生氮氧化物，不会产生“温室气体”
D．豆科植物的根瘤菌能将空气中的氮气转化为含氮化合物
答案：C
解析：汽车的尾气中除含氮氧化物外，还有CO2，C不正确。
3．在一大试管中装入10 mL NO，倒立于水槽中，然后慢慢地通入10 mL O2，下面有关实验最终状态的描述中，正确的是( )
A．试管内气体呈红棕色 B．试管内气体无色，是NO
C．试管内气体无色，是O2 D．试管内液面下降
答案：C
解析：试管内装有10 mL NO，缓慢地通入10 mL O2，发生4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，可知氧气剩余，剩余O2为10 mL－＝2．5 mL，则A、B错误，C正确；一氧化氮、氧气和水反应生成硝酸，随气体的量减少，试管内压强变小，导致液面上升，最终有气体剩余，液体不能充满试管，D错误。
4．同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的两种气体，它们是①NO和NO2，②NO2和O2，③NO和N2。现将3支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列关系正确的是( )
A．V1>V2>V3 B．V1>V3>V2
C．V2>V3>V1 D．V3>V1>V2
答案：D
解析：可假设试管体积均为2V，每种气体的体积均为V；当倒置于水槽中时：①中有反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，则剩余气体的体积V1＝V；②中有反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，则剩余O2的体积V2＝V；③中气体与水不反应，故试管中气体体积V3＝2V。综上所述，V3>V1>V2。
5．(1)豆科植物不施氮肥，仍能表现出良好的长势，其原因是___________________________
____________________________________________________。
(2)雷雨天气常会有微量的硝酸生成，用化学方程式解释HNO3的形成过程：__________________________________________________。
答案：(1)豆科植物的根瘤菌将游离态的氮转化为化合态的氨或铵盐，从而满足自身营养的需要
(2)N2＋O22NO、2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
课时分层练
题号 1 2 3 4 5 6 7
难度 ★ ★ ★ ★ ★★ ★★ ★★
对点 氮的固定的判断 NO的性质 NO2的性质 NO2与H2O反应的实质 氮氧化物的性质及相关计算 氮氧化物的性质及相关计算 与氮氧化物有关的化学方程式书写及计算
题号 8 9 10 11 12 13
难度 ★ ★ ★★ ★★★ ★★ ★★★
对点 氮循环 人工固氮、氮氧化物的性质 氮氧化物的性质、阿伏加德罗定律及推论 氮氧化物的相关计算 镁与NO2反应的实验探究 氮氧化物的相关计算
[学习·理解]
1．下列反应属于氮的固定的是( )
A．N2和O2反应生成NO B．NH3经催化氧化生成NO
C．NO与O2反应生成NO2 D．由NH3制碳铵和硫铵
答案：A
2．(2024·广东省南阳中学高一下学期月考)核酸是细胞内具有遗传功能的物质，NO属于细胞间的通信物质，两者有机结合起来共同承担人体新陈代谢的任务。下列对NO的叙述不正确的是( )
A．NO是一种无色无味的有毒气体
B．实验室收集NO可用排空气法
C．NO的生物学作用和其作用机理在医学领域中有很高的研究价值
D．NO微溶于水且不与水反应，可用排水法收集
答案：B
解析：NO与空气中的O2会反应产生红棕色的NO2气体，因此不能用排空气的方法收集，B错误。
3．下列对二氧化氮的说法不正确的是( )
A．二氧化氮不是硝酸的酸酐
B．二氧化氮与水的反应是氧化还原反应
C．二氧化氮不是造成大气污染的气体之一
D．在通常状况下测得的NO2的相对分子质量是不准确的
答案：C
4．将充满NO2的试管倒立于盛有水的水槽中，充分放置后的现象如图所示，其中正确的是( )
答案：B
解析：NO2被水吸收发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，而NO微溶于水，故剩余气体体积约占试管容积的。
5．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的体积和剩余的气体分别是( )
①2．4 mL、O2 ②1．2 mL、NO ③4 mL、O2 ④3．6 mL、NO
A．②或③ B．①或②
C．③或④ D．①或④
答案：A
解析：相同条件下，气体体积之比等于物质的量之比。若剩余气体为氧气，则参加反应的气体体积为12 mL－2 mL＝10 mL，根据4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知参加此反应的O2的体积为10 mL×1/5＝2 mL，原混合气体中O2的体积为2 mL＋2 mL＝4 mL；若剩余气体为NO，根据3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可知过量的NO2的体积为3×2 mL＝6 mL，反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3消耗的气体总体积为12 mL－6 mL＝6 mL，则反应消耗的氧气的体积为6 mL×1/5＝1．2 mL，A正确。
6．标准状况下，将NO和O2按体积比4∶3混合后充入一干燥烧瓶中，然后将烧瓶倒立于水中使其充分反应后，烧瓶内溶液中溶质的物质的量浓度为(假设烧瓶中溶质不发生扩散)( )
A． mol·L－1 B． mol·L－1
C． mol·L－1 D． mol·L－1
答案：B
解析：假设烧瓶体积为7V L，充入了4V L NO和3V L O2，倒立于水中后，根据4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3得生成硝酸的物质的量为 mol。因气体全部反应，所以硝酸溶液的体积为7V L，c(HNO3)＝ mol·L－1＝ mol·L－1。
7．氮的氧化物是大气污染的主要污染物之一，对人类危害很大，每天行驶的汽车排放的尾气中就含有大量的氮氧化物。回答下列问题：
(1)写出汽车尾气中产生NO的化学方程式：________________________________。
(2)NO2易溶于水。标准状况下将体积为V mL的试管充满NO2后倒扣在水中，如图所示。
①NO2溶于水的化学方程式是________________________________。
②使试管中NO2恰好完全被水吸收需要缓慢通入氧气，标准状况下通入氧气的体积为________。最终试管中所得硝酸的物质的量浓度为________。
③为了消除NO2的污染，可将它与氨气在催化剂作用下反应，生成水和一种无污染的物质，该物质是空气的主要成分之一，该反应的化学方程式是______________________________。
答案：(1)N2＋O22NO
(2)①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ② mL mol·L－1 ③6NO2＋8NH37N2＋12H2O
解析：(1)汽车尾气中的NO是由空气中的氮气和氧气在气缸中高温条件下反应生成的，化学方程式为N2＋O22NO。
(2)②根据化学方程式4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知，使试管中NO2恰好完全被水吸收需要通入标准状况下氧气的体积为 mL，根据化学方程式可知最终试管中所含的硝酸的物质的量浓度为＝ mol·L－1。
[应用·实践]
8．氮在自然界中的转化是一个复杂的过程，如图所示的氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分。下列有关氮循环的说法不正确的是( )
A．雷雨天气容易发生转化②的过程
B．图中转化②③④都属于氮的固定
C．动植物蛋白质中一定含有氮元素
D．转化⑥说明有机物可以转化为无机物
答案：B
解析：图中④的转化不属于氮的固定，B错误。
9．下列说法错误的是( )
A．工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应
B．NO2与溴蒸气的鉴别可以用水、AgNO3溶液，但不能用湿润的淀粉 KI试纸
C．除去NO中的NO2气体的方法是将气体依次通入盛有水和浓H2SO4的洗气瓶中
D．NO2为无色、有刺激性气味的气体
答案：D
10．如图所示，两个连通容器用活塞分开，左、右两室体积相同，左室充入一定量NO，右室充入一定量O2，且恰好使两容器内气体密度相同。打开活塞，使NO与O2充分反应。下列判断正确的是(不考虑NO2转化为N2O4)( )
A．反应前左、右两室中的分子数相同
B．反应前后气体颜色相同
C．反应后容器内有O2存在
D．反应后容器内的密度与反应前的不同
答案：C
解析：打开活塞前容器中左、右两室内气体的密度、体积相同，则左、右室气体的质量相同，NO、O2的摩尔质量不同，所以左、右两室中的分子数不同，A不正确；2NO(无色)＋O2===2NO2(红棕色)，B不正确；等质量的NO和O2反应，O2过量，C正确；连通容器的体积不变，连通容器内的气体的质量不变，所以反应后容器内的密度与反应前的密度相同，D不正确。
11．将3 mol NO2气体依次通入分别装有足量①NaHCO3饱和溶液，②浓H2SO4，③Na2O2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( )
A．1 mol NO B．1 mol NO2和0．05 mol O2
C．2 mol O2 D．0．25 mol O2
答案：D
解析：由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可知有1 mol NO、2 mol HNO3生成，由HNO3＋NaHCO3===NaNO3＋H2O＋CO2↑可知，2 mol HNO3与足量NaHCO3反应有2 mol CO2产生。由2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2可知有1 mol O2产生。此时剩余气体为1 mol NO和1 mol O2。用排水法收集时，发生4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，最后剩余0．25 mol O2。
12．某课外活动小组探究镁与NO2的反应。已知镁与CO2的反应为2Mg＋CO22MgO＋C。
(1)该小组采用类比Mg与CO2反应的思路对Mg与NO2的反应进行预测，写出Mg与NO2反应的化学方程式：____________________________________。
(2)设计实验验证猜测(用于连接玻璃管的乳胶管均内衬锡纸)。
资料信息：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。
①装置A中的试剂是________________。
②干燥管和装置B的作用分别是______________________、____________________。
③实验开始时正确的操作步骤顺序是________(填字母)。
a．通入NO2
b．打开弹簧夹
c．点燃酒精灯
d．当硬质玻璃管充满红棕色气体后，关闭弹簧夹
答案：(1)4Mg＋2NO24MgO＋N2
(2)①NaOH溶液 ②吸收NO2，避免污染环境 收集N2 ③badc
[创新·提高]
13．氮的氧化物能导致酸雨和光化学烟雾。
用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下：
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O
现有V L某NaOH溶液能完全吸收n mol NO2和m mol NO组成的大气污染物。
(1)所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为________mol·L－1。
(2)若所得溶液中c(NO)∶c(NO)＝1∶9，则原混合气体中NO2和NO的物质的量之比n∶m＝________。
(3)用含n和m的代数式表示所得溶液中NO和NO浓度的比值c(NO)∶c(NO)＝________________。
答案：(1) (2)3∶2
(3)(n－m)∶(3m＋n)
解析：(1)因产物NaNO3、NaNO2中n(Na＋)＝n(N)，故n(NaOH)＝n(NO)＋n(NO2)＝(m＋n) mol，c(NaOH)＝ mol·L－1。
(2)NO2与NO混合气体与NaOH溶液反应可以认为先后发生如下反应：
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
m m 2m
2NO2＋2NaOH===NaNO2 ＋ NaNO3＋H2O
n－m (n－m) (n－m)
当V(NO2)≥V(NO)时能吸收完全，所以c(NO)∶c(NO)＝＝＝，即n∶m＝3∶2。
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