第五章 第二节 第1课时
课时达标分层练
学业考达标练
1.下列关于氮的循环，叙述错误的是( )
A．氮气转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定
B．氮的固定可以通过自然固氮和人工固氮的方式实现
C．人类的生产活动参与了氮的循环过程
D．氮的循环过程中只有氮元素被氧化的过程
【答案】 D
【解析】 氮气转化为氮的化合物的过程即游离态的氮变为化合态的氮叫做氮的固定，故A正确；氮的固定可以通过自然固氮和人工固氮的方式实现，雷雨生庄稼是自然固氮，合成氨是人工固氮，故B正确；人类的生产活动参与了氮的循环过程，如人工合成氨，氮肥的使用等，故C正确；氮的循环过程中可以是氮元素被氧化，也可以是氮元素被还原，故D错误。
2.氮气能大量存在于空气中的根本原因是( )
A．氮气性质稳定，即使在高温下也不与其他物质发生反应
B．氮气比空气轻且不溶于水
C．氮气分子中两个氮原子结合很牢固，分子结构稳定
D．氮气既无氧化性，也无还原性，不与其他物质反应
【答案】 C
【解析】 N2性质稳定，但在高温下可与O2等物质发生反应，在反应中表现出还原性或氧化性。
3.自然界中时刻存在着氮的转化。实现氮按照一定方向转化一直是科学领域研究的重要课题，如图为N2分子在催化剂的作用下发生的一系列转化示意图：
下列叙述正确的是( )
A．NH3→NO属于氮的固定
B．在催化剂a作用下，N2发生了氧化反应
C．N2很稳定，不支持任何物质的燃烧
D．催化剂a、b表面均有非极性共价键的断裂
【答案】 D
【解析】 把游离态的氮转化为氮的化合物，称为氮的固定，NH3→NO不属于氮的固定，故A错误；在催化剂a作用下，N2→NH3，氮原子化合价从0降低至－3，发生了还原反应，故B错误；虽然N2很稳定，但镁可以在N2中燃烧生成氮化镁，故C错误。
4.下列说法正确的是( )
A．氮的氧化物都能与水反应生成相应的酸
B．NO2为红棕色气体，因此将NO2通入水中，溶液显红棕色
C．NO、NO2都有毒，且NO是汽车尾气的有害成分之一
D．NO是酸性氧化物
【答案】 C
【解析】 NO2为红棕色气体，但通入水中后和水反应生成HNO3和NO，溶液为无色，B错误；NO、NO2都有毒，且NO是汽车气缸中的氮气和氧气在高温条件下生成的，则汽车尾气中有NO气体，C正确。
5.下列关于氮的氧化物的说法中，正确的是( )
A．氮的氧化物都是酸性氧化物
B．氮的氧化物都既有氧化性，又有还原性
C．NO2与H2O反应生成HNO3，所以NO2是酸性氧化物
D．NO和NO2均有毒
【答案】 D
【解析】 NO、NO2等不是酸性氧化物；N2O5中氮元素为最高价，只有氧化性；NO2与H2O反应生成HNO3时N的价态发生了变化，故NO2不是酸性氧化物。
6.众所周知，一氧化氮是一种大气污染物，是吸烟、汽车尾气及垃圾燃烧等释放出的有害气体，但是这种最常见、最简单的气体小分子在生物体内却是一种重要的信使分子，具有保护心血管、降低血压以及提升记忆力的作用。下列关于NO的说法正确的是( )
A．NO是无色气体，易溶于水，是酸性氧化物
B．NO在人体内可作“信使分子”，能扩张血管，提高免疫力等，因此大气中的NO对人体无害
C．NO在空气中可以转为NO2，二者都是大气污染物
D．NO在化学反应中，只能作还原剂，不能作氧化剂
【答案】 C
【解析】 NO是无色、不溶于水的气体，NO不与碱反应，不是酸性氧化物，故A项错误；NO有毒，为大气污染物，对人体有害，故B项错误；NO和O2发生反应：2NO＋O2===2NO2，NO、NO2都是大气污染物，C项正确；NO分子中氮元素化合价为＋2价，为中间价态，在一定条件的反应中既可作氧化剂，又可作还原剂，D项错误。
7.在汽车尾气净化装置中，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A．该转化过程中有3种元素的化合价发生变化
B．NO和O2必须在催化剂表面才能反应
C．该装置将有毒的NO和CO转化为无毒的CO2和N2
D．该催化转化的总反应的化学方程式为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2
【答案】 B
【解析】 由图可知发生反应的化学方程式为2NO＋O2＋4CO 4CO2＋N2，该转化过程中有N、O、C三种元素的化合价发生变化，A、D正确；NO不稳定，与氧气反应生成NO2，该反应不需要催化剂，B错误；由化学方程式可知该装置将有毒的NO和CO转化为无毒的CO2和N2，C正确。
8.在一定条件下，将m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水中且盛满水的容器内，充分反应后，容器内残留体积的气体，该气体与空气接触后变为红棕色，则m与n的比值为( )
A．3∶2 B．2∶3
C．8∶3 D．3∶8
【答案】 C
【解析】 气体与空气接触后变为红棕色，说明反应后NO是过量的。NO和氧气同时通入水中的化学方程式是4NO＋3O2＋2H2O=== 4HNO3，所以参加该反应的NO是，所以氧气的体积是×＝n，所以m与n的比值为8∶3。
选择考提升练
9.诺贝尔化学奖曾授予德国化学家Gerhard Ertl，以表彰他对固体表面化学研究过程中的重大发现。使CO、NOx等在铂表面发生化学反应转变成无毒气体，以减少汽车尾气中有毒气体的排放，正是此项研究的重要应用之一。下列有关说法不正确的是( )
A．CO在铂表面被氧化生成CO2，铂起催化作用
B．汽车尾气中的NOx在铂表面发生反应的产物是N2
C．CO在铂表面可能和O2、NOx反应
D．NOx、CO、CO2均能与人体中的血红蛋白结合
【答案】 D
【解析】 CO、NOx在铂表面发生的反应为CO＋NOx―→CO2＋N2(未配平)，也可能是CO与O2反应，此过程中铂作催化剂；CO2不能与人体中的血红蛋白结合。
10.在同温同压下，将等体积混合而成的四组气体：①NO2＋O2、②NO2＋NO、③HCl＋N2、④SO2＋O2，分别通入体积相同的试管，并立即倒立于水槽中，如图所示。待试管内液面稳定后，剩余气体的体积依次为V1、V2、V3、V4，则剩余气体的体积最小的是( )
A．V1 B．V2
C．V3 D．V4
【答案】 A
【解析】 假设每种气体的体积都是a，试管的容积为2a，气体减少的体积等于试管内液体的体积。①根据反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知，NO2完全反应，剩余气体是O2，剩余O2的体积为a－＝；②根据反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可知，生成NO的体积为，所以剩余气体是NO，其体积为；③氮气和水不反应，氯化氢极易溶于水，所以剩余气体的体积为a；④SO2溶于水时，可与水反应生成H2SO3，H2SO3不稳定，易分解，该反应是可逆反应，O2和水不反应，故剩余气体的体积大于a。综上所述，剩余气体的体积最小的是①。
11.设空气中O2体积分数为0.25，N2体积分数为0.75，有水存在的条件下，氮的氧化物和一定量空气混合恰好完全反应，反应后气体体积减少一半，该氮的氧化物是( )
A．NO
B．NO2
C．NO和NO2物质的量之比为2∶1的混合物
D．NO和NO2物质的量之比为1∶1的混合物
【答案】 D
【解析】 混合气体全部与一定量空气中的氧气反应，没有物质是过量的，最终氮的氧化物与氧气、水反应生成HNO3，反应后气体体积减少一半，剩余气体为氮气，令剩余氮气为0.75 mol，则氮的氧化物为1.5 mol－0.75 mol－0.25 mol＝0.5 mol，结合选项令氮的氧化物的平均组成为NOx，根据电子转移守恒，则：(5－2x)×0.5＝0.25×4，解得x＝1.5，故氮的氧化物为NO和NO2的混合物，令NO和NO2的物质的量分别为a mol、b mol，则：a＋b＝0.5，(a＋2b)÷0.5＝1.5，解得a＝0.25，b＝0.25，故NO和NO2的物质的量之比为0.25 mol∶0.25 mol＝1∶1，故选D。
12.NO与NO2中氮元素的价态均处于中间价态，则NO与NO2均既有氧化性又有还原性。
(1)NO极易与氧气反应，化学方程式为________________________________
________________________________________________________________________________________________________________；
在一定条件下NO与氨气发生归中反应生成N2，其化学方程式为_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)NO2可发生自身歧化反应，NO2与H2O反应的化学方程式为____________
_________________________________________________________________________________________________________________________________，
氧化剂和还原剂的物质的量之比为________，NO2与NaOH溶液反应可生成两种盐，其中一种是NaNO3，其化学方程式为_____________________________
___________________________________________________。
【答案】 (1)2NO＋O2===2NO2
4NH3＋6NO5N2＋6H2O
(2)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 1∶2
2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O
13.汽车尾气中常含有CO、NOx等气体，为减轻污染，一般汽车都加装了“催化净化器”，可将汽车尾气中的有毒气体转化为无污染的气体。某化学兴趣小组在实验室模拟汽车尾气处理，设计了如图所示装置(部分夹持装置已略去)。
(1)装置Ⅲ的主要作用为____________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________。
(2)停止加热，打开活塞K，通入适量氧气时，装置Ⅱ中可观察到的现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)该套装置的不完善之处是_______________________________________
_____________________________________________________________________________________________________。
(4)汽车尾气中含有CO和NOx，消除它们对大气污染的方法是安装催化转化器，使它们发生反应生成两种无毒的气体，其中一种是单质，该反应的化学方程式为__________________________________________________________________
_____________________________。
(5)工业上常用纯碱液来吸收NOx，有关反应的化学方程式为2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2、NO2＋NO＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2。现有标准状况下a L NO2和b L NO的混合气体恰好被200 mL Na2CO3溶液完全吸收，则a、b应满足的关系为________________。Na2CO3溶液的物质的量浓度为________mol·L－1。
【答案】 (1)检验CO是否转化为CO2 (2)出现红棕色气体 (3)无尾气处理装置 (4)2xCO＋2NOxN2＋2xCO2 (5)a∶b≥1∶1(或a≥b)
【解析】 (1)一氧化碳和一氧化氮在催化剂和加热的条件下转化为氮气和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以装置Ⅲ的主要作用是检验CO是否转化为CO2。(2)由于有部分一氧化氮没有转化为氮气，向装置中通入氧气时，装置Ⅱ中一氧化氮与氧气反应生成红棕色的二氧化氮，因此装置Ⅱ中的现象为出现红棕色气体。(3)由于尾气中仍残留未反应的一氧化氮和一氧化碳，所以该装置的不完善之处是无尾气处理装置。(5)依据反应2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2、NO2＋NO＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2可知，二氧化氮和一氧化氮的物质的量之比应大于或等于1∶1，气体才会反应完全。与二氧化氮和一氧化氮反应的碳酸钠的物质的量为 mol，与二氧化氮单独反应的碳酸钠的物质的量为 mol，所以碳酸钠的物质的量浓度为＝ mol·L－1。
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第五章 化工生产中的重要非金属元素
第二节 氮及其化合物
第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮
课程标准要求 结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解N2、NO、NO2的主要性质，认识N2、NO、NO2在生产中的应用和对生态环境的影响。结合实例认识非金属及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
学科核心素养 1．宏观辨识与微观探析：根据氮的原子结构知识，应用前一节掌握的研究非金属单质性质的基本思路预测氮的化学性质，加强学生能从物质的微观层面理解其组成、结构和性质的联系，形成“结构决定性质，性质决定应用”的观念。
2．科学态度与社会责任：渗透条件对化学反应的影响，认识氮的固定对人类生存的重要意义。深刻理解化学、技术、社会和环境之间的相互关系，能运用已有知识和方法综合分析化学过程对自然可能带来的各种影响，权衡利弊勇于承担责任，积极参与有关化学问题的社会决策。
3．科学探究与创新意识：通过对喷泉实验原理、实验室制备氨气的探讨培养学生科学探究与实验创新的化学核心素养，理解氨的喷泉实验原理，体会性质决定用途的核心观念。
学习目标 1．结合真实情境中的应用实例，了解氮的固定及其类型，认识其在生产中的意义。
2．结合真实情境并通过实验探究，了解氮气的主要性质，认识合成氨在氮的循环及农业生产中的重要意义。
3．通过实验探究，了解氮的氧化物的主要性质，结合真实情境认识氮的氧化物在生产中的应用和对生态环境的影响。
学习任务一 氮气与氮的固定
自主学习 认知形成
? 氮元素
一般通过 _____________与其他原子相互结合构成物质。
1.
共用电子对
2.氮元素在自然界中的存在
氧化
氧化
还原
? 氮的固定
自然界中氮的循环：
? 氮气的用途
1．根据氮原子核外电子排布和氮气分子的结构，推测氮气的化学活性。
提示：由于氮分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定，通常情况下难以与其他物质发生化学反应。
2．写出镁条在空气中燃烧发生反应的化学方程式。
3．氮的固定中氮元素的化合价如何变化？
提示：闪电固氮中氮元素化合价升高，被氧化；豆科植物根瘤菌固氮和人工固氮合成氨反应中氮元素化合价降低，被还原。
1．正误判断
(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)氮气常用作焊接金属、填充灯泡、保存食品的保护气。( )
(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。( )
【答案】 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)×
2．氮在自然界中的循环如右图所示。
(1)过程①称为 ________，写出合成氨反应的化学方程式： __________________，该反应中氮气显 ________(填“氧化”或“还原”)性。
(2)过程②中能通过 ________________________的作用将空气中的氮气固定下来，写出③中固氮反应的化学方程式： _________________
_____，该反应中氮气显 ________(填“氧化”或“还原”)性。
互动探究 能力提升
● 情境创设
1．利用液氮给手术刀降温，就成为“冷刀”。医生用“冷刀”做手术，可以减少出血或不出血，手术后病人能更快康复。使用液氮为病人治疗皮肤病，效果也很好。
2．在国民经济和日常生活中，氮气有广泛的用途。我们将它充灌在电灯泡里，可防止钨丝的氧化，延长灯泡的使用寿命。还可用它来代替惰性气体作焊接金属时的保护气。
● 问题探究
1．医生为什么可以利用液氮给手术刀降温？已知：氮气的熔点－210 ℃，沸点－196 ℃，密度：1.25 g·L－1。
提示：液氮沸点低，变成气体时吸收热量造成周围温度降低。
2．氮气为什么可以作保护气？
提示：氮气化学性质很稳定，常温下不与氧气反应，可以作保护气。
● 要点归纳
1．氮气性质的“一惰性、两反应”。氮气化学性质很稳定，通常状况下，很难与其他物质反应，但是在一定条件下，也能与氢气、氧气等反应。
2．氮元素是多价态元素，氮气中氮元素呈0价，处于中间价态，故氮气既有氧化性(与H2等反应)，又有还原性(与O2等反应)。
3．用途：氮气常用作保护气，如焊接金属、填充灯泡、保存食品等；氮气是合成氨、制硝酸的重要原料；液氮可用作制冷剂，应用于医学、科技等领域。
题点1
氮元素的存在及氮的固定
●题点例练
下列关于氮元素说法中，不正确的是( )
A．工业上氢气和氮气合成氨属于人工固氮
B．闪电时，大气中氮的氧化物的生成属于氮的固定
C．氮元素在自然界有游离态和化合态
D．非金属单质氮气在化学反应中只能作氧化剂
【答案】 D
【解析】 氮的固定是指游离态氮转化为化合态氮的过程，工业上氢气和氮气合成氨属于人工固氮，故A正确；闪电时，大气中氮气转化为氮的氧化物属于氮的固定，故B正确；氮元素在自然界有游离态(氮气)和化合态(铵态氮和硝态氮等)，故C正确；非金属单质氮气在化学反应中能作氧化剂，也能作还原剂，如氮气与氧气反应中，氮气作还原剂，故D错误。故选D。
【答案】 D
题点2
氮气的结构与性质
下列叙述错误的是( )
A．氮元素位于元素周期表的第二周期第ⅤA族
B．氮元素主要以氮分子的形式存在自然界中
C．氮元素最外层有5个电子
D．氮分子中的两个氮原子通过离子键结合
【答案】 D
【解析】 氮原子核外电子数为7，核外K、L层依次排有2、5个电子，氮元素位于元素周期表的第二周期第ⅤA族，A项正确；在自然界里，氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中，部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中，B项正确；氮原子核外电子数为7，核外K、L层依次排有2、5个电子，即最外层有5个电子，C项正确；氮分子中两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合，D项错误。故选D。
2.下列关于N2的说法中错误的是( )
A．豆科植物的根瘤菌将N2转换为氮的化合物不属于氮的固定
B．N2＋O2===2NO，该反应是汽车尾气造成污染的主要原因之一
C．N2在空气中约占空气总体积的78%
D．在反应：3Mg＋N2===Mg3N2中N2作氧化剂
【答案】 A
【解析】 豆科植物的根瘤菌将空气中的氮转化为化合态的氮，N由游离态氮元素变化为化合态，属于氮的固定，A错误；汽车中的火花塞在打火过程中能引发氮气和氧气反应生成NO，产生的NO会导致空气污染，B正确；氧气约占空气体积的21%，氮气约占空气体积的78%，C正确；在反应：3Mg＋N2===Mg3N2中，氮由0价变为－3价，氮气是氧化剂，D正确。故选A。(共44张PPT)
第五章 化工生产中的重要非金属元素
第二节 氮及其化合物
第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮
学习任务二 一氧化氮和二氧化氮
自主学习 认知形成
? 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
? NO和NO2的化学性质
1.实验探究
装置
操作 在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，然后吸入5 mL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
(1)NO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：2NO＋O2===2NO2。
(2)NO2能与水反应生成无色的NO，化学方程式：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
1．如果要将注射器中的NO充分转化为硝酸，可以采取什么措施？上述实验对工业上生产硝酸有什么启示？
提示：采取的措施是继续通入过量的空气。上述实验对工业上生产硝酸的启示是在用水吸收NO2制取硝酸的反应过程中，要不断地补充空气，使NO2尽可能多地转化为硝酸。
2．若将充满NO2的试管倒置在装满水的水槽里，会有什么现象？若同时向倒置试管中不断地缓慢通入O2，最终现象是什么？
● 要点归纳
1．无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体溶于水，若有气体剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。
2．对于连续发生的化学反应，可用化学方程式叠加的方法而得到复合反应，解决问题更简便。
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ①
2NO＋O2===2NO2 ②
①×2＋②得：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，
①×2＋②×3得：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。
1．正误判断
(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。( )
【答案】 (1)√ (2)√ (3)× (4)×
2．现有NO2、O2的混合气体12 mL，通入足量水中，充分反应后剩余气体2 mL(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积可能是 ______。
【答案】 4 mL或1.2 mL
互动探究 能力提升
● 情境创设
科学家研究发现SARS病毒的全部基因组组分都可以在蝙蝠的粪便里找到，且SARS样冠状病毒基因内部多个位点频繁重组。病毒学研究证实，一氧化氮对SARS病毒有直接抑制作用。但高浓度的一氧化氮能引起神经中枢的障碍，且它很易氧化成剧毒的二氧化氮。
● 问题探究
1．实验室收集NO和NO2分别用什么方法？
提示：收集NO用排水法，收集NO2用向上排空气法。
2．已知NO2可被NaOH吸收，反应化学方程式为2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O；NO与NO2等物质的量时也可被NaOH吸收，反应化学方程式为NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O。NO和NO2是否为酸性氧化物？
提示：均不是，酸性氧化物与碱反应生成一种盐和水。
3．如何鉴别NO和NO2
提示：NO2是红棕色气体，NO是无色气体且遇空气变为红棕色。
4．二氧化氮和溴蒸气都是有刺激性气味的红棕色气体，能否用湿润的淀粉碘化钾试纸检验？已知硝酸可以将I－氧化为I2。
提示：不能，NO2溶于水生成硝酸，可使淀粉碘化钾试纸变蓝，Br2氧化性大于I2，也可使淀粉碘化钾试纸变蓝。
● 要点归纳
物质 NO NO2
色、态、味、毒性 无色、无臭、有毒气体，密度比空气略大 红棕色、有刺激性气味、有毒气体，密度比空气大，易液化
水溶性 不溶于水 易溶于水
与氧气反应 2NO＋O2===2NO2(还原性) 不反应
与水反应 不反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO(自身氧化还原)
题点1
NO、NO2的性质
●题点例练
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
【答案】 C
【解析】 NO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。
1.下列有关NO2的说法中正确的是( )
A．NO2能与水反应生成硝酸，在反应中NO2只是还原剂
B．除去O2中混有的NO2，可将混合气体通过水，将NO2溶解
C．NO2与溴蒸气的鉴别可用NaOH溶液，溶于NaOH溶液得无色溶液的是NO2，得橙色溶液的为溴蒸气
D．在NO2与水的反应中氧化剂与还原剂的质量之比为1∶2
【答案】 D
【解析】 NO2与水反应生成硝酸和NO，在反应中NO2既是氧化剂又是还原剂，故A错误；除去O2中混有的NO2，将混合气体通过水，NO2溶解的同时又生成新的杂质NO，且NO又能与O2反应，故B错误；NO2、溴蒸气分别与NaOH溶液反应均得无色溶液，所以NaOH溶液无法鉴别NO2与溴蒸气，故C错误；在NO2与水的反应中，有2个N原子化合价升高，作还原剂，有1个N原子化合价降低，作氧化剂，故氧化剂与还原剂的质量之比为1∶2，故D正确。
题点2
一氧化氮和二氧化氮与水的反应及计算
【答案】 C
2.如图所示，试管中盛装的是红棕色气体，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，试管内完全被水充满，对原试管中盛装气体的说法正确的是( )
①可能是N2与NO2的混合气体 ②可能是NO2气体 ③可能是NO与NO2的混合气体 ④只可能是NO2一种气体
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
【答案】 B
【解析】 是红棕色气体，那么一定有二氧化氮的存在，与水反应后生成一氧化氮，所以没有充满试管，继续通入氧气，最终充满试管，则①肯定错误；②可以成立；③中通入足量的氧气，NO也可以全部被吸收。
3．NO2和O2混合气体通入水中
由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知
当体积比V(NO2)∶V(O2)－等于4∶1 恰好完全反应大于4∶1 剩余气体NO小于4∶1 剩余气体O2
4．NO、NO2和O2三种气体通入水中
先按3NO2＋H2O===2HNO3＋NO计算出生成的NO体积，然后加上原来混合气体中NO体积，再按2计算。
知识思维导图
课堂素养评价
1.下列关于氮气的说法中，正确的是( )
A．通常情况下，氮气性质比较稳定
B．可在氧气中燃烧，生成一氧化氮
C．1 mol N2与3 mol H2完全反应生成2 mol NH3
D．氮元素是活泼的非金属元素，氮气在化学反应中只能作氧化剂
【答案】 A
【解析】 氮气分子中含有氮氮三键，性质比较稳定，A项正确；N2不能在O2中燃烧，N2与O2在放电或高温条件下反应生成NO，B项错误；N2与H2的反应是可逆反应，1 mol N2与3 mol H2不可能完全反应生成2 mol NH3，C项错误；氮气中氮元素的化合价为0价，在化学反应中既可以升高也可以降低，既可作氧化剂，也可作还原剂，D项错误。
【答案】 D
3.下列有关NO2的说法正确的是( )
A．NO2可由N2与O2反应直接制备
B．NO2有毒，但因其易溶于水且与水反应，因此不属于大气污染物
C．NO2既有氧化性也有还原性
D．NO2为红棕色气体，因此将NO2通入水中，溶液显红棕色
【答案】 C
【解析】 N2与O2在放电或高温条件下反应生成NO，不能直接生成NO2，A项错误；NO2属于大气污染物，B项错误；NO2与H2O反应生成HNO3和NO，说明NO2既有氧化性也有还原性，C项正确；NO2通入水中，生成NO和HNO3，溶液呈无色，D项错误。
4.某无色混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种。现将此混合气体通过品红溶液，品红溶液褪色；然后向剩余气体中通入空气，很快变为红棕色。则下列对原混合气体成分的判断中正确的是( )
A．肯定含有SO2和NO B．肯定没有Cl2、O2和NO
C．可能含有Cl2和O2 D．肯定含有Cl2和NO
【答案】 A
【解析】 混合气体无色，排除红棕色的NO2和黄绿色的Cl2；混合气体通过品红溶液，品红溶液褪色，说明含有SO2；向剩余气体中通入空气，很快变为红棕色，说明存在NO，则可推知一定不存在O2。故原混合气体中一定存在SO2和NO，肯定没有O2、NO2和Cl2。
5.右图是氮元素的转化示意图：
下列说法不正确的是( )
A．反应①是自然界中的氮的固定
B．反应②的现象是气体由无色变红棕色
C．反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比是1∶2
D．X的浓溶液与铁不能发生反应
【答案】 D
【解析】 A项，反应①是氮气和氧气在放电条件下生成NO，属于自然界中的氮的固定，正确；B项，NO是无色气体、NO2是红棕色气体，反应②的现象是气体由无色变红棕色，正确；C项，反应③的方程式为H2O＋3NO2===2HNO3＋NO，NO2中N元素化合价由＋4升高为＋5、由＋4降低为＋2，NO2既是氧化剂又是还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比是1∶2，正确；D项，H2O＋3NO2===2HNO3＋NO，X是硝酸，常温下铁与浓硝酸发生钝化，钝化是化学变化，加热时浓硝酸与铁也能直接发生反应，错误。
6.工业生产硝酸时，由于NO2与H2O反应会生成HNO3和NO，NO又可与O2反应生成NO2，因此通入适量的氧气可使NO或NO2恰好完全溶于水。
(1)试根据反应①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ②2NO＋O2===2NO2
推出NO2与O2的混合气体、NO与O2的混合气体被水完全吸收转化为HNO3的化学方程式： ______________________、 ________________
__________。
(2)将一支充有12 mL NO2气体的试管倒置于水槽中，充分反应。
①下列图示正确的是 ________(填字母)。
②若水不能充满试管，需再向试管中缓缓充入O2，现象 __________
_________________________________________，最终充入 ________mL氧气，才能使水全部充满。
【答案】 (1)①×2＋②得：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
①×2＋②×3得：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
(2)①C ②无色气体变为红棕色，液面逐渐上升 3
