专题4 硫 氮和可持续发展
第二单元 生产生活中的含氮化合物
第一课时 氮气和氮的氧化物
基础梳理
1、氮气的性质:
(1)物理性质:
纯净的氮气是一种无色无味的气体,密度比空气稍小;难溶于水,在通常状况下,1体积水只能溶解约0.02体积的N2;易液化,在压强为101kPa,-195.8℃时变成无色液体,在-209.9℃时变成雪花状固体。空气中78%(体积分数)是氮气。
(2)化学性质:
氮分子(N2)为双原子分子,结构稳定,决定了氮气性质的稳定性,常温下氮气很稳定,很难与其它物质发生反应,因此,生产上常用氮气作保护气。但这种稳定是相对的,在一定条件下(如高温、放电等),也能跟某些物质(如氧气、氢气等)发生反应。
;
(3)氮的固定:将空气中游离态氮转变为化合态氮的方法,叫做氮的固定。根据氮的固定途径,将其分为自然固氮、生物固氮和人工固氮等。21世纪教育网
氮的固定途径 举例
自然固氮 闪电时,N2 转化为NO
生物固氮 豆科作物根瘤菌将N2 转化为化合态氮
人工固氮 工业上用N2 和H2合成氨气
2.氮的氧化物(NO和NO2):
(1)种类:
氮共有五种正化合价,六种氧化物,分别是N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5。21世纪教育网
(2)NO和NO2的性质比较
(3)氮的氧化物的来源及污染防治:
①来源:高温燃烧时空气中的氮气参加反应,汽车尾气,硝酸工业等都会产生NO2;
②污染防治:氮的氧化物是大气的主要污染气体,常用碱液[21世纪教育网]
(NaOH溶液或氨水)吸收。
例题解析
例1.Murad等三位教授最早提出NO分子在人体内有独特功能,近年来此领域研究有很大发展,因此这三位教授荣获了诺贝尔医学及生理学奖。下列关于NO的叙述,不正确的是( )
A.NO可以是某些含低价N物质氧化产物
B.NO不是亚硝酸酐
C.NO可是某些含高价N物质的还原产物
D.NO是棕色气体
思路分析:本题貌似涉及较广,实际不然,考查重点在于NO的有关性质;根据NO中N元素化合价(+2)处于氮元素的中间价态,应用氧化还原反应的原理可知:NO既可能是低价含N物质的氧化产物,也可能是高价含N物质的还原产物;根据酸酐的概念,亚硝酸的酸酐应该是N2O3;NO应该是无色气体。
解题:D
误区点拨:对这类“高起点,低落点”的题目,应该克服心理压力,找准其在中学化学知识运用的切入点;基本的概念和基本理论要熟练掌握。本题中涉及的正是氧化还原规律和NO的主要物理性质。
基础训练
一、选择题(每小题有一至两个正确答案)
1.(2001上海)下列物质不属于“城市空气质量日报”报道的是: ( )
A. 二氧化硫 B. 氮氧化物
C. 二氧化碳 D. 悬浮颗粒
2.常温下,在密闭容器中将物质的量相同的下列各组气体混合,完全反应后容器中压强没有发生变化的是 ( )21世纪教育网
A.H2S和SO2 B.NO和O2
C.HI和Cl2 D.H2S和Cl2
3.在体积为V升的密闭容器中通入a摩NO和b摩O2.反应后容器内氮原子数和氧原子数之比为( )
[来源:21世纪教育网]21世纪教育网
4.我国“神舟五号”航天飞船成功发射升空,表明我国的载人航天技术已经有了突破性的进展。在运送飞船的某些火箭推进器中盛有燃料液态肼(N2H4)和氧化剂液态双氧水,它们充分混合反应后的产物之一是 ( )
A.氧气 B.氮气 C.氨气 D.氢气
5.图示为合同一种元素的a、b、c、d、e五种物质的转化关系。其中a是单质,b是气态氢化物,c、d是氧化物,e是该元素最高价氧化物对应水化物,则a不可能是 ( )
①F2 ②N2 ③C ④S
A.只有① B.②和④ C.③和④ D.①和③
6.将体积为V mL的试管充满NO气体,按右图进行实验.当通人相同条件下O249 mL时,液面仍在原来位置,则试管体积V为
A.49mL B.28 mL
C.30mL D.24.5mL
7.下列除去杂质的操作方法正确的是( )[来源:21世纪教育网]
A、NO中有少量的NO2:用水洗涤后再干燥
B、食盐中有少量的NH4Cl:加过量的烧碱溶液后加热蒸干
C、N2中有少量的O2:通过灼热的铜网
D、硝酸中溶有少量NO2,可向硝酸中加入少量水,使NO2与水反应生成硝酸。
8.把3体积NO2气体依次通过①NaHCO3溶液(饱和);②浓H2SO4;③Na2O2后(假设每一步的作用都是充分的),再用排水法收集残留气体,则收集到的气体是: ( )
A.1体积NO B.1体积NO2和0.5体积O2
C.0.25体积O2 D.1/3体积的NO
9.工业废气中氮氧化物是主要的大气污染源之一。已知2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O,NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O。现有a mol NO2和bmol NO的混合气,若用足量的NaOH溶液将其完全吸收,则混合气中两种气体的物质的量必须满足的关系是: ( )
A.a=b/3 B.2a=b C.a≥b D.a二、填空题:
10.A、E为1-18号元素中的某单质,B、C为其化合物,它们之间的转化关系如下图所示:
若C溶于水且能产生气体,回答下列问题,写出全部可能的情况(写化学式)。
第一种情况:A __________ 、B__________、C_____________ 。
第二种情况:A __________ 、B__________、C_____________ 。
第三种情况:A __________ 、B__________、C_____________ 。
(可不填满,也可补充)
11.催化剂作用下,汽车尾气中的CO将NO还原成N2,这个过程的化学反应方程式是: ,还可用氨气在催化剂作用下将NO和NO2转化为无毒气体,写出有关反应的化学方程式: , 。
12.(96年上海高考题).实验室常用饱和NaNO2和NH4Cl溶液反应制取纯净的氮气。反应式为:
NaNO2 + NH4Cl == NaCl + N2↑+2H2O↑+ Q实验如下图
试回答:
装置中A部分的分液漏斗与蒸馏烧瓶之间连接的导
管所起的作用是:( )[来源:21世纪教育网]
a.防止NaNO2饱和溶液蒸发
b.保证实验装置不漏气
c.NaNO2饱和溶液容易滴下
(2) B部分的作用是( )
a. 冷凝 b. 冷却氮气 c. 缓冲氮气流
(3) 加热前必须进行一个操作步骤是:_ ;加热片刻后,即应移去酒精灯以防反应物冲出,其原因是: 。
(4)收集N2前必须进行的步骤是: ;
收集N2最适宜的方法是( )。21世纪教育网
用排气法收集在集气瓶中
用排水法收集在集气瓶中
c.直接收集在球胆或塑料袋中
一、选择题(每小题有一至两个正确答案)
1.C 2.D 3.C 4.B 5.A 6.B 7.AC 8.C 9.C
二、填空题:
10.第一种情况;N2、NO、NO2 第二种情况:Na、Na2O、Na2O2
11.2CO + 2NO 2CO2 + N2,
6NO + 4NH3 5N2 + 6H2O
6NO2 + 8NH3 7N2 + 12H2O [来源:21世纪教育网]
12.(1)c (2)a (3) 检查装置的气密性。该反应是放热反应。 (4) 将系统内空气排尽。 c。讲析:A部分将分液漏斗和蒸馏烧瓶相连,使两仪器内压强相等,漏斗中的液体容易流下。B部分起冷凝水蒸汽的作用。