019新教材高中化学新人教版必修2：5.2.1氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮作业1
5.2.1 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮 高一化学《讲与练》课时同步 人教版2019必修第二册
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课堂篇素养提升
任务
素养脉络
随堂检测
氮的氧化物溶于水的有关计算
问题探究
【实验探究】NO2被H2O吸收的实验 NO2能溶于H2O并发生反应,为了使NO2尽可能被H2O吸收,某化学 兴趣小组设计了如下实验步骤,以探究NO2被H2O吸收的程度。 步骤①:将盛满NO2气体的试管倒置于盛水的水槽中,如图甲所示。
甲
乙
步骤②:将O2缓慢通入步骤①的试管中,如图乙所示。
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课堂篇素养提升
任务
素养脉络
随堂检测
1.步骤①中试管内气体的颜色和水位有何变化?发生反应的化学方
程式是什么?
提示:红棕色气体逐渐消失,试管内水位不断上升,最后水充满整个试
管的23,上部为无色气体,占试管容积的13。NO2 与 H2O 发生反 应:3NO2+H2O 2HNO3+NO。
(2)实验室用排水法收集NO,用向上排空气法收集NO2。( ) (3)NO具有较强的还原性,在空气中极易被氧化。( )
(4)将盛满NO的试管打开塞子置于空气中,无色气体变为红棕色。
()
(5)打磨好的镁带在空气中燃烧可得到纯净的Mg3N2。( ) (6)氮的固定中氮元素一定被氧化。( )
(7)雷雨天含氮物质发生的反应都属于氮的固定。( )
第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮
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素 1.通过分析氮气分子的结构,了解氮气的化学稳定性。培养宏观 养 辨识与微观探析的能力。
2.结合生产、生活实例,了解氮的固定的概念及意义。培养科学 目 态度与社会责任方面的素养。 标 3.掌握氮气、氮氧化物的重要化学性质,培养变化观念。
高中化学 课时素养评价四 5.2.1 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮(含解析)新人教版必修2
氮气与氮的固定一氧化氮和二氧化氮(30分钟50分)一、选择题(本题包括3小题,每小题5分,共15分)1.下列关于氮气的说法中错误的是( )A.通常情况下N2性质很稳定,所以N2可以在电焊时作保护气B.N2+O22NO,该反应是汽车尾气造成污染的主要因素之一C.N2在空气中约占质量比的D.在反应3Mg+N2Mg3N2中N2作氧化剂【解析】选C。
N2很稳定,常用作保护气,但在高温下N2与O2产生的NO易被氧化为NO2,故汽车尾气会造成环境污染,N2在空气中的体积含量约为,N2与金属、H2反应时作氧化剂。
【补偿训练】下列关于自然界中氮的循环(如下图)的说法不正确的是( )A.氮元素均被氧化B.工业合成氨属于人工固氮C.含氮无机物和含氮有机物可相互转化D.碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环【解析】选A。
A项,合成氨反应中,氮元素的化合价降低被还原,错误;B项,工业合成氨属于人工固氮,正确;C项,硝酸盐转化为蛋白质经动物消化使蛋白质转化为氨气和铵盐,实现了含氮无机物和含氮有机物的相互转化,并且碳、氢、氧三种元素也参加了氮的循环,C、D正确。
2.(2019·西安高一检测)2019年3月德国滤清专家曼胡默尔推出一项新技术,用于降低污染严重地区的二氧化氮(NO2)浓度。
曼胡默尔进一步开发了该技术并集成了新开发的复合过滤介质。
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,都是大气污染物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.只能用排空气法收集NO2【解析】选D。
氮的氧化物均会对大气产生污染,NO、NO2不是酸性氧化物,A项错误;N2O5中氮元素为最高价,只有氧化性,B项错误;酸性氧化物是指能与碱反应生成盐和水的氧化物,有些酸性氧化物可与水化合生成酸,反应中中心元素化合价不变,HNO3对应的酸性氧化物是N2O5,C项错误。
【补偿训练】(2019·武汉高一检测)把少量的NO2气体通入过量的小苏打溶液中,再使逸出的气体通过装有足量过氧化钠颗粒的干燥管,最后收集到的气体是( )A.O2B.NO2C.NO2和O2D.CO2和NO【解析】选C。
5.2.1氮气与氮的固定-教学设计-2023-2024学年高一下学期化学人教版(2019)必修第二册
（四）巩固练习（预计用时：5分钟）
随堂练习：
随堂练习题，让学生在课堂上完成，检查学生对氮气与氮的固定的掌握情况。
鼓励学生相互讨论、互相帮助，共同解决氮气与氮的固定问题。
错题订正：
针对学生在随堂练习中出现的氮气与氮的固定的错误，进行及时订正和讲解。
② 氮的固定方法
- 生物固氮：植物和微生物将大气中的氮固定为植物可吸收的形式
- 工业固氮：哈柏-博施法，将氮气转化为氨，进而转化为肥料和化工原料
③ 氮的固定反应
- 生物固氮反应：植物和微生物体内的固氮酶将氮气还原为氨
- 工业固氮反应：氮气和氢气在催化剂的作用下转化为氨
④ 氮的固定意义
- 农业生产：提供植物生长所需的氮肥，提高农作物产量
在阅读拓展材料的过程中，学生可以关注以下几个方面的知识点：
1. 氮循环的基本原理和不同类型的氮固定过程，理解氮的固定的重要性。
2. 氮肥的作用和施用技术，了解氮肥对农业生产的影响。
3. 氮氧化物对环境的影响和环境保护措施，认识到氮氧化物控制的重要性。
4. 工业固氮技术的应用和发展，了解工业固氮技术在化学工业中的应用。
1. 《氮循环与氮固定》：介绍氮循环的基本原理，包括生物固氮、工业固氮和大气固氮等不同类型的氮固定过程。
2. 《氮肥的作用与施用技术》：探讨氮肥在农业生产中的重要性，以及不同类型的氮肥及其施用技术。
3. 《氮氧化物与环境保护》：讨论氮氧化物对环境的影响，以及相关的环境保护措施。
4. 《工业固氮技术的应用与发展》：介绍工业固氮技术的原理、应用和发展前景。
引导学生分析错误原因，避免类似错误再次发生。
（五）拓展延伸（预计用时：3分钟）
(人教版)高中化学必修第二册第5章 第2节 第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮
C 解析：雷电时生成氮的氧化物，即 N2＋O2=放==电==2NO，是将游离 态氮转化为化合态氮，属于氮的固定，为自然固氮，故 A 不符合题意；
工业上用氢气与氮气合成氨，即 N2＋3H2
2NH3，是将游离态氮
转化为氨，属于氮的固定，为工业固氮，故 B 不符合题意；植物的根从土 壤中吸收铵根离子和硝酸盐，不是将游离态氮转化为化合态氮，不属于氮 的固定，故 C 符合题意；豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为硝酸 盐，是将游离态氮转化为化合态氮，属于氮的固定，为生物固氮，故 D 不符合题意。
二、氮的氧化物 1．氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、 N2O5等。
2．NO 和 NO2 性质的比较
性质
NO
物理
颜色
无__色
性质 溶解性
不溶于水
NO2 红__棕__色 易溶于水
性质
NO
与 O2 反应 2NO＋O2===2NO2
化学 与 H2O 反应
性质
不反应
毒性
有毒
3．(双选)在一定条件下，将NO2和O2的混合气体12 mL通入足
量水中，充分反应后剩余2 mL气体(同温同压下)，则原混合气体中
氧气的体积为( )
A．1.2 mL
B．2.4 mL
C．3 mL
D．4 mL
AD 解析：根据化学方程式：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3， 若剩余的气体是O2，则V(NO2)＝45×(12－2)mL＝8 mL，V(O2)＝12 mL－8 mL＝4 mL；若剩余的气体是NO(2 mL)，则与O2反应后剩 余 6 mL NO2，则V(O2)＝15×(12－6)mL＝1.2 mL。
BC 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。
新教材人教版高中化学必修第二册 5
质。
度
第二页，共四十五页。
知识导图
第三页，共四十五页。
课前·新知导学
第四页，共四十五页。
氮气与氮的固定
• 1．自然界中的氮元素 • (1)游离态：以氮分子的形式存在于空气中。
• (2)化合态：存在于动植物体内的________蛋__白__质__中，土壤、海洋里的________和 __硝__酸__盐__中。 铵盐
•
D．实验室可用排水法收集氮气
•
【答案】B
•
【解析】Mg可在N2中燃烧，B错误。
第九页，共四十五页。
一氧化氮和二氧化氮
• 1．物理性质
物质 NO NO2
颜色、状态 无色气体
___棕___色气体
气味 无味 __有_刺__激__性_气__味__
毒性 有毒 __有__毒__
水溶性 ___不___溶于水 ___易___溶于水
•
③与氢气反应：_____N__2_＋___3__H__2_高___催温___化、__剂高___压___2_N。 H3
第六页，共四十五页。
• 3．氮的固定 • (1)定义：将大气中____游__离态的氮转化为_____氮__的__化__合_的物过程。 • (2)分类。
雷电
第七页，共四十五页。
微思考
第十五页，共四十五页。
第十六页，共四十五页。
农业上有一句俗语“雷雨发庄稼”，该过程发生的下列变化
中不正确的是( )
A．N2＋2O2=放==电==2NO2 B．3NO2＋H2O===2HNO3＋NO C．2NO＋O2===2NO2 D．HNO3跟土壤中的矿物作用生成硝酸盐
•
【答案】A
•
雷电 【解析】N2和O2在
【新教材精创】5.2.1 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮 学案(2)-人教版高中化学必修第二册
5.2.1氮气与氮的固定一氧化氮和二氧化氮（学案）（1）通过分析氮的原子结构，推断含氮物质可能的化学特性，理解结构与性质的关系。
（2）通过实验探究，了解一氧化氮与氧气反应、二氧化氮与水反应等性质，感受化学变化的奇妙。
重点：根据氮的结构分析氮可能具有的性质。
难点：根据氮的结构分析氮可能具有的性质。
1．浓硫酸与下列物质作用时，只表现强氧化性的是()A．蓝色硫酸铜晶体B．木材炭化C．红热木炭D．氧化铝2．下列关于浓硫酸的叙述正确的是()A．浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化B．蓝色胆矾晶体滴加浓硫酸时变为白色固体C．浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体D．常温下，浓硫酸不与铁、铝反应，所以可以用铁、铝制容器盛装浓硫酸1、画出氮原子的结构示意图，分析氮的原子结构，推断含氮物质可能的化学特性。
2、为什么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，画出氮气的电子式并分析？3、想一想：氮是自然界各种生物体生命活动不可缺少的重要元素，自然界是怎样通过氮的循环为生物体提供氩元素的呢？4、实验5-5中发生了哪些化学反应？如果要将注射器中的NO充分转化，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？1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)氮元素可形成五种价态的氧化物，其中＋4价的有NO2和N2O4两种()(2)NO和NO2的颜色、气味、水溶性不同，但它们都是有毒的气体()(3)NO具有较强的还原性，在空气中极易被氧化()(4)将盛满NO的试管打开塞子置于空气中，无色气体变为红棕色()(5)NO2易溶于水生成HNO3，故NO2是酸性氧化物()(6)NO2与H2O反应时，NO2作氧化剂，H2O作还原剂()2．对3NO2＋H2O===2HNO3＋NO反应的下列说法正确的是()A．氧化剂与还原剂的质量比为1∶2B．氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2C．NO2是氧化剂，H2O是还原剂D．在反应中若有6 mol NO2参与反应时，有3 mol电子发生转移3．关于氮气的性质说法中错误的是()A．氮在自然界中既以游离态存在又以化合态存在B．通常情况下，氮气性质很不活泼C．可在氧气中燃烧生成一氧化氮D．大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环。
新教材高中化学 氮气与氮的固定一氧化氮和二氧化氮作业含解析新人教版必修2
第1课时 氮气与氮的固定一氧化氮和二氧化氮A 组·基础达标1．下列反应不属于氮的固定反应的是( )A ．N 2＋3Mg=====点燃Mg 3N 2B ．N 2＋3H 2高温、高压催化剂2NH 3C ．2NO ＋O 2===2NO 2D ．N 2＋O 2=====放电2NO【答案】C【解析】将氮单质转化为化合态氮,属于氮的固定,不符合要求的是C 。
2．下列关于氮气性质的说法中,错误的是( )A ．氮在自然界中既以游离态存在又以化合态存在B ．Mg 可以在N 2中燃烧生成Mg 3N 2C ．N 2可在氧气中燃烧生成一氧化氮D ．大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环【答案】C【解析】通常情况下,氮气性质很不活泼,但在放电或高温条件下,能跟氧气反应。
3．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 ．NO 2与H 2O 反应生成HNO 3,所以NO 2是酸性氧化物D ．NO 和NO 2均有毒【答案】D【解析】NO 、NO 2等都不是酸性氧化物,A,C 错误；N 2O 5 中氮元素为最高价,只有氧化性,B 错误。
4．发射卫星的运载火箭,其推进剂引燃后发生剧烈反应,产生大量高温气体从火箭尾部喷出。
引燃后产生的高温气体主要是CO 2、H 2O 、N 2、NO,这些气体均为无色,但在卫星发射场看到火箭喷出大量红烟,产生红烟的原因是( )A ．高温下N 2遇空气生成NO 2B ．NO 遇空气生成NO 2C ．CO 2与NO 反应生成CO 和NO 2D ．NO 与H 2O 反应生成H 2和NO 2 【答案】B【解析】NO 是一种极易被空气中O 2氧化的气体,产物是红棕色气体NO 2。
5．按如下图进行实验,试管内装有12 mL NO,然后间歇而缓慢地通入8 mL O 2,下面有关实验最终状态的描述正确的是( )A ．试管内气体呈红棕色B ．试管内气体为无色的NOC ．试管内气体为无色的O 2D ．试管内充满了液体 【答案】B【解析】在装有NO 的试管内通入O 2时依次发生反应2NO ＋O 2===2NO 2,3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO,将二者整理后相加得总反应为4NO ＋3O 2＋2H 2O===4HNO 3,由于12 mL 8 mL ＝32>43,即NO 过量,试管内剩余气体为无色的NO,液体未充满试管。
5.2.1氮气与氮的固定一氧化氮和二氧化氮学案高一下学期化学人教版(1)
第五章 化工生产中的重要非金属元素5.2.1 氮气与氮的固定、一氧化氮和二氧化氮一、学习目标（课本第11~13页）1.能列举、描述、辨识氮气、一氧化氮、二氧化氮的重要物理性质、化学性质及实验现象。
1.通过NO 、NO 2、O 2溶于水的简单计算的学习培养学生证据推理与模型认知水平。
2.通过氮的循环的学习，让学生理解变化观念与平衡思想。
2、重点和难点重点：根据氮的结构分析氮可能具有的性质 难点：NO 、NO 2具有的化学性质 三、自主学习与合作探究 【合作探究一】氮气和氮的固定 1．氮气的物理性质2．氮气的化学性质 写出上述转化的化学方程式:① : ②: ③: 3．氮的固定(1)概念：使空气中 的氮转化为含氮化合物。
(2)分类：氮的固定⎩⎪⎨⎪⎧自然固氮⎩⎨⎧高能固氮生物固氮→占10%→占90%人工固氮⎩⎨⎧合成氨仿生固氮【自主检测】1.下列关于氮气的说法错误的是（ ）A 、N 2既可以作氧化剂又可以作还原剂B 、在雷雨天气，空气中的N 2与O 2可反应生成NOC 、氮的固定是将N 2转化为含氮的化合物D 、1mol N 2可与3mol H 2完全反应生成2molNH 3 【自主检测】2. 下列过程属于人工固氮的是（ ） A.用N 2和H 2合成NH 3 B.闪电时大气中氮的氧化物的生成 C.用氨制尿素 D.从空气中分离出氮气 【合作探究二】一氧化氮和二氧化氮 1．不同价态的氮的氧化物N2O俗称笑气，具有麻醉作用2．NO和NO2(1)物理性质NO NO2颜色色色状态气态气态气味味气味毒性水溶性溶溶(2)相互转化如图所示，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，观察现象，打开弹簧夹，快速吸入10mL空气后夹上弹簧夹，观察现象，振荡注射器，再观察现象。
实验现象：反应方程式：3．NO、NO2的检验NO的检验：NO2检验：【自主检测】3、下列氮的氧化物中，氮元素的化合价最低的是( )A.N2O4B.NOC.NO2D.N2O【自主检测】4.在NO2与水的反应中( )A.该反应不是氧化还原反应B.NO2只是氧化剂C.只有氮元素化合价发生变化D.该反应属于化合反应【合作探究三】氮氧化物溶于水的计算(1)NO2和O2混合气体与水反应由4NO2+O2+2H2O4HNO3可知(2)NO和O2混合气体与水反应由4NO+3O2+2H2O4HNO3可知(3)剩余气体判断NO不溶于水、O2不易溶于水,但NO2易溶于水且与水反应,所以氮氧化物溶于水的各种情况中,剩余气体可为,但不可能是NO2或NO与O2同时剩余。
2022-2023学年人教版必修第二册 5-2-1 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮 作业
氮气与氮的固定一氧化氮和二氧化氮(15分钟·30分)一、选择题(本题包括6小题,每小题4分,共24分)1.如图中能实现人工固氮的是()【解析】选D。
氮气和氢气合成氨为人工固氮。
2.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【解析】选B。
N2在O2中不能燃烧,在放电或高温条件下N2被O2氧化为NO,B 错误。
3.下列关于氮的氧化物的叙述正确的是()A.氮的氧化物只有NO、NO2B.氮的氧化物均为红棕色气体C.氮的氧化物均有毒D.氮的氧化物在空气中均能稳定存在【解析】选C。
氮的氧化物包括NO、N2O、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等,A项错误;NO、N2O4等均为无色气体,B项错误;氮的氧化物均有毒,C项正确;NO在空气中易被O2氧化为NO2,D项错误。
4.在NO2与水的反应中,下列判断正确的是()A.氮元素的化合价不发生变化B.氧化剂与还原剂的质量比为2∶1C.NO2只是还原剂D.3 mol NO2参加反应转移2 mol电子【解析】选D。
5.(2022·绍兴高一检测)如图将充满二氧化氮的试管倒扣在水槽中,下列叙述错误的是()A.试管内液面上升B.试管内气体颜色逐渐变浅,直至消失C.堵住管口将试管取出,松开后管口向上,观察到试管口有红棕色出现D.取少量试管内液体,滴加石蕊试液溶液无明显变化【解析】选D。
A项,NO2能与水反应,反应的化学方程式为3NO2+H2O===2HNO3+NO,所以反应后试管内的气体体积减小,压强减小,试管内液面上升,故A正确;B项,NO2与水反应生成的NO是无色气体,所以试管内气体颜色逐渐变浅,直至消失,故B正确;C项,常温下,NO极易与空气中的O2反应生成红棕色的NO2,所以将试管取出,松开后管口向上,观察到试管口有红棕色出现,故C正确;D项,NO2与水反应生成了硝酸,溶液呈酸性,所以滴加石蕊溶液后,溶液变成红色,故D错误。
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课堂检测·素养达标
1. 下列反应起到了固氮作用的是( )
A.工业上N2与H2在一定条件下合成NH3
B.NO与O2反应生成NO2
C.NH3被O2氧化成NO和H2O
D.由NH3制备化肥NH4HCO3
【解析】选A。
由定义知,氮的固定是将大气中游离态的氮转化成含氮化合物。
2.(教材改编题) 大家在吃薯条等膨化食品时,会发现袋子里东西并不多却鼓鼓囊囊的,袋子里填充的是食品级的氮气而非空气。
主要作用有三个方面:①延长食品的保质期;②可以抵御外界潮气的侵入;③保护食品不被压碎。
下列关于N2性质的叙述中错误的是( )
A.氮气在氢气中能燃烧
B.氮气既具有氧化性,又具有还原性
C.将空气中的氮气转变成含氮化合物属于氮的固定
D.氮气与氧气在一定条件下反应生成一氧化氮
【解析】选A。
氢气与氮气在高温、高压、催化剂条件下才能反应,A错误;氮气中氮元素的化合价可以升高,也可以降低,故既具有氧化性,又具有还原性,B正确;将空气中的氮气转变成含氮化合物属于氮的固定,C正确;氮气与氧气在放电条件下反应生成NO,D正确。
3.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、降低血压以及提高性能力的作用。
下列关于NO的说法中错误的是( )
A.NO是无色气体
B.NO是汽车尾气的有害成分之一
C.可以用向上排空气法收集NO
D.NO在一定条件下也可作氧化剂
【解析】选C。
因NO可与空气中的O2反应生成NO2,故NO不能用排空气法收集,只能用排水法收集。
4.(2019·湛江高一检测) 在NO2被水吸收的反应中,发生还原反应的物质和发生氧化反应的物质的质量比为( )
A.3∶1
B.1∶3
C.1∶2
D.2∶1
【解析】选C。
3O2+H2O2H O3+O,3 mol NO2中,有2 mol氮的价态升高,1 mol 氮的价态降低,所以发生还原反应的NO2与发生氧化反应的NO2的质量比为1∶2。
5.下列物质之间的转化不能通过一步反应实现的是( )
A.N2NO
B.N2NO2
C.NO NO2
D.NO2NO
【解析】选B。
A项,N2+O22NO;C项,2NO+O22NO2;D项,3NO2+H2O2HNO3+NO。
6.溴是深红棕色挥发性液体。
在空气中迅速挥发为红棕色气体。
易溶于乙醇、乙醚、氯仿、二硫化碳、四氯化碳,可溶于水形成橙黄色溶液。
溴的熔点是
-7.2 °C,而沸点是 58.8 °C。
同样NO2也为红棕色气体。
某同学拿到一集气瓶红棕色气体,但没有标签,无法直接确定它是什么成分。
(1)你能帮助它利用最简单的方法确定它的成分吗?
提示:由溴的沸点可知,可以采用降温的方法解决,用冷水冷却后,得到深红棕色液体的是溴蒸气,无明显变化的是NO2。
(2)该同学用玻璃片将集气瓶盖好,然后向其中加入少量水,振荡后变为无色,溶液也为无色。
则集气瓶内红棕色气体是什么?出现该现象的原因是什么?
提示:NO2。
NO2与H2O反应生成无色的NO。
(3)该同学对(2)中集气瓶继续进行操作:轻轻移开玻璃片使少量空气进入瓶内,气体又变为红棕色。
出现该现象的原因是什么?写出化学方程式。
提示:NO遇空气中的O2,与之发生反应生成红棕色的NO2,化学方程式为2NO+
O22NO2。
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