2019届一轮复习 氮及其重要化合物

则单独与 Na2CO3 反应的 NO2 为 0.15 mol－0.05 mol＝0.1 mol N0a.025CmOol 3＋20.N1 mOol2 ===N0.a05NmOol3＋N0.a05NmOol2＋CO2 所以共生成 NaNO3：0.05 mol，NaNO2：0.15 mol c(Na2CO3)＝00.1.2mLol＝0.5 mol·L－1。
第15讲 氮及其重要化合物
[考纲要求] 1.了解氮元素的单质及其重要化合物的主要 性质及应用。 2.了解氮元素的单质及其重要化合物对环 境质量的影响。
考点一 氮气及氮的氧化物的性质 1．氮元素在自然界中的存在形态及氮的固定
2.氮气 (1)物理性质：无色无味气体，密度比空气略小，难溶于水。 (2)化学性质：
3．指出 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 反应中：氧化剂为 ___N_O_2___ 、 还 原 剂 为 ___N__O_2__ ， 二 者 物 质 的 量 之 比 为
2
__1_∶__2___，1 mol NO2 反应转移电子的个数为____3_N_A__。
1氮的氧化物都有毒，其中 NO2 与 N2O4 存在下列平衡：
(1) 用 氨 可 将 氮 氧 化 物 转 化 为 无 毒 气 体 。 已 知 ： 4NH3 ＋
催化剂
6NO==△===
5N2＋6H2O,8NH3＋
6NO2=催=化△==剂=7N2＋
12H2O。
同温同压下，3.5 L NH3 恰好将 3.0 L NO 和 NO2 的混合气
体完全转化为 N2，则原混合气体中 NO 和 NO2 的体积之 比是__1_∶__3___。
①请写出纯碱溶液吸收 NO2 的化学方程式： __N_a_2_C_O__3_＋__2_N_O__2=_=_=__N_a_N_O__3_＋__N_a_N__O_2_＋__C_O__2__________。
②现有一定量的某工业废气，其中含有 3.36 L NO2、1.12 L NO(已换算为标准状况，假设不含 N2O4)，恰好被 200 mL 碳酸钠溶液吸收，所得盐的物质的量分别为 _N_a_N__O_3_：__0_.0_5__m__o_l __、___N__a_N_O__2：__0_._1_5_m__o_l__，该碳酸钠 溶液的物质的量浓度为______0_.5______mol·L－1。
2NO2
N2O4，因此实验测得 NO2 的平均相对分子质
量总大于 46。
2NO 只能用排水法收集，不能用排空气法收集；而 NO2 只能用向上排空气法收集，不能用排水法收集。
3验证某无色气体是 NO 的方法是向无色气体中通入 O2 或空气，无色气体变为红棕色。
考向 1 NO、NO2 的性质及对环境的影响
解析：反应①中 NO 是氧化剂，CO 是还原剂，A 错误； 根据化合价变化可知反应②是氧化还原反应，NO2 是氧化 剂，SO2 是还原剂，氧化剂的氧化性比还原剂的氧化性强， B 错误，C 正确；反应②的产物是 NO 和 SO3，都是大气 污染物，D 错误。
考向 2 有关氮的氧化物的简单计算
氮氧化合物(用 NOx 表示)是大气污染的重要因素， 根据 NOx 的性质特点，开发出多种化学治理氮氧化合物污 染的方法。
C．NO2 只起氧化剂作用 D．O3 与 O2 为同分异构体 解析：反应过程①＋②得 O2―→2O，③O＋O2―→O3， NO2 起催化剂作用，反应过程中 NO2 作氧化剂，A 项正确， B、C 项错误；O3 与 O2 的相对分子质量不相同，不是同 分异构体，属同素异形体，D 项错误。
2．
已
知
化Baidu Nhomakorabea
1．汽车排放的尾气中含有 NO2，NO2 是城市大气污染的主要 污染物之一，在日光照射下，NO2 发生一系列光化学烟雾的循 环反 应，从而 不断产生 O3， 加重空气 污染。反 应过程为 ①2NO2―→2NO ＋ 2O ， ②2NO ＋ O2―→2NO2 ， ③O ＋ O2―→O3。下列对该反应过程及生成物叙述正确的是( A ) A．NO2 起催化剂作用 B．NO 起催化剂作用
(2)NOx 能形成酸雨，写出 NO2 转化为 HNO3 的化学方程 式： _____3_N_O__2＋__H__2_O_=_=_=_2_H__N_O__3_＋__N_O____________________。
(3)汽车尾气中的 CO、NOx 在适宜温度下采用催化转化法 处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写
(2)NO 和 NO2 的比较
颜色 毒性
NO 无色 ___有__毒______
溶解性
___不__溶__于__水__
与O2反应
2NO＋O2===2NO2
与H2O反应
NO2 红棕色 ____有__毒_____ __易__溶__于__水___
3NO2＋ H2O===2HNO3
＋NO
NO
NO2
对人体、环境 的影响
学反
应
：
①2NO＋
催化剂
2CO=====
N2
＋
2CO2，
②
NO2
＋SO2===NO＋SO3；下列说法正确的是( C )
A．反应①可用于汽车尾气处理，NO 是还原剂，CO2 是氧
化产物
B．反应②是非氧化还原反应，反应前后气体分子总数不变
C．反应②中，NO2 的氧化性比 SO2 的氧化性强 D．利用上述两反应处理尾气，能达到保护环境要求
「名师点拨」 (1)解答氮氧化物溶于水的计算问题首先应明确原理 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，反应的实质是 3NO2＋H2O===2HNO3 ＋NO,2NO＋O2===2NO2，故若有气体剩余只能是 NO 或 O2，不可能是 NO2。 ①若 NO 和 O2 通入水中，总关系式为 4NO＋3O2＋ 2H2O===4HNO3。 ②若 NO2 和 O2 通入水中，总关系式为 4NO2＋O2＋ 2H2O===4HNO3。
①与氧气反应：N2＋O2==放=电==2NO(导致汽车尾气中产生氮的 氧化物和雷电固氮)
②与氢气反应：N2＋3H2
高温、高压 催化剂
2NH3(工业合成氨的反应
原理)
3．氮的氧化物
(1)氮有多种价态的氧化物，如 N2O、NO、NO2、N2O4、 N2O3、N2O5 等，其中属于酸性氧化物的是___N_2_O_3_____、 ___N__2O__5 ____。
[解析] (1)设 NO 的体积为 V(NO)，NO2的体积为 V(NO2)， 依据方程式知，处理 NO 需 NH3：23V(NO)，处理 NO2 需 NH3：43V(NO2)，则
VNO＋VNO2＝3.0 L 23VNO＋43VNO2＝3.5 L
解得 V(NO)＝0.75 L，V(NO2)＝2.25 L V(NO)∶V(NO2)＝1∶3。
(2)①生成两种钠盐，必然是 NO2 的歧化反应，依据量的 关系可知两种盐分别为 NaNO3 和 NaNO2。 ②NO 中氮的化合价为＋2 价，NO2 中氮的化合价为＋4 价，二者以 1∶1 混合时与 NaOH 反应生成一种钠盐，依 据电子守恒可知，钠盐中氮的化合价为＋3，即为 NaNO2。 (3)②n(NO2)＝0.15 mol，n(NO)＝0.05 mol N0a.025CmOol 3＋0N.05Om2ol＋0.N05Omol ===2N0.a1 NmoOl 2＋CO2
2．如何鉴别 NO2 与溴蒸气？ 答案：由于 NO2 和 Br2 在性质上有不少相似性：①均具有 氧化性；②溶于水均有酸生成；③均可与碱反应；④均为 红棕色等。所以不能用淀粉 KI 试纸、pH 试纸、NaOH
溶液来鉴别，但二者性质又有差别，可以用下列方法鉴别： ①AgNO3 溶液；②CCl4；③用水洗法。
(2)注意原子守恒和得失电子守恒的运用 有关氮的氧化物的计算，从反应实质看都是氧化还原反 应。可以从得失电子数相等或原子守恒的角度分析，简化 计算过程。如 NOx 与 O2、H2O 转化为硝酸的计算，则反 应中 O2 得到的电子数与 NOx 失去的电子数相等。
3．将 22.4 L 某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反
应后，气体体积变为 11.2 L(体积均在相同条件下测定)，
则该氮氧化合物的化学式为( A )
A．NO2 C．N2O
B．N2O3 D．N2O4
解析：本题考查氧化还原反应和阿伏加德罗定律及元素化 合物知识，意在考查学生利用有关定律进行数据处理的能 力。氮氧化合物与铜粉反应生成 CuO 和 N2，结合题中气 体体积和阿伏加德罗定律可推知该氮的氧化物分子中只 含有一个氮原子，结合选项知 A 正确。
(1)与血红蛋白结合，使 人中毒(2)转化成NO2形 成酸雨、光化学烟雾
形成酸雨、光化 学烟雾
1．写出俗语“雷雨发庄稼”中所涉及到的三个化学反应方程
式。 ①___N__2＋__O__2_=放=_=_电=_=_2_N_O________________________________； ②____2_N_O__＋__O_2_=_=_=_2_N__O_2_____________________________； ③___3_N__O_2_＋__H_2_O__=_=_=_2_H_N__O_3_＋__N_O______________________。
(2)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。 ①NO2 被烧碱溶液吸收时，生成两种钠盐，其物质的量之 比为 1∶1，写出该反应的化学方程式： ___2_N_O__2＋__2_N__a_O_H__=_=_=_N__a_N_O__3＋__N__a_N_O__2_＋__H_2_O__________。 ②NO 与 NO2 按物质的量之比 1∶1 被足量 NaOH 溶液完 全吸收后只得到一种钠盐，该钠盐的化学式是 ____N__a_N_O_2_______________________________________。 (3)纯碱溶液也能用于处理氮氧化合物废气，反应原理与上 述(2)类似，同时产生 CO2。
汽车尾气主要含有 CO2、CO、SO2、NOx 等物质，
这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。 (1)汽车尾气中的 CO 来自于___汽__油__的__不__完__全__燃__烧__，NO 来自于__N_2_与__O_2_在__汽__车__汽__缸__内__的__高__温__环__境__下__的__反__应______。 汽车尾气对环境的危害主要有_形__成__硝__酸__型__酸__雨__、__导__致__光__化 学__烟__雾__、__产__生__温___室__效__应__(任__填__两__种__即__可__)____(至少填两种)。
「名师点拨」 氮氧化物对环境的污染及防治 (1)常见的污染类型 ①光化学烟雾：NOx 在紫外线作用下，与碳氢化合物发生 一系列光化学反应，产生的一种有毒的烟雾。 ②酸雨：NOx 排入大气中后，与水反应生成 HNO3 和 HNO2，随雨雪降到地面。 ③破坏臭氧层：NO2 可使平流层中的臭氧减少，导致地面 紫外线辐射量增加。
出 NO 被 CO 还原的化学方程式： _____2_C__O_＋__2_N__O_=_催=_化=_=_剂=_N__2_＋__2_C_O__2 ___________________。
[解析] (1)汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应，当空 气不足时，汽油不完全燃烧，会产生 CO；当空气过量时， N2 和 O2 在放电或高温条件下反应生成 NO。汽车尾气对 环境的危害很大，可以形成硝酸型酸雨，导致光化学烟雾， 产生温室效应。(3)CO、NOx 反应后生成的无毒气体为 CO2 和 N2。
(2)常见的 NOx 尾气处理方法 ①碱液吸收法 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O NO2、NO 的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件 是：n(NO2)≥n(NO)。一般适合工业尾气中 NOx 的处理。
②催化转化 在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体 (N2)或 NOx 与 CO 在一定温度下催化转化为无毒气体(N2 和 CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。