新课程高考化学高中化学重难点复习教案氮及其重要化合物之氮气及氮的氧化物的性质

氮及其重要化合物之氮气及氮的氧化物的性质

ZHI SHI SHU LI 知识梳理 1．氮的固定

2．氮气

电子式为··

N ⋮⋮N ·

·，结构式为N ≡N 。 (1)物理性质：__无___色__无___味气体，密度比空气略小，__不___溶于水。熔点、沸点很低。 (2)化学性质

N 2分子结构很稳定，化学性质不活泼。 ①与O 2反应。

__N 2＋O 2=====放电

2NO___。 ②工业合成氨。

__N 2＋3H 2催化剂高温、高压2NH 3___。 ③与Mg 反应。

__3Mg ＋N 2=====点燃Mg 3N 2___。 3．氮的氧化物

(1)氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1～＋5价都有对应的氧化物，如N 2O 、__NO___、N 2O 3、NO 2(或__N 2O 4___)、N 2O 5，其中属于酸性氧化物的是N 2O 3、__N 2O 5___。氮的氧化物都有毒，都是大气污染物。 (2)NO 和NO 2性质的比较。

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(1)常见的污染类型

a．光化学烟雾：NO x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。

b．酸雨：NO x排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。

c．破坏臭氧层：NO x可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。

(2)常见的NO x尾气处理方法

a．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NO x的处理。

b．催化转化法

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NO x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。

5．NO2和溴蒸气的比较与鉴别

①NO2和溴蒸气在性质上的相似性

a．均有氧化性；

b．溶于水后溶液均呈酸性；

c．均能与碱反应。

②NO2和溴蒸气的鉴别方法

鉴别溴蒸气和NO2不能用淀粉－KI试纸、碱溶液等，但可以利用它们性质上的差异性来鉴别。

a．通入水中，NO2溶于水发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，反应后溶液无色，而溴蒸气溶于水后溶液呈橙色。

b．通入AgNO3溶液中，有淡黄色沉淀生成的为溴蒸气(Br2＋H2O HBr＋HBrO，HBr＋AgNO3===AgBr↓＋HNO3)，无此现象的为NO2。

c．通入CCl4有机溶剂中，易溶于CCl4而且CCl4溶液呈橙红色的为溴蒸气，无此现象的为NO2。

6．隐含反应2NO2(g)N2O4(g)的应用

通常“纯净”的NO 2或N 2O 4并不纯净，因为在常温、常压下就能发生反应2NO 2(g)

N 2O 4(g)，由于此反应可逆，导致一些物理量的理论值与实际值存在差异。如在

标准状况下收集的1 mol NO 2的体积小于22.4 L ；NO 与O 2混合后，平均相对分子质量应大于按已知条件求得的数值。

XIAO TI SU CE 小题速测

1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

(1)豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮，属于氮的固定，固氮反应一定属于氧化还原反应( √ )

提示：固氮是游离态的氮生成化合态的氮，所以氮的化合价一定发生变化。 (2)食品袋中充氮气可用来防腐( √ )

(3)NO 中的NO 2杂质气体，可通过盛有水的洗气瓶除去( √ ) 提示：NO 2溶于水生成NO ，便可除去NO 中的NO 2。

(4)CO 、NO 、NO 2都是大气污染气体，在空气中都稳定存在( × ) 提示：NO 遇O 2反应生成NO 2。

(5)氮的氧化物和硫的氧化物既是形成光化学烟雾，又是形成酸雨的主要物质( × ) (6)N 2与O 2在放电条件下直接化合成NO 2( × ) 提示：N 2与O 2在放电条件下直接化合成NO 。

(7)汽车尾气中有NO x ，主要是汽油不充分燃烧引起的( × ) (8)制二氧化氮时，用水或NaOH 溶液吸收尾气( × ) (9)工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应( √ ) (10)NO 2通入FeSO 4溶液中始终无明显现象( × ) (11)在实验室里，NO 和NO 2均可用排水法收集( × ) (12)NO 能够与人体里血红蛋白结合，造成人体缺氧中毒( √ ) (13)用湿润的淀粉KI 试纸或NaOH 溶液可以鉴别溴蒸气和NO 2( × ) (14)密闭容器中2 mol NO 与1 mol O 2充分反应，产物的分子数为2N A ( × )

2．俗话说“雷雨发庄稼”，这说明雷雨中含有能被植物吸收利用的化合态的氮。请写出三个有关的化学方程式： (1)__N 2＋O 2=====放电或高温

2NO___； (2)__2NO ＋O 2===2NO 2___；

(3)__3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO___。 3．写出能鉴别NO 2与溴蒸气的三种试剂。 __(1)AgNO 3溶液__(2)CCl 4__(3)H 2O___。

1．(2019·经典习题选萃)下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是( A )

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、氧三种元素也参与了氮循环

[解析] N 2→NH 3中氮元素被还原，A 错误；工业合成氨是氮气转化为氨气，属于人工固氮，B 正确；通过生物体，铵盐(含氮无机物)与蛋白质(含氮有机物)可相互转化，C 正确；生物体合成蛋白质的过程有C 、H 、O 的参与，D 正确。

2．随着我国汽车年销量的大幅增加，空气环境受到了很大的污染。汽车尾气装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示，下列说法正确的是( D )

A ．反应中NO 为氧化剂，N 2为氧化产物

B ．汽车尾气的主要污染成分包括CO 、NO 和N 2

C ．NO 和O 2必须在催化剂表面才能反应

D ．催化转化总化学方程式为2NO ＋O 2＋4CO=====催化剂

4CO 2＋N 2

3．(2019·新题选萃)无色的混合气体甲中可能含NO 、CO 2、NO 2、NH 3、N 2中的几种。将100 mL 气体甲经过下图实验处理，结果得到酸性溶液，而且几乎无气体剩余，则气体甲的组成可能为( B )

A ．NH 3、NO 2、N 2

B ．NH 3、NO 、CO 2

C ．NH 3、NO 2、CO 2

D ．NO 、CO 2、N 2