2020-2021学年度高一化学《氮及其氧化物》知识点归纳总结及其典例解析

氮及其氧化物【学习目的】1、掌握氮气的物理、化学性质，理解氮气的工业制法；2、掌握一氧化氮、二氧化氮的物理、化学性质，理解二者的实验室制法；3、掌握有关一氧化氮、二氧化氮的简单计算。

【要点梳理】要点一、氮气1．物理性质：无色、无味的气体，密度比空气略小，在水中溶解度很小〔体积比=1：0.02〕，在压强为101KPa下，氮气在—195.8℃时变成无色液体，氮气分子在—209.9℃时变成雪花状固体。

2．化学性质：〔1〕通常状况下很难与其它物质发生化学反响〔2〕在一定条件下，能与一些物质发生化学反响①与H2反响：②与某些金属反响：3Mg+N 2Mg3N2③与O2反响：在通常情况下，与O2不发生反响，但在放电或高温的条件下能与O2直接化合生成NO。

N2+O2放电或高温2NO〔闪电、汽车引擎中发生的反响〕NO为无色无味有毒的难溶于水的气体，NO很容易在常温下与空气中的O2化合，生成NO2。

2NO+O2=2NO2，NO2为红棕色、有刺激性气味，有毒的气体，易溶于水并发生反响：3NO2+H2O=2HNO3+NONO、NO2为大气污染物3．工业制法：〔1〕别离液态空气：〔2〕耗氧法：4．用处：工业原料，合成氨，制化肥，HNO3，保护气，制冷剂NO NO2物理性质色态味无色、无味、气体红棕色、刺激性气味、气体密度密度略大于空气密度比空气大熔沸点很低低，易液化溶解性不溶易溶化学性质毒性有毒有毒与水不反响3NO2+H2O=2HNO3+NONO2既是氧化剂，又是复原剂与碱不反响2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2ONO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2 +H2O 氧化性2NO+2CO=2CO2+N22NO2+2KI=I2+2KNO2复原性2NO+O2=2NO2可使KMnO4褪色可使KMnO4褪色与O2混合，通入水中4NO+3O2+2H2O=4HNO34NO2+O2+2H2O=4HNO3实验室制取3Cu+8HNO3(稀)=3C u(N O3)2 +2NO↑+4H2O C u+4HNO3(浓)=C u(N O3)2+2NO2↑+2H2O氮的氧化物除NO、NO2外，还有12N O+、323N O+、424N O+、525N O+，其中N2O5、N2O3分别是硝酸、亚硝酸〔HNO2〕的酸酐。

要点三、氮的氧化物溶于水的几种情况分析〔1〕NO2或NO2与N2混合气体溶于水时，3NO2+H2O==2HNO3+NO，利用气体体积变化差进展计算。

〔2〕NO2与O2的混合气体溶于水，由3NO2+H2O==2HNO3+NO及2NO+O2==2NO2，得：4NO2+O2+2H2O==4HNO3 ，可知，〔3〕NO和O2同时通入水中时，其反响是2NO+O2==2NO2①，3NO2+H2O==2HNO3+NO ②，将①×3+②×2得总反响式为：4NO+3O2+2H2O==4HNO3。

〔4〕NO、NO2、O2三种混合气体通入水中，可先按情况〔1〕求出NO2与H2O反响生成的NO的体积，再加上原混合气体中的NO的体积即为NO的总体积，再按情况〔3〕进展计算。

要点四、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染1．大气的主要污染物是二氧化硫和二氧化氮，溶于水后会形成酸性溶液，随雨水降下来会形成酸雨，pH＜5.6。

2．酸雨的主要危害是能直接破坏农作物、森林、草原，使土壤、湖泊酸化，还会加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。

3．二氧化硫和二氧化氮都是有用的化工原料，二氧化硫在一定条件下可被催化氧化成三氧化硫，方程式是2SO2+O2催化剂加热2SO3。

三氧化硫与水反响的方程式是SO3+H2O==H2SO4。

4．防止酸雨的主要措施：〔1〕调整能源构造，开展清洁能源，优化能源质量，进步能源利用率，减少燃煤产生的二氧化硫和二氧化氮等。

〔2〕加强环境管理，强化环保执法，严格控制SO2的排放量。

〔3〕研究、开发合适我国国情的二氧化硫治理技术和设备。

要点五、中学化学中常涉及的环境保护知识常见的污染现象及其危害：1．酸雨——形成原因主要是由SO2和氮氧化物；能使土壤酸化，腐蚀建筑物等。

2．光化学烟雾——主要是由氮氧化物、碳氢化合物造成的；危害人体安康，影响植物生长。

3．臭氧空洞——主要是氮氧化物、氟氯代烃等的排放引起的；使地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧。

4．温室效应——主要是由于大气中CO2含量的不断增加造成的；会使全球气候变暖。

5．白色污染——形成原因是塑料制品的大量使用，随意丢弃；会破坏土壤构造和生态环境。

6．赤潮和水华——形成原因是含磷洗衣粉的大量使用及生活污水的任意排放；会使藻类过度繁殖，鱼类死亡，水质恶化，假设发生在淡水中称为“水华〞，发生在海水中称为“赤潮〞。

7．水俣病——含汞的工业废水引起的水体污染，可使鱼类中毒，人食用中毒后的鱼会造成人体汞中毒。

【典型例题】类型一、NO和NO2例1．以下关于NO的表达正确的选项是()A．NO是一种红棕色的气体B．常温常压下，NO不能与空气中氧气直接化合C．含等质量的氧元素的NO和CO的物质的量相等D．NO易溶于水，不能用排水法搜集【答案】C【解析】NO是一种无色难溶于水的气体，可以用排水法搜集。

常温常压下，NO容易与氧气直接化合生成NO2。

【总结升华】此题考察的是NO的性质。

举一反三：【变式1】可用于区别溴蒸气和NO2气体的试剂是()A．淀粉碘化钾溶液B．FeCl2溶液C．AgNO3溶液D．NaOH溶液【答案】C【解析】用AgNO3溶液检验，能产生浅黄色沉淀的气体为溴蒸气。

还可将二者分别溶于水来鉴别。

【变式2】某集气瓶内的气体呈红棕色，参加足量水，盖上玻璃片振荡，得棕色溶液，气体颜色消失，再翻开玻璃片后，瓶中气体又变为红棕色，该气体可能是以下混合气中的()A．N2、NO2、Br2B．NO2、NO、N2C．NO2、O2、NO D．N2、O2、Br2【答案】A类型二、喷泉实验中的浓度计算例2．一样条件下，在容积一样的三个烧瓶内分别充满枯燥的NH3、HCl、NO2气体，做喷泉实验，所得三种溶液的物质的量浓度比为()A．3∶3∶2 B．2∶2∶3 C．1∶1∶1 D．无法比拟【答案】C【解析】HCl、NH3全部溶于水，溶液充满整个烧瓶。

设烧瓶容积为V L，那么所得溶液的物质的量浓度为：对NO2，由反响：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO3 mol 2 mol得，溶液的体积也充满烧瓶体积的，代入浓度计算式，求得。

【总结升华】一要抓住浓度的概念，二要清楚气体的性质和其中的反响。

举一反三：【变式1】在标准状况下，将O2与NO按3∶4的体积比充满一个枯燥烧瓶，将烧瓶倒置于水中，瓶内液面逐渐上升，最后烧瓶内溶液的物质的量浓度为()A．0.045 mol·L－1B．0.036 mol·L－1 C．0.026 mol·L－1D．0.030 mol·L－1【答案】C【解析】由于NO和O2恰好反响：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，即最后溶液充满整个烧瓶。

设烧瓶容积为V L，那么n(NO)＝n(HNO3)＝，而反响后溶液体积为V L，故c(HNO3)＝mol·L－1＝0.026 mol·L－1。

类型三、与氮的氧化物有关的计算例3．在一定温度和压强下，将装有N2和NO2混合气体的试管倒立在水中，经足够时间后，试管内气体的体积缩小为原体积的3/5，那么原混合气体中N2与NO2的体积比是()A、2 ∶3B、3 ∶2C、3 ∶5D、5 ∶ 3【答案】A【解析】(差量法)NO2与水反响使气体的体积减小，设原混合气体的体积为5mL，那么：3NO2＋H2O ＝2HNO3＋NO ΔV3mL 1mL2mLV(NO2)5mL×(1－3/5)V(NO2)＝3mLV(N2)∶V (NO2)＝(5mL－3mL)∶3mL＝2∶3【总结升华】关键是搞清发生的反响，理清数量关系，还要掌握差量法计算技巧。

举一反三：【变式1】将一充满NO2和O2混合气体的试管倒立于水中，假设试管的容积为10 mL，充分反响后剩余气体为1 mL，求原混合气体中NO2和O2的体积各为多少毫升？【答案】原混合气体中NO2和O2的体积分别是7.2 mL和2.8 mL或8.6 mL和1.4 mL。

【解析】〔1〕假设O2过量，剩余的1 mL气体为O2。

根据4NO2+O2+2H2O==4HNO3，得：得V (NO2)=45×9 mL=7.2 mL，V＇(O2)=15×9 mL=1.8 mL。

故V (O2)=1.8 mL+1 mL=2.8 mL。

〔2〕假设NO2过量，剩余的1 mL气体为NO。

先根据3NO2+H2O==2HNO3+NO得出过量的NO2体积为3 mL。

再根据4NO2+O2+2H2O==4HNO3计算参加反响的NO2、O2的体积：V＇(NO2)= 45×7 mL=5.6 mL，V (O2)=1×7 mL=1.4 mL。

5故V (NO2)=5.6 mL+3 mL=8.6 mL，V (O2)=1.4 mL。

【总结升华】常常出现的错误是只考虑了4NO2+O2+2H2O==4HNO3，认为剩余的是1 mL NO2或O2，其实在有水存在的条件下不可能有NO2，而应该是NO剩余。

【变式2】一支试管中充有20mLNO气体，倒置于水槽中，现向其中通入一定量的O2，试管内最终有4mL气体，那么通入O2的体积可能是多少？【答案】通入O2的体积可能是12mL或19mL【变式3】将充有m mL NO和n mL NO2的量筒倒立于水槽中，然后通入m mL O2，假设m＜n，那么充分反响后，量筒内气体的体积为(单位：mL)()【答案】C【解析】由电子得失守恒：。

设最后剩余NO x mL，根据电子得失总数相等有：3(m－x)＋n＝4m。

解得mL。

类型四、SO2、NO2对大气的污染例4．汽车尾气〔含有烃类、CO、SO2与NO等物质〕是城市空气的污染源，治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器〞〔用铂钯合金作催化剂〕。

它的特点是使CO与NO反响，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧及SO2转化。

〔1〕写出一氧化碳与一氧化氮反响的化学方程式________________ 。

〔2〕“催化转换器〞的特点是在一定程度上进步了空气的酸度，其原因是________________ 。

〔3〕控制城市空气污染源的方法可以有〔〕。

A．开发氢能源B．使用电动车C．植树造林D．戴上呼吸面具【答案】〔1〕2CO+2NO2CO2+N2〔2〕SO2转化为SO3，产生了硫酸的酸雾〔3〕A、B【解析】由题给信息“CO和NO反响，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使SO2的转化〔用铂钯合金作催化剂〕〞，可联想到CO和NO反响，生成的气体一定是CO2。