氮及其重要化合物

启梦教育高一下化学期末复习之

氮及其重要化合物

考点一氮气及氮的氧化物

1.氮气

(1)氮元素的存在与氮的固定

(2)N2的物理性质

无色、无味气体,密度比空气略③,④溶于水。

(3)N2的化学性质

N2的电子式为⑤,结构式为⑥。

写出下列反应的化学方程式。

a.N2与Mg反应:⑦。

b.N2与H2反应:⑧。

c.N2与O2反应:⑨。

2.氮的氧化物

(1)多种价态的含氮氧化物

N2O(+1)、NO(+2)、N2O3(+3)、NO2(+4)、N2O4(+4)、N2O5(+5)等。其中N2O3、N2O5分别为HNO2、HNO3的相应的酸性氧化物(酸酐)。NO2与N2O4可相互转化,2NO2N2O4,它们均为大气污染物。

(2)NO与NO2性质的比较

物质NO NO2氮的价态+2价+4价

物理性质

⑩色、溶

于水的气体

色、有刺激性气味的气体,易液化,溶于水

化学性质

O2不反应

H2O 不反应3NO 2+H2O

H2O 、

O2

氧化性

有氧化性,但通常情况下表

现出还原性

强氧化性,在溶液中能氧化S2-、I-、Fe2+等离子

对环境

的影响

有毒,大气污染物之一有毒,大气污染物之一

实验室制取原理及收集

方法

(法收集) (法收集)

(3)氮的氧化物(NO、NO2)对环境的影响

a.氮氧化物与碳氢化合物经紫外线照射发生反应,生成一种有毒的烟雾,称为光化学烟雾。氮氧化物与空

气中的水反应生成硝酸和亚硝酸,是酸雨的成分。NO2破坏臭氧层,可使平流层中的臭氧减少,导致地面紫外线辐射量增加。

b.大气中氮氧化物主要来源于化石燃料的燃烧、汽车尾气(燃料在发动机内电火花引燃时,氮气与氧气反应生成的)、植物体的焚烧以及农田土壤和动物排泄物中含氮化合物的转化。

【答案】①自然固氮②人工固氮③小④难N︙︙

⑥N≡N⑦3Mg+N2Mg3N2⑧N2+3H22NH3⑨N2+O22NO⑩无不红棕易

2NO+O22NO22HNO3+NO4NO+2H2O+3O24HNO34NO2+2H2O+O24HNO3

3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O排水Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O向上排空气

1.虽然大气含有约78%的氮气分子,地球上的动植物仍须花费一番工夫,方可取得成长所需的氮元素。下列转化不属于

氮的固定的是( )。

．．．

A.豆科植物的根瘤菌将空气中的氮气转化为氨

B.工业上用氨和二氧化碳合成尿素

C.氮气和氢气在适宜条件下合成氨

D.氮气和氧气在放电条件下生成NO

【解析】A项,游离态的氮转化为化合态叫作氮的固定,根瘤菌把氮气转化为氨,氮由游离态转化为化合态,属于氮的固定;B项,工业上用氨和二氧化碳合成尿素,属于不同化合态的氮之间的转化,不属于氮的固定;C项,氮气和氢气在适宜条件下合成氨,氮由游离态转化为化合态,属于氮的固定;D项,氮气和氧气在放电条件下合成NO,氮由游离态转化为化合态,属于氮的固定。

【答案】B

2.按如图所示装置进行实验,试管内装有12 mL NO,然后间歇而缓慢地通入8 mL O2,下列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NO

C.试管内气体为无色的O2

D.试管内液面上升至充满整个试管

【解析】依据反应定量关系分析,当一氧化氮和氧气恰好反应生成硝酸,发生的反应为

4NO+3O2+2H2O4HNO3,一氧化氮和氧气按照4∶3全部溶于水,试管内装有12 mL NO,然后间歇而缓慢地通入8 mL O2,反应后剩余一氧化氮12 mL-8× mL= mL。

【答案】B

3.随着我国汽车年销量的大幅增加,空气受到了很大的污染。汽车尾气装置中,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( )。

A.反应中NO为氧化剂,N2为氧化产物

B.汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2

C.NO和O2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+O2+4CO4CO2+N2

【解析】反应过程中NO、O2为氧化剂,N2为还原产物,A项错误;汽车尾气中的N2不是污染物,B项错误;NO 和O2的反应不需要催化剂,C项错误;根据题中的图示,可将反应的过程分成如下两步

写:2NO+O22NO2,2NO2+4CO N2+4CO2。将两步反应式合并可得总化学方程式2NO+O2+4CO4CO2+N2,D 项正确。

【答案】D

4.氮氧化合物(用NO x表示)是大气污染的重要因素,根据NO x的性质特点,开发出多种化学治理氮氧化合物污染的方法。

(1)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知:4NH3+6NO5N2+6H2O,8NH3+6NO27N2+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。

(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: 。

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

为。

【解析】(1)设NO的体积为V(NO),NO2的体积为V(NO2),依据化学方程式知,处理1体积的NO需NH3的体积为V(NO),处理1体积的NO2需NH3的体积为V(NO2),则

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中氮元素的化合价为+2价,NO2中氮元素的化合价为+4价,二者1∶1混合时与NaOH反应生成一种钠盐,依据得失电子守恒可知,钠盐中氮元素的化合价为+3,即为NaNO2。

【答案】(1)1∶3

(2)①2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O

②NaNO2