必修2 第五章 第二节 氮及其化合物(1)

氮及其氧化物（1）

核心知识点一：

一、氮气

1. 氮的固定

将游离态的氮转化为化合态的氮的过程

（1）雷电固氮：

在放电条件下，氮气与氧气可直接化合成无色的一氧化氮气体。生成的一氧化氮常温下与氧气化合成红棕色的二氧化氮气体，二氧化氮溶于水生成硝酸。硝酸随雨水降落，与土壤里的碳酸盐等作用转变为易被作物吸收的硝酸盐。故农谚有“雷雨发庄稼”一说。过程中反应的化学方程式为：___________________________________________。

（2）生物固氮：豆科植物根部的根瘤菌将N2转化为含氮化合物。

（3）工业固氮：

N2＋3H22NH3；

生成的氨气用以制取氨态氮肥或硝酸

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

写出有关化学方程式：

①3Mg＋N2Mg3N2；

②N2＋3H22NH3；

③N2＋O22NO。

核心知识点二：

二、一氧化氮和二氧化氮

1. NO与NO2性质的比较

【注意】①验证某无色气体为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。

2. 氮氧化物与O2、H2O的反应

①NO和O2通入水中

由2NO＋O2＝2NO2和3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO得总反应为4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3

②NO2和O2混合气体通入水中

由3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO和2NO＋O2＝2NO2得总反应为4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3

核心知识点一：

氮及其化合物的转化关系如图所示。

则下列说法不正确的是（）

A. 路线①②③是工业生产硝酸的主要途径

B. 路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径

C. 上述所有标号的反应都是氧化还原反应

D. 氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2

【答案】D

【解析】氮气和氧气在放电或高温条件下反应生成NO，NO与O2反应生成NO2，氮气与氧气不能直接生成NO2。

【考点】氮的固定

一定条件下，含氮元素的物质可发生如图所示的循环转化。

回答下列问题：

（1）氮的原子结构示意图为______________。

（2）图中属于“氮的固定”的是__________（填字母，下同）；转化过程中发生非氧化还原反应的是________。

（3）若“反应h”是在NO2和H2O的作用下实现，则该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为__________。

与Zn的作用实现，则该反应的离子方程式为（4）若“反应i”是在酸性条件下由NO-

3

_________________。

【答案】（1）（2）k和c a和l（3）2∶1

＋10H＋＝4Zn2＋＋N2O↑＋5H2O

（4）4Zn＋2NO-

3

【解析】（1）N位于第二周期ⅤA族，其原子结构示意图为。

（2）氮的固定是游离态的氮转化为化合态的氮，根据循环图可知，属于氮的固定的是k和c；发生非氧化还原反应，说明反应前后各元素化合价没有发生变化，则属于非氧化还原反应的是a和l。

（3）反应h的化学方程式为3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO，HNO3是氧化产物，NO是还原产物，因此氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶1。

―→Zn2＋＋N2O↑＋H2O，根据电荷守恒、得失电子守恒（4）根据信息，Zn＋H＋＋NO-

3

＋10H＋＝4Zn2＋＋N2O↑＋5H2O。

以及原子守恒得离子方程式为4Zn＋2NO-

3

【考点】氮气的固定

核心知识点二：

将盛有12 mL NO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2 mL 无色气体，则原混合气体中O2的体积和剩余的2 mL气体分别是（）

A. 1. 2 mL，NO

B. 2. 4 mL，O2

C. 3. 5 mL，O2

D. 4 mL，NO

【答案】A

【解析】解题依据的化学反应原理为 4NO 2＋O 2＋2H 2O ＝4HNO 3 3NO 2＋H 2O ＝2HNO 3＋NO

设O 2的体积为x 。剩余的气体有两种可能： ①若剩O 2，则V 剩＝x －

4

1

（12 mL －x ）＝2 mL ， 解得x ＝4 mL ，选项B 、C 不正确。 ②若剩NO ，则V 剩＝

3

1

[（12 mL －x ）－4x ]＝2 mL ， 解得x ＝1. 2 mL ，选项D 不正确。 【考点】氮氧化合物与氧气反应计算

木炭与浓硫酸共热产生的气体X 和铜与浓硝酸反应产生的气体Y 同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中（如图装置），下列有关说法不正确的是（ ）

A. 在Z 导管口有红棕色气体出现

B. 从Z 导管出来的气体中有二氧化碳

C. 洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡

D. 洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡 【答案】D

【解析】木炭与浓硫酸共热产生的X 气体为CO 2和SO 2的混合气体，铜与浓硝酸反应产生的Y 气体是NO 2，洗气瓶中发生反应SO 2+H 2O+NO 2 ＝ H 2SO 4 + NO ，故洗气瓶中产生的是硫酸钡沉淀，Z 处逸出的气体中有CO 2和NO 。反应生成的NO 在乙导管口与空气中的氧气反应生成红棕色的NO 2，故A 正确；因CO 2不与氯化钡溶液反应，从导管中逸出，则Z 导管出来的气体中含有二氧化碳，故B 正确、D 错误；因为发生反应SO 2+H 2O+NO 2＝H 2SO 4+NO ，H 2SO 4能与BaCl 2反应生成BaSO 4，所以洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡，故C 正确。

【考点】氮及其化合物的性质