高一化学 一氧化氮和二氧化氮

4.试根据上述讨论完成下表：
1．关于氮气的性质的说法中正确的是( ) A．通常情况下，氮气性质很活泼 B．可在氧气中燃烧，生成NO C．通常情况下，在水中溶解度较大 D．跟氢气在一定条件下发生反应，氮气是氧化剂 【解析】选D。氮气分子中含有N≡N键，通常情况下氮气的 化学性质稳定；在高压放电的情况下会与氧气反应；难溶 于水。
1.结合NO和 NO2的性质，试分析实验室制取两种气体时应 该分别如何收集？ 提示：NO能够与氧气反应，应该用排水法收集；NO2能够与 水反应，且密度比空气大，应该用向上排空气法收集。
2.NO和CO均为无色无味的有毒气体，若两个集气瓶中分别 盛有上述两种气体，如何较快地鉴别？ 提示：通常状况下，CO不与氧气反应，而NO能够与氧气反 应生成红棕色的NO2。所以，在通风橱中打开集气瓶塞，瓶 口出现红棕色的是NO。
3．试根据氮及其化合物间的相互转化分析俗语“雷雨发庄
稼”的化学原理。
提示：在空气中发生如下化学反应：N2+O2 =放==电= 2NO、
2NO+O2 ==== 2NO2、3NO2+H2O ==== 2HNO3+NO，生成的硝酸 随雨水降到地表，与地面的矿物质发生反应，形成被植物
吸收的硝酸盐，促进植物的生长。
4．在NO2和H2O的反应中，NO2( ) A．是氧化剂 B．是还原剂 C．既是氧化剂又是还原剂 D．既不是氧化剂又不是还原剂 【解析】选C。通过分析NO2和H2O反应的化学方程式 3NO2+H2O ==== 2HNO3+NO中氮元素化合价的变化，发现氮元 素的化合价既降低又升高，因此NO2既是氧化剂又是还原剂。
应容器内氮原子和氧原子个数比为( )
A. a B. a
b
2b
C. a
D. a
a+2b
2(a+b)
【解析】选C。反应前后氮原子守恒，氧原子守恒，氮原子
为a mol，氧原子为（a+2b）mol。
【举一反三】同温同压下相同体积的两个容器a和b,a 中为NO，b中为N2和O2。 （1）a与b中分子数是否相等？（2）a与b中气体质量是否 相等？ 提示：（1）由阿伏加德罗定律知a与b分子数相等。 （2）因b中N2和O2的个数比不确定，所以a与b中气体的质量 可能相等，也可能不相等。
（（23））26NNOO+2+28CNOH3=催剂===一=化===定==N条=2+=件27CNO22+12H2O
8.（12分）将10 mL充满NO2和O2的混合气体的试管倒置在 水槽中，反应停止后试管内剩余2 mL的无色气体，求原混
合气体中NO2和O2各多少毫升。 【解析】（1）若剩余的是NO，可以看成先发生了反应
4NO2+O2+2H2O ==== 4HNO3。剩余的NO2又与水作用，最终有
2 mL NO产生。由反应3NO2+H2O ==== 2HNO3+NO得剩余的NO2
体积为2 mL×3=6 mL。则原有O2的体积为（10 mL-6 mL）
× 1 =0.8
4+1
mL,NO2体积为10
mL-0.8
mL=9.2
(3)向上排空气法
一、选择题（本题包括6小题，每小题4分，共24分） 1.如图是化学实验常用装置之一,若气体从右管进入，可用 来收集的无色气体是( )
A．NO
B.NO2
C.CO
D.CO2
【解析】选D。据图可知该气体的密度比空气的密度大且是
无色气体，故只有CO2符合。
2.在体积V L的密闭容器中通入a mol NO，b mol O2后，反
【解析】选C。NO是无色难溶于水的气体，NO不与碱反应， 不是酸性氧化物，故A项错误；NO2与水反应：3NO2+H2O ==== 2HNO3+NO，N2和O2反应生成NO，故B项错误；NO和O2发 生反应：2NO+O2 ==== 2NO2，NO2与H2O反应生成NO，故C项 正确；NO与NO2都不是单质，故不可能是同素异形体，D项 错误。
6．（郑州高一检测）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，经足够长的时间后，试管内
气体的体积缩小为原体积的一半，则原混合气体中氮气与
二氧化氮的体积比为( )
A．1∶1
B．1∶2
C．1∶3
D．3∶1
【解析】选C。假设试管中V(N2)=x L，V(NO2)=y L；根据 化学方程式3NO2＋H2O ==== 2HNO3＋NO以及题意可列出下列 方程(x+y/3)/(x+y)=1/2，解方程得到x∶y=1∶3。
9.2 mL和0.8 mL。（2）若剩余的是O2，则NO2和O2的体积分
别为6.4 mL和3.6 mL。
【规律方法】氮的氧化物与O2、H2O反应的分析方法 （1）“4NO2+O2”和“4NO+3O2”从组成上均相当于“2N2O5” 的组成，也就是两种情况均可利用混合气体中的N、O原子
5．某同学收集了一集气瓶红棕色气体，用玻璃片盖好，然 后向其中加入少量水，振荡后变为无色，然后轻轻移开玻 璃片使少量空气进入瓶内，气体又变为红棕色。 （1）集气瓶内红棕色气体是：____________________。 （2）气体颜色变化的原因是：____________________； 有关的化学方程式是：___________________________。 （3）在收集该红棕色气体时用____________________。
二、非选择题（本题包括2小题，共26分） 7.（14分）（福州高一检测）氮氧化物进入大气后，不仅 会形成硝酸型酸雨，还能形成光化学烟雾，因此必须对含 有氮氧化物的废气进行处理。 （1）用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的 化学方程式如下： 2NO2+2NO+4NaOH ==== 4NaNO2+2H2O ①, 2NO2+2NaOH ==== NaNO2+NaNO3+H2O ②， 在反应①中，氧化剂是_____，还原剂是_____。在反应② 中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为______。
例题 无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、N2中的几 种，将一定量的甲气体经过下图实验的处理，结果得到酸 性溶液，而几乎无气体剩余，则甲气体的组成为
A.NO2、N2 C.NO2、CO2
B.NO、CO2 D.NO、CO2、N2
【规范解答】选B。混合气体为无色，一定不含NO2，通过 足量的过氧化钠时，气体显红棕色，说明气体中一定含有 NO和CO2，CO2与过氧化钠生成的O2与NO反应生成红棕色的 NO2，最后通入水槽中时气体全部被吸收，说明甲气体中无 N2。
（2）汽车尾气中含有CO和NO，消除这两种物质对大气的污 染的方法是安装催化转化器，使它们发生反应生成N2和CO2， 该反应的化学方程式为___________________。 （3）在一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染 的物质。写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方 程式：_________________。
mL。
（2）若剩余的是O2，则有10 mL-2 mL=8 mL NO2和O2的混合
气体按4NO2+O2+2H2O ==== 4HNO3进行。所以NO2的体积为
8 mL× 4
1+4
=6.4 mL，O2的体积为10 mL-6.4 mL=3.6 mL。
答案：（1）若剩余的是NO，则NO2和O2的体积分别为
1.无色气体接触空气后变为红棕色，则无色气体一定为NO， 可以作为NO的判断依据。 2.NO2与O2的混合气体若与水反应后无气体剩余，发生的反 应3NO2+H2O ==== 2HNO3+NO、2NO+O2 ==== 2NO2可以总写为 4NO2+O2+2H2O ==== 4HNO3。
氮的氧化物与O2的混合物溶于水的相关计算 NO和NO2是两种重要的氮的氧化物，是工业制取硝酸的中间 产物。最大程度地吸收氮的氧化物可以充分利用原料，并 减少污染物的排放。结合NO和NO2的性质探究以下问题。 探究： 1.把一支充满NO2气体的试管倒置在水槽中充分反应后，水 能否充满试管？ 提示：NO2与水反应的化学方程式为3NO2+H2O ==== 2HNO3+ NO，由此可知最后水只能充满整个试管的2/3。
【解析】（1）在反应①中NO2中的氮元素化合价降低，作 氧化剂，NO中氮元素化合价升高，作还原剂；在反应②中 氧化剂和还原剂都是NO2，它们的物质的量之比为1∶1。 （2）根据质量守恒定律结合题目信息可知，一氧化氮与一 氧化碳反应后生成的对大气无污染的物质应为氮气和二氧 化碳。（3）根据质量守恒定律结合题目信息可知，氨气和 二氧化氮反应后生成的无污染的物质为氮气和水。 答案：（1）NO2 NO 1∶1
2.把一支充满NO2和O2的试管倒置在水槽中充分反应后，若 水充满试管，NO2和O2的量应满足什么关系？ 提示：根据反应：3NO2+H2O ==== 2HNO3+NO,2NO+O2 ==== 2NO2可得4NO2+2H2O+O2 ==== 4HNO3；即当NO2与O2体积比为 4∶1时水可充满试管。 3.如果向一支充满NO的试管中充O2，应满足什么条件水才 能充满试管？ 提示：结合反应2NO+O2 ==== 2NO2,3NO2+H2O ==== 2HNO3+ NO知4NO+3O2+2H2O ==== 4HNO3。所以当NO和O2体积比为 4∶3时水可充满试管。
【解析】在中学阶段常见的红棕色气体有NO2和溴（Br2）蒸 气，能产生题干所述现象的是NO2，由于NO2的密度比空气大， 应用向上排空气法收集。
答案:(1)NO2 (2)NO2与H2O反应生成无色NO，NO遇空气中的 O2，与之发生反应生成红棕色的NO2 3NO2+H2O ==== 2HNO3+NO、2NO+O2 ==== 2NO2