《2024年步步高大一轮复习讲义高中化学人教版》

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$N_2O$、______、$N_2O_3$、$NO_2$(或______)、$N_2O_5$，其中属于酸性氧化物的是$N_2O_3$、________。
(2)$NO$和$NO_2$的比较

答案：
(1)$NO$ $N_{2}O_{4}$ $N_{2}O_{5}$
(2)红棕色、有刺激性气味的气体 不 易 $2NO + O_{2}\xlongequal{\;\;}2NO_{2}$

[思考] 已知液溴极易汽化成红棕色的溴蒸气，你能设计哪些简单的实验鉴别二氧化氮和溴蒸气。
______________________________

答案： 方案一 将气体分别溶于盛有少量有机溶剂(如苯、四氯化碳)的试管中，溶液变橙红色的是溴蒸气，无变化的是$NO_{2}$。
方案二 将气体分别通入盛有少量水的试管中，溶液变黄的是溴蒸气，无明显现象的是$NO_{2}$。
方案三 将气体分别通入盛有少量硝酸银溶液的试管中，产生淡黄色沉淀的是溴蒸气，无明显现象的是$NO_{2}$。

4. 氮氧化物对环境的影响
氮氧化物的污染
$NO_x$在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾
硝酸型酸雨——$NO_x$排入大气中后，与水反应生成$HNO_3$和$HNO_2$，随雨雪降到地面
破坏臭氧层——$NO_2$可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加

答案： 光化学烟雾

易错辨析
1. 固氮反应一定属于氧化还原反应 ( )
2. $N_2$与$O_2$在放电条件下直接化合成$NO_2$( )
3. 可用$NO_2$与水反应制取硝酸，故$NO_2$是酸性氧化物 ( )
4. $NO_2$通入$FeSO_4$溶液中始终无明显现象 ( )
5. 高温、高压、催化剂条件下氮气与氢气反应时，氮气作还原剂 ( )
6. $NO_2$溶于水时，$NO_2$是氧化剂，水是还原剂( )
7. $NO$易溶于水，所以只能用排空气法收集 ( )
8. 将$NH_3$在一定条件下转化为尿素属于氮的固定 ( )

答案： √
@@×
@@×
@@×
@@×
@@×
@@×
@@×

一、氮在自然界中循环图的理解
1. 自然界中氮的循环如图所示。下列说法不正确的是 （ ）

A. 工业合成氨属于人工固氮
B. 雷电作用下$N_2$与$O_2$发生了化学反应
C. 在氮的循环中不涉及氧化还原反应
D. 含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化

答案： C

2. (2023·济南高三模拟)下列关于自然界中氮循环(如图)的说法错误的是 （ ）

A. ①和②均属于氮的固定
B. 氢、氧元素也参与了自然界中的氮循环
C. ④中每生成1 mol $NO_3^-$，消耗2 mol $O_2$
D. ③和⑤过程中氮元素分别被还原和氧化

答案： D [反应①将$N_{2}$转化为$NO$，属于氮的固定，反应②属于植物固氮，A正确；由图示知，氮循环过程中涉及氢、氧元素，B正确；反应④是$O_{2}$将$NH_{3}$氧化为$NO_{3}^{-}$，$N$元素化合价由 - 3价升高到 + 5价，即生成$1\ mol\ NO_{3}^{-}$失去$8\ mol$电子，根据得失电子守恒可知每生成$1\ mol\ NO_{3}^{-}$需要消耗$2\ mol\ O_{2}$，C正确；反应③中$NO$被氧化为$NO_{3}^{-}$，反应⑤中$NO_{3}^{-}$被还原为$N_{2}$，D错误。]

二、氮氧化物溶于水问题分析
3. $NO$、$NO_2$产生酸雨的过程可表示为
$NO$ $\xrightarrow{O_2①}$ $NO_2$ $\xrightarrow{H_2O②}$ $HNO_3$
(1)写出该循环中两步反应的化学方程式：
①______________________________；
②______________________________。
(2)分别写出$NO$或$NO_2$与$O_2$、$H_2O$恰好反应完全转化为$HNO_3$的总化学方程式：__________，______________________________。
(3)将盛有12 mL $NO_2$和$O_2$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。
①若剩余的气体是__________，则$NO_2$、$O_2$的体积分别是__________________。
②若剩余的气体是__________，则$NO_2$、$O_2$的体积分别是__________________。

答案：
(1)①$2NO + O_{2}\xlongequal{\;\;}2NO_{2}$ ②$3NO_{2} + H_{2}O\xlongequal{\;\;}2HNO_{3} + NO$
(2)$4NO + 3O_{2} + 2H_{2}O\xlongequal{\;\;}4HNO_{3}$ $4NO_{2} + O_{2} + 2H_{2}O\xlongequal{\;\;}4HNO_{3}$
(3)①$O_{2}$ $8\ mL$、$4\ mL$ ②$NO$ $10.8\ mL$、$1.2\ mL$