2007-12-《氮的氧化物》

《氮的氧化物》

【高考考点】掌握NO 和NO 2的重要性质及NO 、NO 2与O 2的混合气体溶于水的计算。

【知识要点】

一、一氧化氮（NO ）

1．物理性质： 。

2．化学性质：

⑴与O 2的反应： 。⑵有毒（与 结合，与 相同）

3．制法：⑴工业制法： ⑵实验室制法：

注：NO 能否用排空气法来收集？为什么？

二、二氧化氮（NO 2）

1．物理性质： 。

2．化学性质：

⑴与水反应： 。⑵与N 2O 4的转化： 。 ⑶强氧化性：

①遇淀粉KI 溶液变蓝(与溴蒸气比较)；②与 等还原性气体不能共存。 ③其它反应：

注：a ．Br 2蒸气与NO 2气体如何区别？ b ．NO 2是否是硝酸的酸酐？

3．实验室制法：

⑴反应原理： 。 ⑵收集方法： 。

三、氮的其它氧化物（N 2O 、N 2O 3、N 2O 4（物性、与NO 2的相互转化）、N 2O 5） 四、有关NO 、NO 2和O 2的混合气体与水反应的计算：

注意得失电子守恒在解题中的运用。

组合类型 反应原理

NO 2、N 2；NO 2、NO 组合 3NO 2＋H 2O ＝2HNO 3＋NO

NO 、O 2组合 2NO ＋O 2＝2NO 2 3NO 2＋H 2O ＝2HNO 3＋NO

即无论NO 或O 2过量均为：4NO ＋3O 2＋2H 2O ＝4HNO 3

NO 2、O 2组合 3NO 2＋H 2O ＝2HNO 3＋NO 2NO ＋O 2＝2NO 2

若O 2过量：4NO 2＋O 2＋2H 2O ＝4HNO 3

若NO 2过量：先讨论4NO 2＋O 2＋2H 2O ＝4HNO 3

后讨论3NO 2＋H 2O ＝2HNO 3＋NO

NO 、NO 2、O 2组合

由2NO ＋O 2＝2NO 2 3NO 2＋H 2O ＝2HNO 3＋NO 可得：

4NO ＋3O 2＋2H 2O ＝4HNO 3 4NO 2＋O 2＋2H 2O ＝4HNO 3

也可得：aNO+bNO 2+(3a/4+b/4)O 2+(a+b)/2H 2O=(a+b)HNO 3

特别地：a ＝b NO ＋NO 2＋O 2＋H 2O ＝2HNO 3

【高考试题】

1．以下气体因与人体血液中血红蛋白质作用而引起中毒的是

A ．NO

B ．CO

C ．NH 3

D ．Cl 2

2．下列气体不会造成大气污染的是

A ．二氧化硫

B ．氮气

C ．一氧化碳

D ．一氧化氮

3．在体积为VL 的 密闭容器中通入a mol NO 和b mol O 2，反应后容器内氮原子数和氧原子数之比为

A ．a/b

B ．a/2b

C ．a/(a ＋2b)

D ．a/2(a ＋b)

4．Murad 等三位教授最早提出NO 分子在人体内有独特功能，近年来此领域研究有很大发展，因此这三位教授荣获1998年诺贝尔医学奖及生理学奖。关于NO 的下列叙述不正确的是

A ．NO 可以是某些含低价N 物质的氧化产物

B ．NO 不是亚硝酸酸酐

C ．NO 可以是某些高价N 物质的还原产物

D ．NO 是红棕色气体

5．上世纪80年代后期人们逐渐认识到，NO 在人体内起着多方面的重要生理作用。下列关于NO 的说法不正确的是

A ．NO 分子中有极性共价键

B ．NO 是造成光化学烟雾的因素之一

C ．NO 是汽车尾气的有害成分之一

D ．NO 分子所含电子总数为偶数

6．同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体，它们是①NO 和NO 2，②NO 2和O 2，③NH 3和N 2。现将3支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V 1、V 2、V 3，则下列关系正确的是

A ．V 1＞V 2＞V 3

B ．V 1＞V 3＞V 2

C ．V 2＞V 3＞V 1

D ．V 3＞V 1＞V 2

7．右图为装有活塞的密闭容器，内盛22.4L 的NO ，若通入11.2L O 2（气体体积均在标准状况下测定）保持温度和压强不变 ，则容器内的密度

A ．等于1.369g/L

B ．等于2.054g/L

C ．在1.369g/L 和2.054g/L 之间

D ．大于2.054g/L

8．用仪器A 、B 和胶管组成装置收集NO 气体（①仪器A 已经气密性检查；②除水外不能选用其他试剂）。

正确的操作步骤是：

。

9．在硝酸生产过程中所排放出来的废气中含有NO 和NO 2，它们污染环境，现用氨催化还原法将它们转化为无毒气体（填名称） 直接排入空气中。写出有关反应方程式： ， 。

假设NO 和NO 2物质的量之比恰好为1∶1，则两者的混合物相当于一种酸酐。写出由烧碱溶液吸收这种混合物的化学方程式： 。

NO

10．硝酸工业生产中的尾气可用纯碱溶液吸收，有关的化学反应为：

2NO2 + Na2CO3→ NaNO2 + NaNO3 + CO2↑①

NO + NO2 + Na2CO3→ 2NaNO2 + CO2↑②

⑴根据反应①，每产生22.4L（标准状况下）CO2，吸收液质量将增加g。

⑵配制1000g质量分数为21.2%的纯碱吸收液，需Na2CO3·10H2O多少g？

⑶现有1000g质量分数为21.2%的纯碱吸收液，吸收硝酸工业尾气，每产生22.4L（标准状况）CO2时，吸收液质量就增加44g。

①计算吸收液中NaNO2和NaNO3物质的量之比。

② 1000g质量分数为21.2%的纯碱在20℃经充分吸收硝酸工业尾气后，蒸发掉688g H2O，冷却到0℃，最多可析出NaNO2多少g？（0℃时，NaNO2的溶解度为71.2g/100g H2O）

【巩固练习】

1．在一定温度和压强下，将盛有N2和NO2和混合气体的试管倒立于水中，经足够长的时间后，试管内气体的体积缩小到原来的3/5，则原混合气体中N2和NO2的体积比为A．1∶1 B．1∶2 C．3∶2 D．2∶3

2．在一定条件下，将充满NO2和O2的试管倒立于水槽中，充分反应后，剩余气体体积为原来混合气体体积的1/8，则原混合气体中NO2和O2的体积比是

A．8∶1 B．7∶1 C．4∶1 D．7∶3

3．将容积为18 mL 的试管盛满水倒立于水槽中，然后通入6 mL NO2，6 mL NO，8 mL O2，充分反应后，最终试管内剩余气体

A．16mL B．12mL C．4mL D．2mL

4．NO和NO2的混合气体，在标况下的密度为1.875 g?L－1，将盛满此气体的试管倒立于水槽中，到水位不再上升为止，剩余气体的体积为原来气体的

A．1/2 B．1/3 C．1/4 D．1/5

5．在3支相同的试管中分别装有按相同体积混合的NO和NO2、NO2和O2、NO和O2。

现将这3支试管倒立于水槽中，充分反应后，水面上升高度的关系

A．h1＝h2＝h3B．h3＞h2＞h1C．h1＞h2＞h3D．h2＞h3＞h1 6．将盛有一定量O2和40 mL NO2混合气体的试管倒立于水中，充分反应后，剩余10mL 气体，则O2的体积是

A．2.5mL B．7.5 mL C．20 mL D．40 mL

7．装有1体积O2和NO2组成的混合气体的集气瓶倒立于无O2的蒸馏水中，至水面不再上升时，测得瓶内气体的体积缩小为1/4，则原混合气体中NO2的体积分数为A．60％B．45％C．80％D．95％

8．将20 mL NO和50 mL NO2组成的混合气体，缓缓通过足量的NaOH溶液（设气体和溶液充分接触）后，最后剩余气体的体积为

A．20 mL B．30 mL C．10 mL D．0

9．在标况下，将盛满NO、NO2、O2的混合气体的集气瓶，倒置于水中，完全溶解，无气体剩余，设其产物不扩散，则所得溶液的物质的量浓度（mol·L－1）数值大小范围为A．0＜c＜1/22.4 B．1/39.2＜c＜1/28 C．1/28＜c＜1/22.4 D．1/39.2＜c＜1/22.4 10．将相同条件下的a mL NO、b mL NO2、x mL O2混合于同一试管里，将试管倒插入水中，充分反应后溶液充满整个试管，则下列关系式正确的是

A．x = (a＋b)/2 B．x = (2a＋b)/3

C．x = (3a＋b)/4 D．x = (4a＋b)/5

11．把x mL CO2通入足量的Na2O2后，再与y mL NO混合，x与y之和为30，设充分反应后气体的体积缩小为15 mL，则x与y的比值为

①1∶1 ②2∶1 ③5∶4 ④7∶5

A．①B．②C．①②D．①②③④12．相同状况下，体积相同的三个烧瓶中分别盛NH3、HCl和NO2气体，分别倒立于水槽中，充分溶解后烧瓶内三种溶液的物质的量浓度之比为（设烧瓶内液体未扩散到水槽中）A．1∶1∶1 B．2∶2∶3 C．3∶3∶2 D．2∶2∶1

13．硝酸尾气处理的反应原理如下：

2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O；NO2 + NO + 2NaOH = 2NaNO2 + H2O

下列气体中不可能被过量NaOH溶液完全吸收的是

A．1 mol O2和4 mol NO2B．1 mol NO和4 mol NO2

C．1 mol O2和4 mol NO D．4 mol NO和1 mol NO2

14．在标况下，将O2和NO按3∶4的体积比充满一个干燥烧瓶，将烧瓶倒置于水中，瓶内液面逐渐上升后，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

15．在一定温度和压强下，将一支容积为15mL的试管充满NO2后，倒置于一个盛满水的

水槽中，当试管内液面上升到一定高度不再变化时，在相同条件下再通入O2。若要使试管内液面仍保持在原高度，则通入的氧气的体积为

A．3.75 mL B．7.5 mL C．8.75 mL D．10.5 mL

16．标况下，在三个干燥烧瓶内，分别装有一瓶干燥氨气，一瓶含一半空气的氯化氢和一瓶NO2与O2的混合气体（体积比V(NO2)∶V(O2)＝4∶1），然后分别进行喷泉实验，则三个烧瓶中所得溶液的物质的量浓度之比为

A．2∶1∶2 B．5∶5∶4 C．1∶1∶1 D．无法确定

17．A气体（Cl2和NO2混合）和B气体（SO2和O2混合）的平均式量分别是51和48，将A、B混合后通入盛满水的倒立在水槽中的试管中，反应后试管内气体无剩余，则A、B的体积之为

A．5∶2 B．1∶2 C．1∶1 D．4∶1

18．含1 mol CO、1 mol NH3和1 mol NO的气体混合物，某实验室的工作者拟通过以下实验，从其中分离出纯净干燥的CO气体。

①通过烧碱溶液②通过浓硫酸③加入0.5 mol O2

正确操作顺序是

A．②③①B．③①②C．②①③D．③②①

19．某烧瓶内气体呈红棕色，加入足量水，盖上玻璃片振荡，得棕色溶液，气体颜色消失，

再打开玻璃片后，瓶中气体又变为红棕色，该气体可能是下列混合气体中的A．N2、NO2、Br2B．NO2、NO、N2C．NO2、O2、NO D．N2、O2、Br2

20．将V mL NO和NO2的混合气体通过水吸收后得到a mL无色气体A，将此无色气体A 与等体积氧气混合，再通过水充分吸收后，收集到5 mL无色气体B。

⑴A气体是，B气体是。

⑵A气体的体积是mL。

⑶V值的范围是。

21．一无色气体可能由CO2、HCl、NH3、NO2、NO、H2中的一种或几种组成，将此无色气体通过盛有浓硫酸的洗气瓶，发现气体体积减少一部分。继续通过装有固体Na2O2的干燥管，发现从干燥管出气口导出的气体显红棕色，再将该气体通入盛满水的倒立于水槽中的试管内，最后试管内仍然为一满试管液体。

由此可以推断原混合气体中一定有气体；一定不会有气体，由最终结果可知原气体中和的体积比是。

22．把20mLNO和NO2的混合气体，与10mLO2同时通入倒立于水中且盛满水的试管中，经充分反应后，试管内还剩余气体2mL，则原混合气体中NO2的体积可能是多少？

23．NO分子因污染空气而臭名昭著。近年来，发现少量的NO在生物体内许多组织中存在，它有扩张血管、免疫，增强记忆的功能，而成为当前生命和科学的研究的热点，NO 也称为“明星分子”。请回答下列问题：

⑴下列关于NO的说法正确的是

A．NO不能用排空气法收集B．汽车尾气中含有一定量的NO

C．NO是破坏臭氧层的污染物之一D．NO能与人体血红蛋白结合

⑵在含Cu＋离子的酶的活化中心中，亚硝酸根离子可转化为NO；写出Cu＋和亚硝酸根离子在酸性水溶液中反应的离子方程式：。

⑶在常温下，把NO气体压缩到100个大气压，在一个体积固定的容器里加热到50℃，发现气体的压力迅速下降，压力降至略小于原压力2/3就不再改变，已知其中一种产物为N2O，写出上述变化的化学方程式：。

⑷解释问题⑶中为什么最后的压强总小于原压强的2/3？

24．在一支10 mL的试管中充满NO2和O2，将其倒立于盛满水的水槽中，若以y(mL)表示完全反应后试管内剩余气体的体积，x(mL)表示原混合气体中NO2的体积。

⑴填表：

x的取值范围y＝f (x)

①当O2过量时

②当NO2过量时

⑵在坐标图上绘出y＝f (x)的曲线。

⑶当x＝5时，试求所得气体的体积。

⑷当y＝2.5时，试求原混合气体各成分的体积。

《氮的氧化物》参考答案

【高考试题】

1．AB 2．B 3．C 4．D 5．D 6．B 7．D

8．在A 中加满水，盖紧瓶塞，用胶管连接b 和c 接口，由a 导入NO 气体，水通过b 和c 排入B 中。

9．氮气 6NO + 4NH 3 = 5N 2 + 6H 2O 6NO 2 + 8NH 3 = 7N 2 + 12H 2O NO 2 + NO + 2NaOH = 2NaNO 2 + H 2O 10．⑴48

⑵m(Na 2CO 3·10H 2O) = 572g

⑶①2NO 2 + Na 2CO 3 = NaNO 2 + NaNO 3 + CO 2↑

△m = 48g NO + NO 2 + Na 2CO 3 = 2NaNO 2 + CO 2↑ △m = 32g

设由NO 2与纯碱反应产生的CO 2为amol ， 由NO 和NO 2与纯碱反应产生的CO 2为bmol

???a + b =148a + 32b = 44 ???a = 0.75mol b = 0.25mol

n(NaNO 2):n(NaNO 3) = 5:3

②设生成的n(NaNO 2)为5x mol ，n(NaNO 3)为3x mol ，据Na +守恒：5x + 3x = 4，x = 0.5 m (NaNO 2) = 172.5g ，m (H 2O)余 = 1000×78.8% - 688 = 100g

析出：m (NaNO 2)(最大)=172.5 – 71.2 = 101.3g

【巩固练习】

1．B 2．BD 3．D 4．A 5．B 6．AC 7．AD 8．D 9．B 10．C 11．D 12．A 13．D 14．C

15．C 16．B 17．A 18．B 19．A

20．⑴NO O 2

⑵20

⑶20＜V ＜60

21．CO 2、NO 、NH 3 H 2、NO 2、HCl NO CO 2 2:3

22．7mL 或14mL