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4.2.1《N2、NO、NO2的主要性质》1．下列叙述中正确的是()A．N2既可以和O2反应，又可以和H2反应，因此N2的化学性质很活泼B．在NO2和H2O的反应中，NO2是还原剂，H2O是氧化剂C．雷雨时，发生氮的固定变化可增加土壤中硝酸盐类氮肥的含量D．NO可用向上排空气法收集【解析】在通常情况下，N2的化学性质不活泼；在3NO2＋H2O===2HNO3＋NO反应中，NO2既是还原剂又是氧化剂；NO用排水法收集。【答案】C2．下列关于实验室收集NO和NO2气体的方法中，正确的是()A．都是排水法B．都用向上排空气法C．NO用向上排空气法，NO2用排水法D．NO用排水法，NO2用向上排空气法【解析】NO易与O2反应，所以NO不能用排空气法收集，只能用排水法；NO2可与H2O反应，所以不能用排水法收集，只能用向上排空气法。【答案】D3．据估计，高空大气中的O2吸收紫外线可生成臭氧，臭氧可分解：O32＋O。臭氧与大气污染物之一的NO发生反应：NO＋O32＋O2，NO2＋O===NO＋O2，纵观这些反应可以看出NO是作()A．氧化剂B．还原剂C．催化剂D．干燥剂【解析】分析题给两个反应，发现NO在反应前后不变，所以NO是催化剂。【答案】C4．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说法错误的是()A．NO是具有刺激性的红棕色气体B．NO是汽车尾气的有害成分之一C．NO在人体的血管系统内具有传送信号的功能D．NO能够与人体血红蛋白结合，造成人体缺氧中毒【解析】NO在生物体内许多组织中存在，它有扩张血管、提高免疫、增强记忆的功能，而成为当前生命科学的研究热点，被称为“明星分子”。NO为无色气体，NO2才是红棕色气体。【答案】A5．在NO2被水吸收的反应中，发生还原反应的物质和发生氧化反应的物质的质量比为()A．：1B．：3C．：2D．：1【解析】3NO2＋H2O===2HNO3＋NO,3molNO2中，有2mol氮的价态升高，1mol氮的价态降低，所以发生还原反应的NO2与发生氧化反应的NO2的物质的质量比为。【答案】C6．发射宇宙飞船的运载火箭的推进剂引燃后，产生大量的高温气体从尾部喷出，该气体的主要成分是CO2、H2O、N2、NO等，在发射现场可看到火箭尾部产生大量红色气体，其原因是()A．高温下N2遇空气生成NO2B．NO遇空气生成NO2C．CO2与NO反应生成CO和NO2D．NO与H2O反应生成H2和NO2【解析】2NO＋O2===2NO2(红棕色)。【答案】B7．将一个盛有NO2的试管倒置在盛有水的水槽中，观察到试管中的气体颜色________，同时试管中的液面________，最终试管中的液面大约停在了试管的________处。若实验是在标准状况下完成，且进入试管中的溶液不向外扩散，则所得溶液的物质的量浓度为________。【解析】发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NO2为红棕色气体，NO是无色气体，此反应发生使气体的颜色变浅，试管内气体压强减小，液面上升至2/3处(余1/3)。设试管的体积为V，则所得硝酸溶液的物质的量浓度为：c＝23V÷22.4L/mol2/3V＝122.4mol/L。【答案】变浅上升2/3体积122.4mol/L8．在新疆与青海两省区交界处有一狭长山谷，当地牧民经常遇到在风和日丽的晴天顷刻间电闪雷鸣、狂风大作的情况，人畜皆遭雷击而倒毙。奇怪的是这里牧草茂盛，四季常青，被当地牧民称为“魔鬼谷”。请问，通过氮族元素的学习，你能回答“魔鬼谷”为什么牧草茂盛，四季常青吗？请用化学方程式表示：________________________。【解析】联想空气中N2、O2在闪电下能发生的一系列反应，答案可想而知。【答案】N2＋O2=====放电2NO；2NO＋O2===2NO2；3NO2＋H2O===2HNO3＋NO知识点2氮氧化物的来源、危害和防治9．环保部门每天通过新闻媒体向社会发布以污染物浓度为标准确定空气质量的信息。这些污染物是()A．二氧化硫、氮氧化物、悬浮粒子B．二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳C．二氧化碳、氮氧化物、悬浮粒子D．稀有气体、氮氧化物、悬浮粒子【解析】二氧化硫、氮氧化物、悬浮粒子是空气质量好坏的信息(注意CO2不是)。【答案】A10．选用下列物质填空(填序号)：①二氧化碳②二氧化硫③氮氧化物④氟里昂(1)会破坏臭氧层的物质是________；(2)过量会导致温室效应加剧的物质是________；(3)造成酸雨的物质是________；(4)导致光化学烟雾的物质是________。【答案】(1)③④(2)①(3)②③(4)③知识点3有关氮的氧化物和氧气共同溶于水的计算11．在一定条件下，将等体积的NO和O2的混合气体置于试管中，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积约为原气体总体积的几分之几？【解析】根据反应2NO＋O2===2NO2和反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO得到总反应式：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，根据该反应知试管中最后剩余O2的体积约为试管容积的12×14＝18。【答案】18巩固提升1．氮气能大量存在于空气中的根本原因是()A．氮气性质稳定，即使在高温下也很难跟其他物质发生反应B．氮气比空气轻，且不溶于水C．氮分子中两个氮原子结合很牢固，分子结构稳定D．氮气无氧化性，也无还原性，不与其他物质反应【解析】N2性质稳定，但高温下可与O2等物质反应，在不同反应中表现出氧化性或还原性；氮气比空气轻且不溶于水并不是N2能大量存在于空气中的根本原因。【答案】C2．在常温下，向盛满水并倒置于水槽中的试管里先后通入4mLNO2、4mLNO、5mLO2，经过一段时间后，试管里剩余的气体有()A．NOB．O2C．NO2和O2D．NO和O2【解析】4mLNO2可消耗1mLO2,4mLNO可消耗3mLO2，故剩余1mLO2。【答案】B3.(双选)如图所示，试管中盛装的是红棕色气体，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，原来试管中盛装的可能是什么气体()A．可能是N2与NO2的混合气体B．可能是O2与NO2的混合气体C．可能是NO与NO2的混合气体D．只可能是NO2一种气体【解析】红棕色气体可能为NO2，从“经过多次重复后，试管内完全被水充满”可知，原气体中不可能含有不溶于水，且在常温下不与氧气反应的氮气。【答案】BC4．(2015·芜湖高一检测)对3NO2＋H2O===2HNO3＋NO反应的下列说法正确的是()A．氧化剂与还原剂的质量比为1：2B．氧化产物与还原产物的物质的量之比为1：2C．NO2是氧化剂，H2O是还原剂D．在反应中若有6molNO2参与反应时，有3mol电子发生转移【答案】A5．在标准状况下，将O2和NO2按；4体积比充满干燥烧瓶，把烧瓶倒置于水中，瓶内液体逐渐上升，假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶液里溶质的物质的量浓度为()A.114mol·L－1B.45mol·L－1C.128mol·L－1D.142mol·L－1【解析】设烧瓶的体积为VL，由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3知NO2的体积为45VL。又O2和NO2的体积比为：4，所以最终液体充满整个烧瓶，溶液的体积为VL，NO2的物质的量为45VL÷22.4L·mol－1＝128Vmol，所以硝酸的物质的量浓度为128Vmol÷VL＝128mol·L－1。【答案】C6．在汽车尾气净化装置里，气体在催化剂表面吸附与释放的过程如图所示。下列说法正确的是()A．NO是该过程的中间产物B．NO和O2必须在催化剂表面才能反应C．汽车尾气的主要污染成分包括CO2和NOD．汽车尾气的主要污染物是CO和NO【答案】D【点拨】NO2是该过程的中间产物；NO和O2的反应不需要催化剂；汽车尾气的主要污染成分包括CO和NO。7．A、B、C三种气体，A为无色不溶于水的气体单质，在一定条件下，A与O2反应生成B。B无色且难溶于水，它也能与O2反应生成C。C易溶于水并与水反应生成B，反应后所得溶液呈酸性，则：(1)三种气体的化学式为A________，B________，C________。(2)除去A气体中的少量O2的方法是______。(3)除去B中的少量C的方法是______________。【解析】A为无色不溶于水的气体单质，A可能是H2、N2、O2，A与O2反应生成B，B无色难溶于水，则A为N2，B为NO，C为NO2。【答案】(1)N2NONO2(2)通过灼热的铜丝网(3)通过盛水的洗气瓶后干燥8．把盛有48mLNO2和NO混合气体的容器倒置于水中，液面稳定后容器内气体体积变为24mL(气体体积均在相同条件下测定)。则：(1)原混合气体中，NO2和NO的体积分别是________mL和________mL；(2)若在剩余的24mL气体中通入6mLO2，液面稳定后，容器内气体体积为________mL；(3)若将(2)中的“6mL”改为“24mL”，则容器内气体体积为________mL；(4)在剩余的24mL气体中通入________mLO2，充分反应后将剩余4mL无色气体；(5)若在原48mL混合气体中通入________mLO2再倒置于水中，水会充满整个容器。【解析】(1)V(NO2)＝32△V＝32×24mL＝36mL。(2)由“4NO＋3O2”判断6mLO2消耗8mLNO，还剩余16mLNO气体。(3)由“4NO＋3O2”判断24mLNO消耗18mLO2，还剩余6mLO2。(4)由“4NO＋3O2”可知，若剩余4mLO2，则需通入34×24mL＋4mL＝22mLO2；若剩余4mLNO，需通入34×(24mL－4mL)＝15mLO2。(5)原48mL气体是36mLNO2和12mLNO，与之正好完全反应的O2体积为14×36mL＋34×12mL＝18mL。【答案】(1)3612(2)16(3)6(4)15或22(5)189．(1)如图所示，用仪器A、B和胶管组成装置收集NO气体(仪器A已经经过气密性检验；除水外不能选用其他试剂)。正确的操作步骤是________________________________________________________________________。(2)将一个充满NO的试管倒扣于水槽中，然后向试管中通入一定量的O2，试管中恰好充满水时，则通入的O2与原NO气体的体积比为________。若假设生成的溶质不向外扩散，且为标准状况，则所得的溶液的物质的量浓度应为________。【解析】(2)设试管的容积为1L，生成的溶质HNO3的物质的量为x。4NO＋3O2＋2H2O===4HNO344122.4molx＝122.4mol则c(HNO3)＝122.4mol1L＝122.4mol·L－1【答案】(1)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122.4mol·L－1