2024-2025學年高一化學同步訓練（人教版必修二）氮和氮的氧化物（解析版）

第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素

第二節(jié)氮及其化合物

5.2.1氮和氮的氧化物

板塊導航

01/學習目標明確內(nèi)容要求，落實學習任務

02/思維導圖構(gòu)建知識體系，加強學習記憶

03/知識導學梳理教材內(nèi)容，掌握基礎(chǔ)知識

04/效果檢測課堂自我檢測，發(fā)現(xiàn)知識盲點

05/問題探究探究重點難點，突破學習任務

06/分層訓練課后訓練鞏固，提升能力素養(yǎng)

1aB。甲學習目標加

1.了解氮的固定和自然界中氮的循環(huán)。

2.了解氮氣的主要化學性質(zhì)。

3.認識氮氧化物的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化。

重點:氮氣的性質(zhì)、一氧化氮、二氧化氮的性質(zhì)及其的轉(zhuǎn)化；二氧化氮與水的反應。

難點:一氧化氮、二氧化氮的性質(zhì)及兩者之間的轉(zhuǎn)化；二氧化氮與水的反應。

思維導圖

礪春的原

「甄元素的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)f

氮元素在自然界中的存在

r玲

-物理性質(zhì)

一驚順

一甄氣一

氮氣與寂的固定一用途

一工業(yè)制法

J實驗室制法

r含義

高能固甄

J氮的固定-P自然固甄｛

生物固氮

J維一

合成氨

匚AI固甄—Q

仿生固顯

氮的氧心的腎——N2O、NO、N2O3、NO2（或N2O4）、N2O5

氮和氮的氧化物（―色態(tài)味

空度

物理性質(zhì)一

一熔沸點

J溶解性

r.

L與水

-NO和NO2的物理性質(zhì)、化學性質(zhì)和制法對比一一與堿

一峙-

一氧化性

一還原性

J與02混合，通入水中

氮的氧化物

匚制法《實險室制取

收集方法

一實驗探究一氧化氮、二氧化氮的相互轉(zhuǎn)化

NO祝NO2與N2混合氣體溶于水

_NO2與02的混合氣體溶于水

一氮的氧化物溶于水的幾種情況分析-

一NO和02同時通入水中

NO、NO2、02三種混合氣體通入水中

r光化學煙霧

一酸雨

常見的污婺型-

破壞臭氧層

J領(lǐng)氧化物對環(huán)境的污染及防治一JNO與血紅蛋白結(jié)合使人中毒

r堿液吸收法

J常見的NOxB氣處理方法一一催化轉(zhuǎn)化法

J氨氣吸/去

11no3知識導學

一、氮氣與氮的固定

1.氮元素的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

（1）氮元素的原子結(jié)構(gòu)

氮元素位于元素周期表的第二周期第V區(qū)族，氮原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖:，氮原子最外層有1個電

子，既不容易得到工個電子，也不容易失去1個電子。氮原子一般通過共用電子對與其他原子相互結(jié)合構(gòu)

成物質(zhì)。

（2）氮元素在自然界中的存在

①游離態(tài)：主要以氮氣分子的形式存在于空氣中,約占78%（體積分數(shù)）。

②化合態(tài)：存在于動植物體內(nèi)的蛋白質(zhì)中,土壤、海洋的硝酸鹽和錢鹽中。

2.氮氣

（1）結(jié)構(gòu)：

①分子式：N2②電子式：tNHNt③結(jié)構(gòu)式：X三X④球棍模型：

（2）物理性質(zhì)

通常情況下，氮氣是無色、無味的氣體,密度比空氣的稍小，難溶于水（體積比=1：0.02）,在壓強為lOlKPa

下，氮氣在一在5.8。（2時變成無色液體,氮氣分子在一209.9（時變成雪花狀固體。

（3）化學性質(zhì)

氮分子內(nèi)兩個氮原子間以共價三鍵（N三N）結(jié)合,斷開該化學鍵需要較直的能量，所以氮氣的化學性質(zhì)很穩(wěn)定,

通常情況下很難與其他物質(zhì)發(fā)生化學反應,但在高溫、放電等條件下,氮氣也可以與鎂、氫氣、氧氣等物

質(zhì)發(fā)生化合反應。

寫出氮氣與下列物質(zhì)反應的化學方程式。

點燃

①金屬鎂：N2+3Mg==MGN2,氮氣表現(xiàn)氧化性:Mg3N2離子化合物，在水中強烈水解

Mg3N2+6H2O=3Mg（OH）2+2NH3t,與鹽酸反應的方程式為：Mg3N2+8HCl=3MgCb+2NH4Cl。

②氫氣：N2+3H2/整2NH3,氮氣表現(xiàn)氧化性:

③氧氣：N2+O2放電或高溫2NO（閃電、汽車引擎中發(fā)生的反應），氮氣表現(xiàn)還原性。

（4）用途

①氮氣常用作保護氣，如焊接金屬、填充燈泡、保存食品等。

②氮氣是合成氨、制硝酸的重要原料。

③雷電是自然界重要的固氮方式。

④液氮可用作制冷劑，應用于醫(yī)學、科技等領(lǐng)域。

（5）工業(yè)制法：

①分離液態(tài)空氣：空氣_降溫加壓）液化空氣逐漸升溫_/N,

②耗氧法：空氣讖燃燒＞混合氣體通鄴-溶液＞管

（6）實驗室制法

①NH3氧化法：2NH3+3CUO△Nz+3Cu+3H

②NH4cl溶液和NaNCh溶液共熱法：NECl+NaNO，.△N2T+NaCl+2H2。

3.氮的固定

（1）含義：將大氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過程。

（2）分類：

①自然固氮：高能固氮（大自然通過閃電釋放能量將氮氣轉(zhuǎn)化為含氮的氧蝕物）；生物固氮（通過豆科植

物的根瘤菌將氮氣轉(zhuǎn)化為氨）o

②人工固氮：合成氨（工業(yè)上合成氨）;仿生固氮（某些金屬有機化合物可起到根瘤菌的作用）。

二'氮的氧化物

1.氮的氧化物的種類

氮有多種價態(tài)的氧化物，氮元素從+1?+5價都有對應的氧化物，如曲Q、NO、N2O3、NC＞2（或N2O4）、N2O5,

其中屬于酸性氧化物的是X@、N2O5,分別是硝酸、亞硝酸（HNCh）的酸酊。

2.NO和N（h的物理性質(zhì)、化學性質(zhì)和制法對比

NONO2

物理色態(tài)味無色、無味、氣體紅棕色、刺激性氣味、氣體

性質(zhì)密度密度略大于空氣密度比空氣大

熔沸點很低低，易液化

溶解性不溶易溶

毒性有毒有毒

與水不反應3NO2+H2O=2HNO3+NO

化學NO2既是氧化劑，又是還原劑

性質(zhì)

與堿不反應2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O

NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O

氧化性2NO+2CO=2CO2+N22NO2+2KI=I2+2KNO2

還原性2NO+O2=2NO2可使KMnCU褪色

可使KMnC)4褪色

與。2混合，通入水中4NO+3O2+2H2O=4HNO34NO2+O2+2H2O=4HNO3

實驗室制取3CU+8HNO3(稀)==3Cu(CU+4HNO3(濃A==CU(NO3)2+2NO2

制法NO3)2+2NOT+4H2。T+2H2O

收集方法排水法向上排空氣法

【特別提醒】①N02與N2O4存在下列平衡：2NO2K^N2C）4，因此實驗測得NO2的平均相對分子質(zhì)量總大

于46。②驗證某無色氣體為NO的方法是向該無色氣體中通入。2（或空氣），無色氣體變?yōu)榧t棕色。

3.實驗探究一氧化氮、二氧化氮的相互轉(zhuǎn)化——【實驗5-5】二氧化氮被水吸收的實驗（必修第二冊，P13）

實驗裝置

iW5-io'■化蟻溶r木的實驗

實驗原理

3NO2+H2O===2HNO3+NO,2NO+O2===2NO2或4NO+3O2+2H2O===4HNO3

實驗用品二氧化氮、氧氣、水；試管、水槽。

實驗步驟圖5-10所示，

操作一甫在一支50mL的注射器里充入20mLN0,然后吸入5mL水，用乳膠管和彈簧夾封住管

口，振蕩注射器，觀察現(xiàn)象。

操作二：打開彈簧夾，快速吸入10mL空氣后夾上彈簧夾，觀察現(xiàn)象。

操作三：振蕩注射器，觀察現(xiàn)象。

①一氧化氮為無色氣體，注射器內(nèi)無明顯現(xiàn)象

實驗現(xiàn)象②注射器中氣體由無色變?yōu)榧t棕色,注射器活塞向左移動

③注射器中氣體由紅棕色變?yōu)闊o色，注射器活塞繼續(xù)向左移動

實驗結(jié)論①NO不溶于水

②NO和Ch反應生成紅棕色NO2，氣體體積減小。

③NO?不能全部被水吸收，有無色氣體NO生成，氣體體積繼續(xù)減小。

①以上過程實際是水吸收NO2制硝酸的原理。

實驗說明②NO2的污染可用NaOH溶液處理：2NCh+2NaOH===NaNCh+NaNCh+H2O。

③NO的污染可用NaOH溶液處理（NO不能單獨被NaOH溶液吸收）：NC）2+NO+2NaOH===

2NaNC）2+H2O。

【特別提醒】①NO2與N2O4存在下列平衡：2NO2K^N2O4,因此實驗測得NO2的平均相對分子質(zhì)量總大

于46。②驗證某無色氣體為NO的方法是向該無色氣體中通入。2（或空氣），無色氣體變?yōu)榧t棕色。

寫出下列轉(zhuǎn)化的化學方程式：

(1)NO—>NO2：2NO+O2=2NO2=

(2)NO2—>NO：3NO2+H2O=2HNO3+NO,該反應中NO,既表現(xiàn)氧化性,又表現(xiàn)還原性。

【思考與討論P13］參考答案：

發(fā)生的反應有：2NO+O2===2NC>2、3NO2+H2O===2HNO3+NO；由以上反應可得：4NO+302+

2H2O===4HNO3,要將NO充分轉(zhuǎn)化為HNO3,可以打開彈簧夾，快速吸入足夠多的空氣，就可將NO全部

轉(zhuǎn)化為HNO3；在工業(yè)生產(chǎn)硝酸時，可以使用過量空氣，使NO全部轉(zhuǎn)化為HNO3；

4.氮的氧化物溶于水的幾種情況分析

(1)NO2或NO2與N2混合氣體溶于水時，3NO2+H2O==2HNO3+NO,利用氣體體積變化差進行計算。

(2)NO2與。2的混合氣體溶于水，由3NC)2+H2O==2HNO3+NO及2NO+O2==2NO2,得：

4NO2+O2+2H2O==4HNO3,可知

=4:1,恰好完全反應,氣體完全被吸收，無氣體剩余。

VCNO2):V(O2)->4:1>NO2過量,剩余氣體為NO。

g4:l,返過量，剩余氣體為他。

(3)NO和02同時通入水中時，其反應是2NO+C)2==2NO2①,3NO2+H2O==2HNO3+NO②,將①*3+②x2

得總反應式為：4NO+3O2+2H2O==4HNO3,可知

=4:3,恰好完全反應，氣體完全被吸收，無氣體剩余。

V(NO):V(O2)->4:3,NO過量,剩余氣體為NO。

*:3,國過量，剩余氣體為6。

(4)NO、NO2、O2三種混合氣體通入水中，可先按情況(1)求出NO2與H2O反應生成的NO的體積，再

加上原混合氣體中的NO的體積即為NO的總體積，再按情況(3)進行計算。

5.氮氧化物對環(huán)境的污染及防治

(1)常見的污染類型

①光化學煙霧：NO,在紫外線作用下，與碳氫化合物發(fā)生一系列光化學反應，產(chǎn)生了一種有毒的煙霧。

②酸雨：NO<排入大氣中后，與水反應生成HNCh和HN02,隨雨雪降到地面,pH值W5.6的雨水為酸雨。

③破壞臭氧層：NO?可使平流層中的臭氧減少,導致地面紫外線輻射量增加。

④NO與血紅蛋白結(jié)合使人中毒。

(2)常見的NO*尾氣處理方法

①堿液吸收法：2N0?+2NaOH-NaNC>3+NaNChNH2O、NO?+NO+2NaOH-2NaNC)2+H2O,NO2、NO

的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是?(NO2)>n(NO)o一般適合工業(yè)尾氣中Nd的處理。

②催化轉(zhuǎn)化法：在催化劑、加熱條件下，氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無毒氣體(壓)；NO,與CO在一定溫度下催

化轉(zhuǎn)化為無毒氣體(N2和C02),一般適用于汽車尾氣的處理。

一定冬件一?岸條件

③氨氣吸收法：8NH3++12壓0；4NH3+6NO^^1n5N2+6H2O

ED04效果檢測短

i.請判斷下列說法的正誤（正確的打“守’，錯誤的打“X”）

ab

（1）瓶中盛滿水，從b口進氣，用排水法收集NO2n，猿ro（）

（2）NO2易溶于水生成HN03，故NO?是酸性氧化物。（）

（3）NO和NO2都是有刺激性氣味的有毒氣體，它們都是大氣污染物。（）

（4）豆科植物的根瘤菌固氮屬于自然固氮中的高能固氮。（）

（5）閃電時氮氣與氧氣化合生成NO,屬于自然固氮。（）

（6）N2在高溫條件下與發(fā)生化學反應生成NO20（）

（7）N2與。2在放電條件下直接化合成NO2。（）

（8）制取二氧化氮時，用水或NaOH溶液吸收尾氣。（）

（9）澳蒸氣和NO2都是紅棕色氣體，可用濕潤的淀粉-KI試紙和NaOH溶液鑒別。（）

（10）N2與。2反應時，不論。2是否足量，其一步反應都只能得到NO,不能生成NO2。（）

【答案】（1）X（2）X（3）X（4）X（5）4（6）x（7）x（8）x（9）x（10）V

2.氮和氮的化合物與人類有密切關(guān)系?；卮鹣铝袉栴}：

（1）下列屬于氮的固定的是（填序號）。

A.工業(yè)上由NH3合成HNChB.雷雨“發(fā)”莊稼

C.硝酸鹽在細菌作用下生成氮氣D.豆類植物根瘤菌合成氨

（2）利用氨水可以將SO2和NCh吸收，原理如下圖所示：

so2NO2N2

氨水——?NH詛SO3溶液——?錢鹽溶液

NC）2被吸收的離子方程式為。

（3）NSR（NOx儲存還原）工作原理：NOx的儲存和還原在不同時段交替進行，如下圖所示。

通過BaO和Ba（NC>3）2的相互轉(zhuǎn)化實現(xiàn)NOx的儲存和還原，寫出NO、O2、BaO生成Ba（NCh）2的化學方程

式o

（4）CO與NO在Rh催化劑上的氧化還原反應是控制汽車尾氣對空氣污染的關(guān)鍵反應，用Rh做催化劑時

該反應的過程示意圖如下：

?@??@?

Rh-----------------------Rh------------------------------Rh----------------------......-

該反應中還原產(chǎn)物為，當生成ImolCCh時，轉(zhuǎn)移電子molo

【答案】(1)BD

+

(2)2NO2+4HSO；=N2+4SO^+4H

(3)2BaO+4NO+3O2=2Ba(NO3\

(4)N22

【解析】(1)固氮是指將游離態(tài)的氮元素轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮元素；A.工業(yè)上由NH3合成HNO3,不符合

固氮的定義；B.雷雨“發(fā)”莊稼指N2和。2放電條件下生成NO,符合固氮的定義；C.硝酸鹽在細菌作用下

生成氮氣，是氮的化合態(tài)轉(zhuǎn)化為游離態(tài)，不符合固氮的定義；D.豆類植物根瘤菌合成氨，是將氮氣轉(zhuǎn)化為

氨，屬于生物固氮，符合固氮的定義；故答案為：BD；

(2)NO2被吸收的反應物為NO2、NH4HSO3,二氧化氮中氮元素為+4價，生成物有氮氣，所以亞硫酸氫根

離子中硫被氧化成硫酸根離子，反應為2NO?+4HSO；=電+4SO：+4H+；

(3)由圖示可知BaO和NOx反應生成Ba(NO3)2,Ba(NCh)2再還原為N2,則儲存NOx的物質(zhì)為BaO；儲存

時，氧化鋼、一氧化氮和氧氣反應生成Ba(NCh)2的化學方程式是2BaO+4NO+3O2=2Ba(NO3)2；

(4)過程I氮氧鍵斷裂，過程II生成的化學鍵有碳氧鍵、氮氮鍵，CO與NO在Rh催化劑下反應生成CO2

和N2,反應方程式為：2CO+2NO=2CO+N,氮元素化合價降低，NO被還原，還原產(chǎn)物是N2；碳元

催化劑272

素從+2價升高至+4價，生成ImolCCh時，轉(zhuǎn)移電子2mo1。

05I問題探究*”

A問題一氮氣反應的條件及如何實現(xiàn)氮的固定

【典例1】氮是各種生物體生命活動不可缺少的重要元素。將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過程叫做氮的

固定。自然界中存在的下列過程屬于氮的固定的是

A.雷電作用下N2和。2反應生成NOB.蛋白質(zhì)被分解為氨基酸

C.水體中的鍍鹽被氧化為硝酸鹽D.硝酸鹽在細菌作用下生成氮氣

【答案】A

【解析】A.雷電作用下N2和O2反應生成NO是氮元素的單質(zhì)轉(zhuǎn)化為化合物的過程，因此屬于氮的固定，

A正確；B.蛋白質(zhì)被分解為氨基酸是氮元素的化合物之間的轉(zhuǎn)化，不屬于氮的固定，B錯誤；C.水體中

的錢鹽被氧化為硝酸鹽是氮元素的化合物之間的轉(zhuǎn)化，不屬于氮的固定，C錯誤；D.硝酸鹽在細菌作用下

生成氮氣的過程是氮元素的化合物轉(zhuǎn)化為其單質(zhì)氮氣，不是氮元素的化合物轉(zhuǎn)化為氮元素的單質(zhì)，因此不

屬于氮的固體，D錯誤；故合理選項是A。

【解題必備】(1)氮的固定必須為將游離態(tài)的N2轉(zhuǎn)化為化合態(tài)含氮物質(zhì)的過程，為氧化還原反應，分為

自然固氮（a.雷電固氮：將N2轉(zhuǎn)化NO；b.根瘤菌固氮將N2轉(zhuǎn)化NH4+）和人工固氮（合成氨工業(yè)，仿生固

氮），氮的化合物之間的轉(zhuǎn)化不能稱為氮的固定。

（2）氮氣性質(zhì)的“一惰性、兩反應”。氮氣化學性質(zhì)很穩(wěn)定，通常狀況下，很難與其他物質(zhì)反應，但是在一

定條件（高溫、放電）下，也能與氫氣、氧氣等反應。

（3）氮元素是多價態(tài)元素，氮氣中氮元素呈0價，處于中間價態(tài)，故氮氣既有氧化性（與H2等反應），又有

還原性（與。2等反應）。

【變式1-1］下列關(guān)于氮氣的說法中，正確的是（）

A.通常情況下，氮氣性質(zhì)比較穩(wěn)定

B.可在氧氣中燃燒，生成一氧化氮

C.1molN2與3molH2完全反應生成2molNH3

D.氮元素是活潑的非金屬元素，氮氣在化學反應中只能作氧化劑

【答案】A

【解析】氮氣分子中含有氮氮三鍵，性質(zhì)比較穩(wěn)定，A項正確；N2不能在02中燃燒，N2與02在放電或高

溫條件下反應生成NO,B項錯誤；N2與H2的反應是可逆反應，ImolN2與3mol比不可能完全反應生成2

molNH3,C項錯誤；氮氣中氮元素的化合價為0價，在化學反應中既可以升高也可以降低，既可作氧化劑,

也可作還原劑，D項錯誤。

【變式1-21N2是空氣的重要組成部分，因此有科學家依據(jù)蒸汽機的原理，設(shè)計制造出液氮蒸汽機，即利用

液態(tài)氮的蒸發(fā)來驅(qū)動機車，從而達到環(huán)境保護的目的，其原理主要依據(jù)是

A.液氮的沸點為-1958C,遠低于常溫B.N2在空氣中燃燒放熱

C.N2的化學性質(zhì)很穩(wěn)定D.N2在空氣中的體積分數(shù)為78%

【答案】A

【解析】液氮的沸點很低，極易汽化，汽化時吸收熱量，體積膨脹而驅(qū)動機車轉(zhuǎn)動，此過程中不產(chǎn)生污染

物，保護了環(huán)境，跟氮氣的化學性質(zhì)及在空氣中的體積分數(shù)無關(guān)，故選A。

A問題二如何探究氮的氧化物的性質(zhì)

【典例2】室溫下，將充滿紅棕色NO?的試管倒立在水中，12s時試管中只剩余無色氣體，實驗現(xiàn)象如圖所

示。下列分析正確的是

A.NO2易溶于水，12s時試管中液體為紅棕色

B.試管中剩余的無色氣體是NO,占試管體積的2/3

C.向試管中通入一定量的最終試管中的氣體占試管體積的1/9

D.取試管中的溶液，向其中加入少量CuO粉末，溶液顯藍色

【答案】D

【解析】A.由圖可知，水進入試管約三分之二體積，表明NO2易溶于水，NO2和水發(fā)生反應：

3NO2+H2O2HNO3+NO,得到硝酸溶液，為無色溶液,A錯誤;B.NCh和水發(fā)生反應：3NO2+H2O2HNO3+NO,

所以試管中剩余的無色氣體是NO,由3NO2?NO可知，剩余的無色氣體占試管體積的1/3,B錯誤；C.試

管中剩余氣體為NO,通入一定量的O2,發(fā)生反應：4NO+3O2+2H2O=4HNO3,若通入的。2與剩余的NO的

體積比為3：4,此時NO、O2和H2O恰好完全反應生成HNO3,液面上升可能充滿試管，所以最終試管中

的氣體不一定占試管體積的1/9,C錯誤；D.NO2和水發(fā)生反應：3NO2+H2O=2HNO3+NO,得到硝酸溶液,

加入CuO粉末，CuO和硝酸反應生成硝酸銅，溶液顯藍色，D正確；故選D。

【解題必備】(1)NO易與02反應、不溶于水、不與水反應，因此收集NO用排水法，不可用排空氣法。

N02易與水反應，但很難被02氧化，因此收集N02用向上排空氣法，不可用排水法。

(2)NC>2和N2O4是兩種不同的氧化物，通常情況下，N02能進行自身二聚：2NC)2(紅棕色)^^N2C)4(無色),

故N02中總混有N2O4。

(3)可使用一支50mL的注射器，充入20mL無色氣體NO,再吸入5mL水，用乳膠管和彈簧夾封住管

口，然后進行探究：步驟1：振蕩注射器，無明顯現(xiàn)象，說明NO難溶于水；步驟2：打開彈簧夾，快速吸

入少量02后夾上彈簧夾，氣體變成紅棕色。這是因為NO與02反應生成紅棕色的NO2,反應方程式為：2NO

+O2=2NO2;步驟3：再次振蕩注射器，氣體又變?yōu)闊o色。這是因為NO2與水反應生成無色的NO和HNCh，

反應方程式為：3NO2+H2O=2HNO3+NOo

【變式2-1】低溫等離子體(NTP)技術(shù)可有效脫除煙氣中的NO,其原理是在高壓放電條件下，02產(chǎn)生自由

基(0)自由基將NO氧化為NO2,再用Na2c03溶液吸收，實驗裝置如下圖所示。下列說法不氐題的是

A.氮元素既有被氧化的過程又有被還原的過程

B.高壓電源的功率越大，NO的脫除效果一定越好

C.尾氣吸收采用氣、液逆流的方式可提高NO2脫除率

D.單位時間內(nèi)生成的自由基(O)越多，越有利于NO的轉(zhuǎn)化

【答案】B

【解析】A.NO-NO2時氮元素被氧化，用Na2cCh溶液吸收NO?生成硝酸鈉和亞硝酸鈉，氮元素既被氧化

又被還原，故A正確；B.高壓電源的功率越大，氮氣和氧氣可能會生成NO,煙氣中NO的脫除效果將減

弱，故B錯誤；C.尾氣吸收采用氣、液逆流的方式使氣體與溶液充分接觸，可提高NO2脫除率，故C正

確；D.自由基（O）將NO氧化為NO2，單位時間內(nèi)生成的自由基（O）越多，越有利于NO的轉(zhuǎn)化，故D正

確；故選B。

【變式2-2】煙氣的主要污染物為SOZ和NO*（煙氣中90%以上的NO*以NO的形式存在）。一種基于吸收劑分

區(qū)的同時脫硫脫硝的反應裝置如圖所示。一段時間后，檢測儀I檢測到反應的主要產(chǎn)物是含硫化合物，檢測

儀n檢測到反應的主要產(chǎn)物是含氮化合物。

煙氣——TMg（）水懸濁液LjTNaCl（）2溶液Epf

檢測儀I檢測儀II

反應器I反應器II

下列說法不正確的是

A.當觀察到反應器I中懸濁液變澄清時，反應的離子方程式為MgO+2sC>2+H2O=Mg2++2HSO；

B.反應器n中，保持高速通入煙氣能提高煙氣中N0*去除率

c.反應器n中，保持適宜的進氣深度能提高煙氣中N0*去除率

D.煙氣中的NO幾乎不被水或堿液吸收，因此Mgo吸收劑幾乎不能脫硝

【答案】B

【解析】A.當觀察到反應器I中懸濁液變澄清時，說明生成Mg（HSCh）2,反應的離子方程式為

2+

MgO+2SO2+H2O=Mg+2HS（9；,A正確；B.反應器II中，保持高速通入煙氣，則煙氣與NaCICh溶液無法

充分接觸，煙氣中NOx去除率降低，B錯誤；C.反應器II中，保持適宜的進氣深度能使煙氣與NaCICh溶

液充分接觸，能提高煙氣中NOx去除率，C正確；D.煙氣中的NO幾乎不被水或堿液吸收，因此MgO吸

收劑幾乎不能脫硝，D正確；故答案選B。

A問題三如何進行氮氧化物溶于水的計算

【典例3］現(xiàn)有NO,、的混合氣體22mL,通入足量水中，充分反應后剩余氣體2mL（同溫同壓下），則原

混合氣體中氧氣的體積是

A.2mLB.3.2mLC.3.2mL或6mLD.16mL或18.8mL

【答案】C

【分析】NCh和。2混合氣體與反應可能的反應式有：4NO2+O2+2H2O=4HNO3,3NO2+H2O=2HNO3+NO,

根據(jù)反應的方程式用討論的方法計算。

【解析】如氧氣過量，則剩余2ml無色氣體為氧氣，設(shè)參加反應的氧氣的體積為xmL,則有根據(jù)方程式

4NO2+O2+2H2O=4HNO3可知消耗NCh是4xtnL,4x+x=22mL-2mL=20mL,x=4mL,所以氧氣的體積為：

4mL+2mL=6mL；如NCh過量,則剩余2mL無色氣體為NO,設(shè)氧氣的體積為ymL,依據(jù)方程式4NO2+O2+2H2O

=4HNO3可知消耗NCh是4ymL,剩余NO2是（22—y—4y）rnL,根據(jù)方程式3NO2+H2O=2HNC）3+NO可

知生成NO是22一94y=2,解得y=3.2；所以原混合氣體中氧氣的體積為：6mL或3.2mL。故選C。

【解題必備】（1）NCh溶于水或NC>2（混有NO）通入水，由3NO2+H2O=2HNO3+NO可知：剩余氣體是

NO,氣體減少的體積是NO2體積的2。

3

=4：3恰好完全吸收

(2)NO和。2通入水中由4NO+3O2+2H2O=4HNC)3可知：K(NO)：r(O2)-<4:3剩余氣體為。2

>4：3剩余氣體為NO

(3)NO2和。2混合氣體通入水中由4NO2+O2+2H2O=4HNO3可知：

'=4：1恰好完全吸收

r(NO2)：K(O2)<4：1剩余氣體為O2

>4：1剩余氣體為NO

(4)NO、NO2和O2三種氣體通入水中：先按3NO2+H2O=2HNO3+NO計算出生成的NO體積，然后加

上原來混合氣體中NO體積，再按2計算。

【變式3-1】如圖所示，試管中盛裝的是紅棕色氣體，當?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r，試管內(nèi)水面上升，但不

能充滿試管，當向試管內(nèi)鼓入氧氣后，可以觀察到試管中水柱繼續(xù)上升，經(jīng)過多次重復后，試管內(nèi)完全被

水充滿，對原試管中盛裝氣體的說法正確的是

①可能是N2與NO2的混合氣體

②可能是NO2氣體

③可能是NO與NO2的混合氣體

④只可能是NO2一種氣體

A.①②B.②③C.③④D.①④

【答案】B

【分析】試管中盛裝的是紅棕色氣體，一定含有NO2,當向試管內(nèi)鼓入氧氣后，試管內(nèi)完全被水充滿，則

一定不含N2，混合氣體可能發(fā)生以下反應：4NO2+O2+2H2O=4HNO3,4NO+3O2+2H2O=4HNO3,氣體恰好

發(fā)生反應時，試管內(nèi)完全被水充滿。

【解析】①N2不溶于水，在溶液中不能與氧氣反應，試管不可能完全被水充滿，故①錯誤；②如全部是NO2

一種氣體，通入氧氣，能發(fā)生4NO2+O2+2H2O4HNO3，氣體恰好發(fā)生反應時，試管內(nèi)完全被水充滿，故②

正確;③如是NO與NO2的混和氣體，通入氧氣，可能發(fā)生:4NO2+O2+2H2O=4HNO3，4NO+3O2+2H2O=4HNO3,

氣體恰好發(fā)生反應時，試管內(nèi)完全被水充滿，氣體可能是NO與NO2的混合氣體，故③正確；④由②和③

的分析可知，可能是NO?氣體，也可能是NO與NO2的混合氣體，故④錯誤；正確有②③；答案選B。

【變式3-2】將盛8mL一氧化氮和18mL二氧化氮混合氣體的燒瓶倒置于水中，通入一定量的氧氣，完全反

應后，剩余氣體體積為2mL,且該氣體不支持燃燒，則充入的氧氣的體積為

A.6mLB.9mLC.10mLD.12mL

【答案】B

【分析】倒置于水中，通入一定量的氧氣，發(fā)生4NO2+O2+2H2O4HNO3、4NO+3O2+2H2O=4HNO3,完全

反應后，剩余氣體體積為2mL,且該氣體不支持燃燒，可知剩余2mL氣體為NO,以此來解答。

【解析】由題意可知，剩余2mL氣體為NO,則參加反應的NO為6mL,結(jié)合4NO+3O2+2H2O4HNO3可

知，消耗的氧氣為6mLx3=4.5mL；結(jié)合4NO2+O2+2H2O4HNO3可知，消耗的氧氣為18mLx：=4.5mL,則

充入的氧氣的體積為4.5mL+4.5mL=9mL；故選B。

A問題四如何減少氮氧化物的污染

【典例4】硝酸工業(yè)生產(chǎn)中常用純堿溶液吸收排出的氮氧化物廢氣，廢氣中若只含有NO、NO?兩種氣體。

將一定量廢氣通入到足量的Na2cO3溶液中被完全吸收，溶液中生成的NO；、NO：兩種離子的物質(zhì)的量與

廢氣中NO?的物質(zhì)的量分數(shù)xx=J，。，、變化關(guān)系如圖所示。

已知溶液中可發(fā)生以下兩個反應：

@NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2；@2NO,+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2o

下列說法錯誤的是

A.圖中線段b表示NO；

B.x=0.75時，溶液中〃(NOj=1.5mol

C.0.5VxVl時，?(NO)+M(NO2)=2mol

D.若生成標準狀況下22.4LCO2,則〃(NC>2)=2moi

【答案】D

【分析】根據(jù)圖示〃(NOj+"(NOj=2mol,則NO、NO2的物質(zhì)的量和為2mol；根據(jù)反應

NO+NOz+Na2co3=2NaNO2+CC>2可知，x=0.5時只發(fā)生反應NO+NO?+Na2co3=2NaNC)2+CC)2,產(chǎn)

物只有NaNCh;當x=l時，只發(fā)生2NC)2+Na2cuNaNOz+NaNOj+COz,產(chǎn)物為等物質(zhì)的量的NaNCh、

NaNO3;據(jù)此解答。

【解析】A.當x=0.5時產(chǎn)物只有NaNCh;當x=l時產(chǎn)物為等物質(zhì)的量的NaNCh、NaNCh，隨x值增大

n（NO］）增大、n（NO力減小，圖中線段b表示NO］離子，a表示NO”故A正確；B.當％=0.75時，

丁二巧,二0.75,"（NQI）=O.75,?（NO）=1.5mol,溶液中〃（NOJ=0.5mol+Imol=1.5mol,故B

2V

n（NO）+n（NO2）2mol'

正確；C.根據(jù)氮元素守恒可知0.5MxMl時，?（NO）+H（NO2）=2mol,故C正確；D.根據(jù)反應可知

n（NO2）+?（NO）=2n（CO2）=2mol,gpM（CO2）=lmol,標準狀況下體積為22.4L,當生成標準狀況下22.4L

CO2時，無法判斷NC>2的物質(zhì)的量，故D錯誤。答案選D。

【解題必備】減少氮氧化物污染的