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第二节　氮及其化合物
第1课时　氮气与氮的固定　一氧化氮和二氧化氮
1.（2024·大同高一月考）位于新疆、青海交界处的巍巍昆仑山区，有一条神秘的山谷——那棱格勒河中上游的魔鬼谷，山谷的牧草出奇的繁茂。这是由于“雷雨发庄稼”的缘故。下列元素在自然界中的转化与“雷雨发庄稼”有关的是（　　）
A.Na B.C
C.P D.N
2.下列属于固氮过程的是（　　）
A.N2与H2在一定条件下合成NH3
B.NO与O2反应生成NO2
C.NH3与O2反应生成NO和H2O
D.由NH3制备NH4HCO3
3.下列关于氮气的说法中错误的是（　　）
A.通常情况下氮气性质很稳定，所以氮气可作食物保护气
B.N2＋O22NO，该反应是汽车尾气污染的主要原因之一
C.氮气在空气中约占空气体积的
D.在反应3Mg＋N2Mg3N2中，氮气作氧化剂
4.（2024·济南章丘区高一期末）实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2的装置如图所示（夹持和加热装置略去）。
下列说法正确的是（　　）
A.装置A、B中可依次加入浓硫酸、NaOH溶液
B.若去掉装置C，对产品纯度无影响
C.实验时应先加热装置C，通入一段时间空气后再加热装置D
D.装置E中碱石灰的作用是吸收尾气
5.（2024·大同高一月考）氮是生物体的重要组成元素，也是维持高等动物生命活动的必需元素。氮的循环涉及地球上生物圈的方方面面。
下列说法中，正确的是（　　）
A.硝化过程中，含氮物质被还原
B.属于氮的固定
C.土壤中Fe2＋和Fe3＋的存在有利于从与其接触的水体中除去氮元素
D.氨氧化过程中，亚硝态氮元素原子与铵态氮元素原子理论物质的量之比为3∶4
6.如图所示，试管中盛装的气体呈红棕色，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面继续上升，经过多次重复后，试管被水充满，对原试管中盛装的气体说法正确的是（　　）
A.可能是N2与NO2的混合气体
B.可能是NO气体
C.可能是NO与NO2的混合气体
D.只可能是NO2一种气体
7.如图所示，在注射器里吸入20 mL NO（标准状况下），然后吸入5 mL水。若再吸入30 mL空气（ 标准状况，按O2占空气总体积计算），夹住弹簧夹，让内外大气压相同，观察现象。下列叙述不正确的是（　　）
A.可观察到注射器内气体由无色变成红棕色，最后变成无色
B.可观察到注射器的活塞缓缓向右移动
C.最终剩余气体体积约为36 mL
D.所得硝酸的浓度约为0.07 mol·L－1（假设所得硝酸的体积与吸入水的体积相同）
8.NSR技术能降低柴油发动机在空气过量条件下NOx的排放量，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（　　）
A.降低NOx排放量可以减少酸雨的形成
B.储存过程中NOx被氧化
C.还原过程中消耗1 mol Ba（NO3）2转移的电子数为5NA（NA为阿伏加德罗常数的值）
D.通过BaO和Ba（NO3）2的相互转化实现NOx的储存和还原
9.（2024·厦门高一期末）为实现零碳需求“氨经济”，目前已历经三代合成氨技术的开发和迭代。下列说法不正确的是（　　）
A.第一代合成氨技术中提供H2的反应是CH4＋2H2OCO2＋4H2
B.第三代合成氨的方法为6H2O＋2N24NH3＋3O2
C.在各代合成氨技术中，水均作还原剂
D.合成氨技术的迭代更新符合节能减排的理念
10.氮氧化物会严重污染大气，所以实验室必须对含有氮氧化物的废气进行处理。用NaOH溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应化学方程式如下：
①NO＋NO2＋2NaOH2NaNO2＋H2O
②2NO2＋2NaOHNaNO2＋NaNO3＋H2O
（1）在反应①中，参加反应的氧化剂和还原剂的质量之比为　　　　。
（2）在反应②中，氧化产物是　　　　，还原产物是　　　　（填化学式）。
（3）在反应①②中，参加反应的NaOH均为2 mol时，两个反应转移电子数的关系是①　　　　②（填“＞”“＝”或“＜”）。
11.某校化学兴趣小组用如图装置验证NO2的氧化性和NO的还原性。
已知：①装置甲中发生的反应为Cu＋4HNO3（浓）Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O。
②硝酸具有挥发性，可将I－氧化成I2。
请回答下列问题：
（1）装置乙中的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）说明NO具有还原性的操作和现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）小组一成员对实验设计提出了疑问，他认为乙中的现象不足以证明NO2的氧化性，他的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）小组另一成员为探究NO2的氧化性，进行如下实验（如图所示）。
由图B和图C中的现象写出NO2和SO2反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　。
第1课时　氮气与氮的固定　一氧化氮和二氧化氮
1.D　“雷雨发庄稼”的原因：空气中的 N2在放电条件下与 O2直接化合生成无色且不溶于水的NO气体，N2＋O22NO；NO的密度比空气略大，不稳定，常温下就易与空气中的 O2反应生成红棕色的NO2气体，NO2易与水反应生成HNO3和NO；HNO3随雨水淋洒到大地上，同土壤中的矿物相互作用，生成可溶于水的硝酸盐可作氮肥，植物生长得更好。
2.A　固氮过程是把氮气转化为含氮化合物的过程，工业合成氨属于人工固氮。
3.C　氮气分子中含有氮氮三键，通常情况下N2性质很稳定，可作食物保护气，A正确；氮气与氧气在高温下反应生成一氧化氮，一氧化氮有毒，为空气污染物，B正确；N2在空气中约占空气体积的，C错误；在反应3Mg＋N2Mg3N2中，氮气中氮元素化合价降低，所以N2作氧化剂，D正确。
4.C　要制备Mg3N2，需要除去空气中的O2、CO2和水蒸气，则装置A、B中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸，A项错误；若去掉装置C，Mg与O2反应生成MgO，对产品纯度有影响，B项错误；实验时，应先加热装置C，通入一段时间空气除去O2，然后再加热装置D，C项正确；装置E中碱石灰的作用是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，D项错误。
5.C　由图示可知，硝化过程为转化为，进一步转化为，该过程中N的化合价升高，含氮物质被氧化，A错误；是含氮化合物转化为含氮化合物，不属于氮的固定，B错误；由图示可知，Fe2＋能与反应转化为N2，Fe3＋能与反应转化为N2，故土壤中Fe2＋和Fe3＋的存在有利于从与其接触的水体中除去氮元素，C正确；氨氧化过程中的反应为＋N2＋2H2O，故亚硝态氮元素原子与铵态氮元素原子理论物质的量之比为1∶1，D错误。
6.C　试管中盛装的气体呈红棕色，那么一定有二氧化氮存在。根据题述现象可知，原试管中盛装的气体的成分可能为①NO2、②NO2和O2（少量）、③NO2和NO等。
7.B　NO与O2发生反应生成NO2，NO2与H2O发生反应生成HNO3和NO，化学方程式分别为2NO＋O22NO2和3NO2＋H2O2HNO3＋NO，总反应的化学方程式为4NO＋3O2＋2H2O4HNO3。注射器中NO的体积为20 mL，O2的体积为30 mL×＝6 mL，气体体积之比等于其物质的量之比，根据4NO＋3O2＋2H2O4HNO3可知，O2完全参与反应，消耗的O2为6 mL，参与反应的NO为8 mL，最终剩余12 mL NO。注射器内气体先由无色变成红棕色，然后慢慢变浅，最终气体为无色，A项正确；反应后气体体积为12 mL＋（30 mL－6 mL）＝36 mL，体积减小，故反应过程中注射器的活塞缓缓向左移动，B项错误，C项正确；生成n（HNO3）＝，故c（HNO3）＝≈0.07 mol·L－1，D项正确。
8.C　大气中的NOx可形成硝酸型酸雨，降低NOx排放量可以减少酸雨的形成，A正确；储存过程中NO2转化为Ba（NO3）2，氮元素的价态升高，NOx被氧化，B正确；还原过程中消耗1 mol Ba（NO3）2转移的电子数为10NA，C错误；BaO转化为Ba（NO3）2储存NOx，还原性尾气与Ba（NO3）2反应生成BaO、N2和H2O，实现了NOx的还原，D正确。
9.C　由图可知，第一代合成氨技术中提供H2的反应为高温下CH4与H2O反应生成CO2和H2，反应方程式为CH4＋2H2OCO2＋4H2，A正确；第三代合成氨技术为通电时H2O分解生成O2和H2，N2与H2合成氨气，总反应方程式为6H2O＋2N24NH3＋3O2，B正确；第一代合成氨技术中H2O转化为H2，H元素化合价降低，发生还原反应，水作氧化剂，C错误；第一代合成氨技术中需要高温制备H2和高温高压下合成氨，第二代合成氨需要在高温高压下合成氨，第三代合成氨技术通电时直接生成氨气，合成氨技术的迭代更新符合节能减排的理念，D正确。
10.（1）23∶15　（2）NaNO3　NaNO2　（3）＝
解析：（1）根据反应①可知，氧化剂（NO2）和还原剂（NO）的物质的量之比是1∶1，质量之比为23∶15。（2）在反应②中只有氮元素的化合价发生变化，所以NO2既是氧化剂也是还原剂，氧化产物为NaNO3，还原产物为NaNO2。（3）反应①中2 mol NaOH参加反应时，转移1 mol电子，反应②中2 mol NaOH参加反应时，转移1 mol电子。
11.（1）乙试管中溶液变蓝色
（2）打开开关，挤压空气囊，丙中气体由无色变为红棕色
（3）挥发出来的HNO3，以及NO2和水反应生成的HNO3，也可将I－氧化成I2，使溶液变蓝
（4）NO2＋SO2NO＋SO3
解析：（1）碘化钾被氧化为单质碘，碘使淀粉变蓝。（2）丙中NO2与水反应生成的NO会和氧气反应生成红棕色的NO2，证明NO具有还原性，故操作和现象为打开开关，挤压空气囊，丙中气体由无色变为红棕色。（3）浓硝酸具有挥发性，且NO2与水反应生成硝酸，硝酸具有强氧化性，也能将碘离子氧化成单质碘，使溶液变蓝，对NO2的性质检验造成干扰。（4）题图B中“无色气体”，题图C中“有红棕色气体产生”，说明题图B中反应生成了NO，即NO2和SO2反应，NO2转化为NO，表现氧化性，而SO2则表现还原性，被氧化，硫元素化合价升高，只能变成＋6价，应转化为SO3，故化学方程式为NO2＋SO2NO＋SO3。
3 / 3第二节　氮及其化合物
第1课时　氮气与氮的固定　一氧化氮和二氧化氮
课程 标准 1.了解N2、NO和NO2的主要物理性质和化学性质。 2.结合实例认识氮的固定，认识N2、NO和NO2在生产中的应用和对生态环境的影响
分点突破（一）　氮气与氮的固定
1.氮元素原子结构与存在形态
（1）氮元素原子结构
氮元素原子结构示意图：　　　　　，位于第　　　周期第　　　族。
氮原子的最外层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子，因此，氮原子一般通过　　　　　　与其他原子相互结合构成物质。
2.氮气
（1）结构
氮气分子内两个氮原子间以　　　　　　结合，电子式为　　　　　，结构式为　　　。
（2）物理性质
　　　色、　　　味、　　　溶于水，密度与空气相近，约占空气体积的　　　。
（3）化学性质
通常情况下很稳定，难与其他物质反应。
①与氢气反应：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
②与氧气反应：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
③与金属镁反应：N2＋3MgMg3N2。
3.氮的固定
（1）含义
将大气中　　　　的氮转化为　　　　　　的过程叫做氮的固定。
（2）分类
氮的固定
1.自然界中的氮循环如图所示，下列说法不正确的是（　　）
A.①中N2与O2反应生成NO
B.②中合成氨属于人工固氮
C.③中氮元素被氧化
D.氧元素参与了氮循环
2.在水体中部分含氮物质循环如图。图中转化属于氮的固定的是（　　）
A.③　　　　　　 B.④
C.⑤ D.⑥
3.下列有关氮气的叙述错误的是（　　）
A.氮气可作贮存水果、粮食的保护气
B.氮的非金属性比磷强，所以氮气的化学性质比磷活泼
C.在雷雨天，空气中的N2和O2反应生成NO
D.氮气既可作氧化剂，又可作还原剂
分点突破（二）　NO和NO2
1.物理性质及毒性
（1）一氧化氮（NO）
无色无味气体，密度比空气　　　　，　　　溶于水，　　　毒。
（2）二氧化氮（NO2）
　　　色气体，有　　　　气味，密度比空气　　　，易液化，　　　溶于水，　　　毒。
2.化学性质
（1）实验探究
①在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，然后吸入5 mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器。
实验现象：　　　　　　。
原因解释：　　　　　　　　。
②打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹，观察现象。振荡注射器，再观察现象。
实验现象：气体变为　　　　色，再振荡后气体又变为　　　色，同时注射器的活塞　　　　　　。
原因解释：NO与O2反应生成　　　，气体变为　　　　色；振荡后NO2溶于水生成　　　　　　，气体又变为　　　色，同时气体的总体积有所　　　　。
（2）NO和NO2化学性质的比较
物质 NO NO2
与氧气 反应 不反应
与水 反应 不反应
与氢氧 化钠 的反应 不反应 2NO2＋2NaOH NaNO3＋ NaNO2＋H2O
（3）NO和NO2的相互转化
NO→NO2化学方程式：2NO＋O22NO2；
NO2→NO化学方程式：3NO2＋H2O2HNO3＋NO。
（4）对工业生产硝酸的启示
工业上生产硝酸时，向吸收后的废气中再通入适量的氧气或空气，充分利用原料，并能减少NO的排放以保护环境。
（5）氮氧化物中属于酸性氧化物的只有N2O3、N2O5；N2O、NO、NO2、N2O4都是不成盐氧化物，不是酸性氧化物；NO2易发生反应：NO2N2O4（无色）。
1.下列关于NO和NO2的说法正确的是（　　）
A.NO2是红棕色气体，易溶于水，属于酸性氧化物
B.NO2可由N2和O2直接化合得到
C.NO和NO2均既可以用排空气法收集又可以用排水法收集
D.NO和NO2在一定条件下可以相互转化
2.（2024·南京高一月考）NO2在火箭燃料中作为氧化剂。下列说法正确的是（　　）
A.NO2属于酸性氧化物
B.NO2经转化被植物吸收，属于氮的固定
C.NO2为红棕色且有刺激性气味的气体
D.高温时N2与过量的氧气反应可直接生成NO2
3.无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、N2中的几种，将一定量的气体甲经过如图实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则气体甲的组成为（　　）
A.NO2、N2　　　　　　 B.NO、CO2
C.NO2、CO2 D.NO、CO2、N2
氮氧化物与H2O、O2反应的计算（归纳与论证）
【典例1】　为了有效实现NO和NO2的相互转化，设计如下实验：按图组装好实验装置（夹持装置已省略），并检查装置的气密性，实验前用排水法收集NO。
（1）打开止水夹，推动注射器活塞，使O2进入烧瓶。关上止水夹，首先观察到烧瓶中的现象是什么？写出产生此现象的化学方程式。
（2）轻轻摇动烧瓶，观察到烧瓶中的现象是什么？利用化学方程式解释产生这种现象的原因是什么？
（3）假设烧瓶内充有100 mL NO，通入多少O2才能使水充满试管？
【典例2】　工业生产硝酸时，能否将NO2完全转化为硝酸？写出转化过程的总反应化学方程式。
【规律方法】
1.NO2和O2混合气体与水反应
由4NO2＋O2＋2H2O4HNO3可知
当体积比V（NO2）∶V（O2）
2.NO和O2混合气体与水反应
由4NO＋3O2＋2H2O4HNO3可知
当体积比V（NO）∶V（O2）
3.剩余气体的判断
NO、O2不溶于水，但NO2溶于水且与水反应，所以氮氧化物溶于水的各种情况中，剩余气体可为NO或O2，但不可能是NO2或NO与O2同时剩余。
【迁移应用】
1.有一支充有20 mL NO和NO2混合气体的试管，倒置于盛有水的水槽中，充分反应后，仍有12 mL无色气体，则原混合气体中NO和NO2体积比为（气体体积均在相同状况下测得）（　　）
A.2∶3　　　　　　　 B.3∶2
C.1∶4 D.4∶1
2.将V mL NO和NO2的混合气体通过足量水吸收后，得到a mL无色气体A，a mL该无色气体A与等体积O2混合，再通过水充分吸收后，收集到5 mL无色气体B。试回答：
（1）A气体是　　　　，B气体是　　　　。
（2）a＝　　　　。
3.如图所示，室温下向盛有3.0 mL NO的试管中缓缓通入1.5 mL O2（所有气体的体积均在标准状况下测定）。
试回答下列问题：
（1）写出观察到的现象（可不写满，也可补充）：
①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
③　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）上述过程中发生反应的化学方程式有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）最终试管中剩余的气体是　　　，体积为　　　　　　　　　　　　　　。
1.下列用途中应用了氮气的稳定性的是（　　）
A.以氮气为原料制硝酸
B.合成氨气和制氮肥
C.作食物保护气
D.镁可以和氮气反应
2.（2024·北京丰台区高一期末）下列关于NO的描述不正确的是（　　）
A.无色气体
B.可用排空气法收集
C.难溶于水
D.由N2和O2在雷电作用下合成
3.（2024·济宁高一期中）下列关于氮元素及氮气性质的说法中，错误的是（　　）
A.氮分子是双原子分子，氮在自然界中既以游离态存在又以化合态存在
B.氮气分子中的化学键很难破坏，氮元素的非金属性很强
C.反应N2＋3MgMg3N2不属于氮的固定，工业合成氨的过程是固氮的过程
D.大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环
4.下列有关NO2的说法正确的是（　　）
A.NO2可由N2与O2在放电条件下直接制备
B.NO2有毒，但因其易溶于水且与水反应，因此不属于大气污染物
C.NO2既有氧化性也有还原性
D.NO2为红棕色气体，因此将NO2通入水中，溶液显红棕色
5.氮的氧化物（用NOx表示）是大气污染物，必须进行处理。
（1）汽车尾气中主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物质，这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。
①汽车尾气中的CO来自　　　　　　　，NO来自　　　　　　　　。汽车尾气对环境的危害主要有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（至少填两种）。
②汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。反应的化学方程式可表示为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）工业废气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理，若NO与NO2按物质的量之比为1∶1被足量的NaOH溶液完全吸收后得到一种钠盐，该钠盐的化学式是　　　　。第1课时　氮气与氮的固定　一氧化氮和二氧化氮
【基础知识·准落实】
分点突破（一）
师生互动
1.（1）　二　ⅤA　共用电子对　（2）硝酸盐　铵盐
2.（1）共价三键　∶N N∶　N≡N　（2）无　无　难　
（3）①N2＋3H22NH3　②N2＋O22NO　3.（1）游离态　氮的化合物　（2）工业合成氨
自主练习
1.C　在放电条件下，氮气和氧气反应：N2＋O22NO，A项正确；工业合成氨是将N2与H2在一定条件下反应生成NH3，属于人工固氮，B项正确；③中细菌还原硝酸根离子生成无污染的氮气，所以③中氮元素被还原，而不是被氧化，C项错误；分析氮循环示意图可知，氧元素参与了氮循环，D项正确。
2.C　将N2转化为氮的化合物的过程叫氮的固定，因此循环图中只有转化⑤属于氮的固定。
3.B　氮气的化学性质很稳定，无毒，可以用作食品保护气，A正确；氮气分子中含N≡N，性质很稳定，化学性质不如磷活泼，B错误；在雷雨天，放电条件下，氮气与氧气反应生成一氧化氮，C正确；氮气中氮元素处于中间状态，既可作氧化剂，又可作还原剂，D正确。
分点突破（二）
师生互动
1.（1）略大　不　有　（2）红棕　刺激性　大　易　有
2.（1）①无明显现象　NO不溶于水　②红棕　无　向内移动　NO2　红棕　硝酸和NO　无　减小　（2）2NO＋O22NO2　3NO2＋H2O2HNO3＋NO
自主练习
1.D　NO2不是酸性氧化物，A项错误；在高温或放电条件下，N2和O2直接化合生成NO，NO与O2反应生成NO2，B项错误；NO易与空气中的氧气反应生成NO2，只能用排水法收集，NO2能与水反应，只能用排空气法收集，C项错误；NO和O2反应生成NO2，NO2与H2O反应生成HNO3和NO，D项正确。
2.C　NO2与NaOH溶液反应生成NaNO3、NaNO2和H2O，不属于酸性氧化物，A错误；氮的固定是指N2转化为化合物，B错误；NO2为红棕色且有刺激性气味的气体，C正确；高温时N2与过量的O2反应生成NO，NO和O2反应生成NO2，D错误。
3.B　混合气体无色，说明气体中不含NO2；气体通过Na2O2后显红棕色，说明原混合气体中含有NO，且有与Na2O2反应生成O2的气体CO2；通入水中，溶液呈酸性，且几乎无气体剩余，说明原气体中不含N2。
【关键能力·细培养】
【典例1】　（1）提示：首先观察到的现象是烧瓶中的气体由无色变为红棕色，反应的化学方程式为2NO＋O22NO2。
（2）提示：烧瓶中的红棕色气体又变为无色，且烧瓶内压强减小，烧杯中的水倒吸到烧瓶内，导致烧瓶中液面上升。摇动烧瓶，使得NO2与水发生反应：3NO2＋H2O2HNO3＋NO。
（3）提示：已知：2NO＋O22NO2　①，3NO2＋H2O2HNO3＋NO　②，由反应的化学方程式①×3＋②×2得：4NO＋3O2＋2H2O4HNO3，即当NO和O2的体积比为4∶3时水可以充满试管，故需通入75 mL O2。
【典例2】　提示：工业生产硝酸时，通入过量O2，可以把NO2完全转化为HNO3。
化学方程式：3NO2＋H2O2HNO3＋NO　①，2NO＋O22NO2　②，由①×2＋②得总化学方程式：4NO2＋O2＋2H2O4HNO3。
迁移应用
1.A　二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，一氧化氮和水不反应且不溶于水，所以，剩余的气体为一氧化氮，设混合气体中二氧化氮的体积为V，则：
3NO2＋H2O2HNO3＋NO　气体体积减少
　3　　　　　　　　　　　1　　　　2
　V20 mL－12 mL＝8 mL　
所以V＝＝12 mL，即二氧化氮的体积为12 mL，则混合气体中一氧化氮的体积为20 mL－12 mL＝8 mL，则原混合气体中NO和NO2体积比为8 mL∶12 mL＝2∶3。
2.（1）NO　O2　（2）20
解析：（1）NO2溶于水生成NO，故A为NO，NO与O2通入水中发生反应4NO＋3O2＋2H2O4HNO3，二者等体积时，O2过量，故B为O2。
（2）4NO＋3O2＋2H2O4HNO3
　　a mL　 mL
依题意知：a－＝5，a＝20。
3.（1）①通入O2，试管内气体由无色变为红棕色　②试管内液面上升　③试管内剩余无色气体
（2）2NO＋O22NO2、3NO2＋H2O2HNO3＋NO　（3）NO　1.0 mL
解析：（1）通入的O2与NO反应生成NO2：2NO＋O22NO2，所以看到有红棕色气体生成；生成的NO2溶于水：3NO2＋H2O2HNO3＋NO，气体体积减小，所以会看到试管内液面上升；最终NO有剩余，所以试管内剩余无色气体。（2）上述过程中发生反应的化学方程式有2NO＋O22NO2、3NO2＋H2O2HNO3＋NO。（3）设1.5 mL O2全部参加反应，由总反应4NO＋3O2＋2H2O4HNO3可知，V反应（NO）＝V（O2）×＝1.5 mL×＝2.0 mL，而NO的总体积是3.0 mL，故剩余NO气体的体积是1.0 mL。
【教学效果·勤检测】
1.C　利用N2制备硝酸，发生的反应为N2＋3H22NH3、4NH3＋5O24NO＋6H2O、2NO＋O22NO2、3NO2＋H2O2HNO3＋NO，与N2的稳定性无关，A错误；根据A选项分析，合成氨气和制氮肥均与N2的稳定性无关，B错误；N2的化学性质相对稳定，因此N2常作食物保护气，与N2的稳定性有关，C正确；Mg能与N2反应生成Mg3N2，与N2的稳定性无关，D错误。
2.B　NO为无色无味的气体，A正确；常温NO和O2发生反应，2NO＋O22NO2，故不能用排空气法收集，B错误；NO是不溶于水的气体，C正确；N2和O2发生反应的条件是放电，反应生成NO，N2＋O22NO，D正确。
3.C　氮气分子为双原子分子，空气中的氮气中氮为游离态，硝石中的氮为化合态，氮在自然界中既以游离态存在又以化合态存在，A正确；氮气分子中存在N≡N，氮氮三键性质稳定，破坏时需要吸收很高的能量，氮气分子中的化学键很难破坏，氮元素非金属性也很强，B正确；反应N2＋3MgMg3N2中，氮元素由游离态变为化合态，属于氮的固定，工业合成氨的过程是固氮的过程，C错误；氮元素在自然界中循环，即N2→NO→NO2→HNO3→硝酸盐→氨基酸→蛋白质→N2，D正确。
4.C　N2和O2在放电或高温条件下反应生成NO，A错误；NO2属于大气污染物之一，B错误；NO2与H2O反应生成HNO3和NO，说明NO2既有氧化性又有还原性，C正确；NO2通入水中，生成NO和HNO3，溶液呈无色，D错误。
5.（1）①汽油的不完全燃烧　N2与O2在汽车汽缸内高温环境下的反应　形成硝酸型酸雨、产生光化学烟雾、产生温室效应等（任填两种即可）
②2xCO＋2NOx2xCO2＋N2　（2）NaNO2
解析：（1）①汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应，当空气不足时，汽油燃烧不完全，会产生CO；N2和O2在高温条件下反应生成NO。汽车尾气对环境的危害很大，可以形成硝酸型酸雨，产生光化学烟雾，产生温室效应等。②CO、NOx反应后生成的无毒气体为CO2和N2。（2）NO中氮的化合价为＋2价，NO2中氮的化合价为＋4价，两者按物质的量之比为1∶1混合时与NaOH反应生成的钠盐中氮的化合价必然为＋3价，即为NaNO2。
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第1课时　氮气与氮的固定　一氧化氮和二氧化氮
课
程 标
准 1.了解N2、NO和NO2的主要物理性质和化学性质。
2.结合实例认识氮的固定，认识N2、NO和NO2在生产中的应用
和对生态环境的影响
目 录
1、基础知识·准落实
2、关键能力·细培养
3、教学效果·勤检测
4、学科素养·稳提升
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破（一）　氮气与氮的固定
1. 氮元素原子结构与存在形态
（1）氮元素原子结构
氮元素原子结构示意图： ，位于第 周期第 族。
氮原子的最外层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容
易失去5个电子，因此，氮原子一般通过 与其
他原子相互结合构成物质。
　二
ⅤA　
　共用电子对　
2. 氮气
（1）结构
氮气分子内两个氮原子间以 结合，电子式
为 ，结构式为 。
（2）物理性质
色、 味、 溶于水，密度与空气相近，约
占空气体积的 。
　共价三键　
　∶N N∶　
　N≡N　
　无　
　无　
　难　
　
①与氢气反应： ；
②与氧气反应： ；
③与金属镁反应：N2＋3Mg Mg3N2。
　N2＋3H2　 2NH3　
　N2＋O2　 2NO　
（3）化学性质
通常情况下很稳定，难与其他物质反应。
3. 氮的固定
（1）含义
将大气中 的氮转化为 的过程叫做
氮的固定。
（2）分类
　游离态　
　氮的化合物　
1. 自然界中的氮循环如图所示，下列说法不正确的是（　　）
A. ①中N2与O2反应生成NO
B. ②中合成氨属于人工固氮
C. ③中氮元素被氧化
D. 氧元素参与了氮循环
解析： 　在放电条件下，氮气和氧气反应：N2＋O2 2NO，A
项正确；工业合成氨是将N2与H2在一定条件下反应生成NH3，属于
人工固氮，B项正确；③中细菌还原硝酸根离子生成无污染的氮
气，所以③中氮元素被还原，而不是被氧化，C项错误；分析氮循
环示意图可知，氧元素参与了氮循环，D项正确。
2. 在水体中部分含氮物质循环如图。图中转化属于氮的固定的是
（　　）
A. ③ B. ④
C. ⑤ D. ⑥
解析：　将N2转化为氮的化合物的过程叫氮的固定，因此循环图
中只有转化⑤属于氮的固定。
3. 下列有关氮气的叙述错误的是（　　）
A. 氮气可作贮存水果、粮食的保护气
B. 氮的非金属性比磷强，所以氮气的化学性质比磷活泼
C. 在雷雨天，空气中的N2和O2反应生成NO
D. 氮气既可作氧化剂，又可作还原剂
解析： 　氮气的化学性质很稳定，无毒，可以用作食品保护气，
A正确；氮气分子中含N≡N，性质很稳定，化学性质不如磷活泼，
B错误；在雷雨天，放电条件下，氮气与氧气反应生成一氧化氮，
C正确；氮气中氮元素处于中间状态，既可作氧化剂，又可作还原
剂，D正确。
分点突破（二）　NO和NO2
1. 物理性质及毒性
（1）一氧化氮（NO）
无色无味气体，密度比空气 ， 溶于水，
毒。
（2）二氧化氮（NO2）
色气体，有 气味，密度比空气 ，
易液化， 溶于水， 毒。
　略大　
　不　
　
有　
　红棕　
　刺激性　
　大　
　易　
　有　
2. 化学性质
（1）实验探究
①在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，然后吸入5 mL
水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器。
实验现象： 。
原因解释： 。
　无明显现象　
　NO不溶于水　
②打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹，观察现
象。振荡注射器，再观察现象。
实验现象：气体变为 色，再振荡后气体又变为
色，同时注射器的活塞 。
原因解释：NO与O2反应生成 ，气体变为
色；振荡后NO2溶于水生成 ，气体又变为
色，同时气体的总体积有所 。
　红棕　
　
无　
　向内移动　
　NO2　
　红棕　
　硝酸和NO　
　
无　
　减小　
（2）NO和NO2化学性质的比较
物质 NO NO2
与氧气反应 不反应
与水反应 不反应

与氢氧化钠的反
应 不反应 2NO2＋2NaOH NaNO3
＋NaNO2＋H2O
2NO＋O2 2NO2
3NO2＋H2O 2HNO3＋
NO
（3）NO和NO2的相互转化
NO→NO2化学方程式：2NO＋O2 2NO2；
NO2→NO化学方程式：3NO2＋H2O 2HNO3＋NO。
（4）对工业生产硝酸的启示
工业上生产硝酸时，向吸收后的废气中再通入适量的氧气或
空气，充分利用原料，并能减少NO的排放以保护环境。
（5）氮氧化物中属于酸性氧化物的只有N2O3、N2O5；N2O、NO、
NO2、N2O4都是不成盐氧化物，不是酸性氧化物；NO2易发
生反应：NO2 N2O4（无色）。
1. 下列关于NO和NO2的说法正确的是（　　）
A. NO2是红棕色气体，易溶于水，属于酸性氧化物
B. NO2可由N2和O2直接化合得到
C. NO和NO2均既可以用排空气法收集又可以用排水法收集
D. NO和NO2在一定条件下可以相互转化
解析： 　NO2不是酸性氧化物，A项错误；在高温或放电条件
下，N2和O2直接化合生成NO，NO与O2反应生成NO2，B项错误；
NO易与空气中的氧气反应生成NO2，只能用排水法收集，NO2能与
水反应，只能用排空气法收集，C项错误；NO和O2反应生成NO2，
NO2与H2O反应生成HNO3和NO，D项正确。
2. （2024·南京高一月考）NO2在火箭燃料中作为氧化剂。下列说法正
确的是（　　）
A. NO2属于酸性氧化物
B. NO2经转化被植物吸收，属于氮的固定
C. NO2为红棕色且有刺激性气味的气体
D. 高温时N2与过量的氧气反应可直接生成NO2
解析： 　NO2与NaOH溶液反应生成NaNO3、NaNO2和H2O，不属
于酸性氧化物，A错误；氮的固定是指N2转化为化合物，B错误；
NO2为红棕色且有刺激性气味的气体，C正确；高温时N2与过量的
O2反应生成NO，NO和O2反应生成NO2，D错误。
3. 无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、N2中的几种，将一定
量的气体甲经过如图实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气
体剩余，则气体甲的组成为（　　）
A. NO2、N2 B. NO、CO2
C. NO2、CO2 D. NO、CO2、N2
解析： 　混合气体无色，说明气体中不含NO2；气体通过Na2O2后
显红棕色，说明原混合气体中含有NO，且有与Na2O2反应生成O2的
气体CO2；通入水中，溶液呈酸性，且几乎无气体剩余，说明原气
体中不含N2。
关键能力·细培养
2
互动探究 深化认知
氮氧化物与H2O、O2反应的计算（归纳与论证）
【典例1】　为了有效实现NO和NO2的相互转化，设计如下实验：按
图组装好实验装置（夹持装置已省略），并检查装置的气密性，实验
前用排水法收集NO。
（1）打开止水夹，推动注射器活塞，使O2进入烧瓶。关上止水
夹，首先观察到烧瓶中的现象是什么？写出产生此现象的化
学方程式。
提示：首先观察到的现象是烧瓶中的气体由无色变为红棕色，
反应的化学方程式为2NO＋O2 2NO2。
（2）轻轻摇动烧瓶，观察到烧瓶中的现象是什么？利用化学方程式
解释产生这种现象的原因是什么？
提示：烧瓶中的红棕色气体又变为无色，且烧瓶内压强减小，
烧杯中的水倒吸到烧瓶内，导致烧瓶中液面上升。摇动烧瓶，
使得NO2与水发生反应：3NO2＋H2O 2HNO3＋NO。
（3）假设烧瓶内充有100 mL NO，通入多少O2才能使水充满试管？
提示：已知：2NO＋O2 2NO2　①，3NO2＋H2O 2HNO3
＋NO　②，由反应的化学方程式①×3＋②×2得：4NO＋3O2
＋2H2O 4HNO3，即当NO和O2的体积比为4∶3时水可以充
满试管，故需通入75 mL O2。
【典例2】　工业生产硝酸时，能否将NO2完全转化为硝酸？写出转化
过程的总反应化学方程式。
提示：工业生产硝酸时，通入过量O2，可以把NO2完全转化为HNO3。
化学方程式：3NO2＋H2O 2HNO3＋NO　①，2NO＋O2 2NO2　
②，由①×2＋②得总化学方程式：4NO2＋O2＋2H2O 4HNO3。
【规律方法】
1. NO2和O2混合气体与水反应
由4NO2＋O2＋2H2O 4HNO3可知
当体积比V（NO2）∶V（O2）
2. NO和O2混合气体与水反应
由4NO＋3O2＋2H2O 4HNO3可知
当体积比V（NO）∶V（O2）
3. 剩余气体的判断
NO、O2不溶于水，但NO2溶于水且与水反应，所以氮氧化物溶于
水的各种情况中，剩余气体可为NO或O2，但不可能是NO2或NO与
O2同时剩余。
【迁移应用】
1. 有一支充有20 mL NO和NO2混合气体的试管，倒置于盛有水的水槽
中，充分反应后，仍有12 mL无色气体，则原混合气体中NO和NO2
体积比为（气体体积均在相同状况下测得）（　　）
A. 2∶3 B. 3∶2
C. 1∶4 D. 4∶1
解析： 　二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，一氧化氮和水
不反应且不溶于水，所以，剩余的气体为一氧化氮，设混合气体中
二氧化氮的体积为V，则：
3NO2＋H2O 2HNO3＋NO　气体体积减少
　3　　　　　　　　　　　1　　　　2
　V 20 mL－12 mL＝8 mL　
所以V＝ ＝12 mL，即二氧化氮的体积为12 mL，则混合气体
中一氧化氮的体积为20 mL－12 mL＝8 mL，则原混合气体中NO和
NO2体积比为8 mL∶12 mL＝2∶3。
2. 将V mL NO和NO2的混合气体通过足量水吸收后，得到a mL无色气
体A，a mL该无色气体A与等体积O2混合，再通过水充分吸收后，
收集到5 mL无色气体B。试回答：
（1）A气体是 ，B气体是 。
解析： NO2溶于水生成NO，故A为NO，NO与O2通入水
中发生反应4NO＋3O2＋2H2O 4HNO3，二者等体积时，
O2过量，故B为O2。
　NO　
　O2　
（2）a＝ 。
解析：4NO＋3O2＋2H2O 4HNO3
　　 a mL　 mL
依题意知：a－ ＝5，a＝20。
　20　
3. 如图所示，室温下向盛有3.0 mL NO的试管中缓缓通入1.5 mL O2
（所有气体的体积均在标准状况下测定）。
试回答下列问题：
（1）写出观察到的现象（可不写满，也可补充）：
① ；
② ；
③ 。
　通入O2，试管内气体由无色变为红棕色　
　试管内液面上升　
　试管内剩余无色气体　
解析：通入的O2与NO反应生成NO2：2NO＋O2 2NO2，所以看到有红棕色气体生成；生成的NO2溶于水：
3NO2＋H2O 2HNO3＋NO，气体体积减小，所以会看到试管内液面上升；最终NO有剩余，所以试管内剩余无色气体。
（2）上述过程中发生反应的化学方程式有
。
解析：上述过程中发生反应的化学方程式有2NO＋O2 2NO2、3NO2＋H2O 2HNO3＋NO。
　2NO＋O2 2NO2、
3NO2＋H2O 2HNO3＋NO　
（3）最终试管中剩余的气体是 ，体积为 。
解析：设1.5 mL O2全部参加反应，由总反应4NO＋3O2＋2H2O 4HNO3可知，V反应（NO）＝V（O2）× ＝1.5 mL× ＝2.0 mL，而NO的总体积是3.0 mL，故剩余NO气体的体积是1.0 mL。
　NO　
　1.0 mL　
教学效果·勤检测
3
强化技能 查缺补漏
1. 下列用途中应用了氮气的稳定性的是（　　）
A. 以氮气为原料制硝酸
B. 合成氨气和制氮肥
C. 作食物保护气
D. 镁可以和氮气反应
解析： 　利用N2制备硝酸，发生的反应为N2＋
3H2 2NH3、4NH3＋5O2 4NO＋6H2O、2NO＋
O2 2NO2、3NO2＋H2O 2HNO3＋NO，与N2的稳定性无
关，A错误；根据A选项分析，合成氨气和制氮肥均与N2的稳定性
无关，B错误；N2的化学性质相对稳定，因此N2常作食物保护气，
与N2的稳定性有关，C正确；Mg能与N2反应生成Mg3N2，与N2的稳
定性无关，D错误。
2. （2024·北京丰台区高一期末）下列关于NO的描述不正确的是
（　　）
A. 无色气体
B. 可用排空气法收集
C. 难溶于水
D. 由N2和O2在雷电作用下合成
解析： 　NO为无色无味的气体，A正确；常温NO和O2发生反
应，2NO＋O2 2NO2，故不能用排空气法收集，B错误；NO是
不溶于水的气体，C正确；N2和O2发生反应的条件是放电，反应生
成NO，N2＋O2 2NO，D正确。
3. （2024·济宁高一期中）下列关于氮元素及氮气性质的说法中，错
误的是（　　）
A. 氮分子是双原子分子，氮在自然界中既以游离态存在又以化合态
存在
B. 氮气分子中的化学键很难破坏，氮元素的非金属性很强
C. 反应N2＋3Mg Mg3N2不属于氮的固定，工业合成氨的过程是
固氮的过程
D. 大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环
解析： 　氮气分子为双原子分子，空气中的氮气中氮为游离态，
硝石中的氮为化合态，氮在自然界中既以游离态存在又以化合态存
在，A正确；氮气分子中存在N≡N，氮氮三键性质稳定，破坏时需
要吸收很高的能量，氮气分子中的化学键很难破坏，氮元素非金属
性也很强，B正确；反应N2＋3Mg Mg3N2中，氮元素由游离态
变为化合态，属于氮的固定，工业合成氨的过程是固氮的过程，C
错误；氮元素在自然界中循环，即N2→NO→NO2→HNO3→硝酸盐
→氨基酸→蛋白质→N2，D正确。
4. 下列有关NO2的说法正确的是（　　）
A. NO2可由N2与O2在放电条件下直接制备
B. NO2有毒，但因其易溶于水且与水反应，因此不属于大气污染物
C. NO2既有氧化性也有还原性
D. NO2为红棕色气体，因此将NO2通入水中，溶液显红棕色
解析： 　N2和O2在放电或高温条件下反应生成NO，A错误；NO2
属于大气污染物之一，B错误；NO2与H2O反应生成HNO3和NO，
说明NO2既有氧化性又有还原性，C正确；NO2通入水中，生成NO
和HNO3，溶液呈无色，D错误。
5. 氮的氧化物（用NOx表示）是大气污染物，必须进行处理。
（1）汽车尾气中主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物质，这种尾
气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。
①汽车尾气中的CO来自 ，NO来自
。汽车尾气对环境的危害
主要有
（至少填两种）。
　汽油的不完全燃烧　
　N2与
O2在汽车汽缸内高温环境下的反应　
　形成硝酸型酸雨、产生光化学烟雾、产生温室效应等
（任填两种即可）　
②汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处
理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。反应的
化学方程式可表示为 。
解析： ①汽车汽缸内不断进行着汽油的燃烧反应，当空
气不足时，汽油燃烧不完全，会产生CO；N2和O2在高温条件
下反应生成NO。汽车尾气对环境的危害很大，可以形成硝酸
型酸雨，产生光化学烟雾，产生温室效应等。②CO、NOx反
应后生成的无毒气体为CO2和N2。
　2xCO＋2NOx　 2xCO2＋N2　
（2）工业废气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理，若NO与NO2
按物质的量之比为1∶1被足量的NaOH溶液完全吸收后得到一
种钠盐，该钠盐的化学式是 。
解析： NO中氮的化合价为＋2价，NO2中氮的化合价为
＋4价，两者按物质的量之比为1∶1混合时与NaOH反应生成
的钠盐中氮的化合价必然为＋3价，即为NaNO2。
　NaNO2　
学科素养·稳提升
4
内化知识 知能升华
1. （2024·大同高一月考）位于新疆、青海交界处的巍巍昆仑山区，
有一条神秘的山谷——那棱格勒河中上游的魔鬼谷，山谷的牧草出
奇的繁茂。这是由于“雷雨发庄稼”的缘故。下列元素在自然界中
的转化与“雷雨发庄稼”有关的是（　　）
A. Na B. C
C. P D. N
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解析： 　“雷雨发庄稼”的原因：空气中的 N2在放电条件下与
O2直接化合生成无色且不溶于水的NO气体，N2＋O2 2NO；
NO的密度比空气略大，不稳定，常温下就易与空气中的 O2反应生
成红棕色的NO2气体，NO2易与水反应生成HNO3和NO；HNO3随雨
水淋洒到大地上，同土壤中的矿物相互作用，生成可溶于水的硝酸
盐可作氮肥，植物生长得更好。
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2. 下列属于固氮过程的是（　　）
A. N2与H2在一定条件下合成NH3
B. NO与O2反应生成NO2
C. NH3与O2反应生成NO和H2O
D. 由NH3制备NH4HCO3
解析： 　固氮过程是把氮气转化为含氮化合物的过程，工业合成
氨属于人工固氮。
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3. 下列关于氮气的说法中错误的是（　　）
A. 通常情况下氮气性质很稳定，所以氮气可作食物保护气
B. N2＋O2 2NO，该反应是汽车尾气污染的主要原因之一
C. 氮气在空气中约占空气体积的
D. 在反应3Mg＋N2 Mg3N2中，氮气作氧化剂
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解析： 　氮气分子中含有氮氮三键，通常情况下N2性质很稳定，
可作食物保护气，A正确；氮气与氧气在高温下反应生成一氧化
氮，一氧化氮有毒，为空气污染物，B正确；N2在空气中约占空气
体积的 ，C错误；在反应3Mg＋N2 Mg3N2中，氮气中氮元素
化合价降低，所以N2作氧化剂，D正确。
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4. （2024·济南章丘区高一期末）实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2
的装置如图所示（夹持和加热装置略去）。
下列说法正确的是（　　）
A. 装置A、B中可依次加入浓硫酸、NaOH溶液
B. 若去掉装置C，对产品纯度无影响
C. 实验时应先加热装置C，通入一段时间空气后再加热装置D
D. 装置E中碱石灰的作用是吸收尾气
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解析： 　要制备Mg3N2，需要除去空气中的O2、CO2和水蒸气，
则装置A、B中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸，A项错误；若去掉
装置C，Mg与O2反应生成MgO，对产品纯度有影响，B项错误；实
验时，应先加热装置C，通入一段时间空气除去O2，然后再加热装
置D，C项正确；装置E中碱石灰的作用是吸收空气中的水蒸气和二
氧化碳，D项错误。
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5. （2024·大同高一月考）氮是生物体的重要组成元素，也是维持
高等动物生命活动的必需元素。氮的循环涉及地球上生物圈的
方方面面。
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A. 硝化过程中，含氮物质被还原
B. 属于氮的固定
C. 土壤中Fe2＋和Fe3＋的存在有利于从与其接触的水体中除去氮元素
D. 氨氧化过程中，亚硝态氮元素原子与铵态氮元素原子理论物质的
量之比为3∶4
下列说法中，正确的是（　　）
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解析： 　由图示可知，硝化过程为 转化为 ， 进一
步转化为 ，该过程中N的化合价升高，含氮物质被氧化，A错
误； 是含氮化合物转化为含氮化合物，不属于氮的
固定，B错误；由图示可知，Fe2＋能与 反应转化为N2，Fe3＋能
与 反应转化为N2，故土壤中Fe2＋和Fe3＋的存在有利于从与其
接触的水体中除去氮元素，C正确；氨氧化过程中的反应为 ＋
N2＋2H2O，故亚硝态氮元素原子与铵态氮元素原子理论
物质的量之比为1∶1，D错误。
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6. 如图所示，试管中盛装的气体呈红棕色，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面继续上升，经过多次重复后，试管被水充
满，对原试管中盛装的气体说法正确的是（　　）
A. 可能是N2与NO2的混合气体
B. 可能是NO气体
C. 可能是NO与NO2的混合气体
D. 只可能是NO2一种气体
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解析： 　试管中盛装的气体呈红棕色，那么一定有二氧化氮存
在。根据题述现象可知，原试管中盛装的气体的成分可能为①
NO2、②NO2和O2（少量）、③NO2和NO等。
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7. 如图所示，在注射器里吸入20 mL NO（标准状况下），然后吸入5
mL水。若再吸入30 mL空气（ 标准状况，按O2占空气总体积 计
算），夹住弹簧夹，让内外大气压相同，观察现象。下列叙述不正
确的是（　　）
A. 可观察到注射器内气体由无色变成红棕色，最后变成无色
B. 可观察到注射器的活塞缓缓向右移动
C. 最终剩余气体体积约为36 mL
D. 所得硝酸的浓度约为0.07 mol·L－1（假设所得硝酸的体积与吸入水
的体积相同）
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解析： 　NO与O2发生反应生成NO2，NO2与H2O发生反应生成
HNO3和NO，化学方程式分别为2NO＋O2 2NO2和3NO2＋
H2O 2HNO3＋NO，总反应的化学方程式为4NO＋3O2＋
2H2O 4HNO3。注射器中NO的体积为20 mL，O2的体积为30
mL× ＝6 mL，气体体积之比等于其物质的量之比，根据4NO＋
3O2＋2H2O 4HNO3可知，O2完全参与反应，消耗的O2为6
mL，参与反应的NO为8 mL，最终剩余12 mL NO。
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注射器内气体先由无色变成红棕色，然后慢慢变浅，最终气体为无色，A项正确；反应后气体体积为12 mL＋（30 mL－6 mL）＝36 mL，体积减小，故反应过程中注射器的活塞缓缓向左移动，B项错误，C项正确；生成n（HNO3）＝ ，故c（HNO3）＝
≈0.07 mol·L－1，D项正确。
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8. NSR技术能降低柴油发动机在空气过量条件下NOx的排放量，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（　　）
A. 降低NOx排放量可以减少酸雨的形成
B. 储存过程中NOx被氧化
C. 还原过程中消耗1 mol Ba（NO3）2转移的电子数为5NA（NA为阿伏
加德罗常数的值）
D. 通过BaO和Ba（NO3）2的相互转化实现NOx的储存和还原
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解析： 　大气中的NOx可形成硝酸型酸雨，降低NOx排放量可以
减少酸雨的形成，A正确；储存过程中NO2转化为Ba（NO3）2，氮
元素的价态升高，NOx被氧化，B正确；还原过程中消耗1 mol Ba
（NO3）2转移的电子数为10NA，C错误；BaO转化为Ba（NO3）2储
存NOx，还原性尾气与Ba（NO3）2反应生成BaO、N2和H2O，实现
了NOx的还原，D正确。
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9. （2024·厦门高一期末）为实现零碳需求“氨经济”，目前已历经三代合成氨技术的开发和迭代。下列说法不正确的是（　　）
A. 第一代合成氨技术中提供H2的反应是CH4＋2H2O CO2＋4H2
B. 第三代合成氨的方法为6H2O＋2N2 4NH3＋3O2
C. 在各代合成氨技术中，水均作还原剂
D. 合成氨技术的迭代更新符合节能减排的理念
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解析： 　由图可知，第一代合成氨技术中提供H2的反应为高温下
CH4与H2O反应生成CO2和H2，反应方程式为CH4＋2H2O CO2
＋4H2，A正确；第三代合成氨技术为通电时H2O分解生成O2和
H2，N2与H2合成氨气，总反应方程式为6H2O＋2N2 4NH3＋
3O2，B正确；第一代合成氨技术中H2O转化为H2，H元素化合价降
低，发生还原反应，水作氧化剂，C错误；第一代合成氨技术中需
要高温制备H2和高温高压下合成氨，第二代合成氨需要在高温高压
下合成氨，第三代合成氨技术通电时直接生成氨气，合成氨技术的
迭代更新符合节能减排的理念，D正确。
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10. 氮氧化物会严重污染大气，所以实验室必须对含有氮氧化物的废
气进行处理。用NaOH溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应化学
方程式如下：
①NO＋NO2＋2NaOH 2NaNO2＋H2O
②2NO2＋2NaOH NaNO2＋NaNO3＋H2O
（1）在反应①中，参加反应的氧化剂和还原剂的质量之比为
。
解析：根据反应①可知，氧化剂（NO2）和还原剂
（NO）的物质的量之比是1∶1，质量之比为23∶15。
　
23∶15　
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（2）在反应②中，氧化产物是 ，还原产物是
（填化学式）。
解析：在反应②中只有氮元素的化合价发生变化，所以NO2既是氧化剂也是还原剂，氧化产物为NaNO3，还原产物为NaNO2。
　NaNO3　
　NaNO2　
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（3）在反应①②中，参加反应的NaOH均为2 mol时，两个反应转
移电子数的关系是① ②（填“＞”“＝”或“＜”）。
解析：反应①中2 mol NaOH参加反应时，转移1 mol电子，反应②中2 mol NaOH参加反应时，转移1 mol电子。
　＝　
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11. 某校化学兴趣小组用如图装置验证NO2的氧化性和NO的还原性。
已知：①装置甲中发生的反应为Cu＋4HNO3（浓） Cu
（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O。
②硝酸具有挥发性，可将I－氧化成I2。
请回答下列问题：
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（1）装置乙中的现象是 。
解析： 碘化钾被氧化为单质碘，碘使淀粉变蓝。
（2）说明NO具有还原性的操作和现象是
。
解析： 丙中NO2与水反应生成的NO会和氧气反应生成
红棕色的NO2，证明NO具有还原性，故操作和现象为打开
开关，挤压空气囊，丙中气体由无色变为红棕色。
　乙试管中溶液变蓝色　
　打开开关，挤压空气
囊，丙中气体由无色变为红棕色　
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（3）小组一成员对实验设计提出了疑问，他认为乙中的现象不足
以证明NO2的氧化性，他的理由是

。
解析：浓硝酸具有挥发性，且NO2与水反应生成硝酸，硝酸具有强氧化性，也能将碘离子氧化成单质碘，使溶液变蓝，对NO2的性质检验造成干扰。
　挥发出来的HNO3，以及
NO2和水反应生成的HNO3，也可将I－氧化成I2，使溶液变
蓝　
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（4）小组另一成员为探究NO2的氧化性，进行如下实验（如图所
示）。
由图B和图C中的现象写出NO2和SO2反应的化学方程式：
。
　
NO2＋SO2 NO＋SO3　
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解析： 题图B中“无色气体”，题图C中“有红棕色气体产生”，说明题图B中反应生成了NO，即NO2和SO2反应，NO2转化为NO，表现氧化性，而SO2则表现还原性，被氧化，硫元素化合价升高，只能变成＋6价，应转化为SO3，故化学方程式为NO2＋SO2 NO＋SO3。
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感谢欣赏
THE END

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