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第1课时　自然界中的氮循环、氮的氧化物
1.下列说法错误的是（　　）
A.氮在自然界中既能以游离态形式存在又能以化合态形式存在
B.通常情况下，氮气的化学性质稳定
C.氮气可在氧气中燃烧生成一氧化氮
D.大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮循环
2.下列过程不属于氮的固定的是（　　）
A.工业合成氨
B.雷雨天产生NO
C.由氨气生成硝酸铵
D.氮气在根瘤菌作用下生成N
3.运载火箭的推进剂引燃后产生的气体主要是CO2、H2O、N2、NO，这些气体均为无色，但在卫星发射现场看到火箭喷出大量红色烟雾。产生红色烟雾的原因是（　　）
A.高温下N2遇空气生成NO2
B.NO遇空气生成NO2
C.CO2和NO反应生成CO和NO2
D.NO和H2O反应生成H2和NO2
4.硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注，下列说法正确的是（　　）
A.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因
B.汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5
C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定
D.工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
5.如图所示，试管中装有12 mL NO，然后间歇而又缓慢地通入 8 mL O2，下列是对最终状态的描述：
①试管内气体呈红棕色
②试管内气体呈无色
③试管内液面不变
④试管内液面上升
⑤试管内气体是O2
⑥试管内气体是NO
其中正确的是（　　）
A.①③ B.②④⑤
C.②④⑥ D.②③⑤
6.无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、N2中的几种，将一定量的甲气体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，则甲气体的组成为（　　）
A.NO2、N2 B.NO、CO2
C.NO2、CO2 D.NO、CO2、N2
7.某混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种气体。现将该无色气体通入品红溶液中，品红溶液褪色，把剩余气体排入空气中，很快变成红棕色。下列对于原混合气体成分的判断中正确的是（　　）
A.肯定有SO2和NO
B.肯定没有Cl2、O2和NO
C.可能有O2和Cl2
D.肯定有NO2
8.如图为含有同一种元素的a、b、c、d四种物质的转化关系，其中a是单质，b、c是氧化物，d是酸，各步转化均为一步实现，则a可能是①C、②N2、③S中的（　　）
A.①和③ B.只有①
C.①②③ D.①②
9.在汽车尾气净化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。下列说法不正确的是（　　）
A.该转化过程中有3种元素的化合价发生变化
B.NO和O2必须在催化剂表面才能反应
C.该装置将有毒的NO和CO转化为无毒的CO2和N2
D.该催化转化的总反应为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2
10.为了除去NO、NO2、N2O4对大气的污染，常采用氢氧化钠溶液进行吸收处理（反应方程式：2NO2＋2NaOHNaNO3＋NaNO2＋H2O；NO2＋NO＋2NaOH2NaNO2＋H2O）。现有由a mol NO、b mol NO2、c mol N2O4组成的混合气体恰好被V L氢氧化钠溶液吸收（无气体剩余），则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为（　　）
A. mol·L－1 　 B. mol·L－1
C. mol·L－1 D. mol·L－1
11.汽车发动机在稀燃和富燃条件下交替进行，将尾气中的NOx在催化剂上反应脱除。其工作原理示意图如下：
下列说法错误的是（　　）
A.稀燃过程中，Pt作催化剂，NO与氧气反应生成NO2
B.稀燃过程中，NO2与BaO反应可能生成NO和Ba（NO3）2
C.富燃过程中，在Pt催化下NO2被CO还原的反应为2NO2＋4CON2＋4CO2
D.富燃过程中，还原产物为N2和CO2
12.（1）某化学学习小组为探究NO2和SO2的反应，进行如下实验（如图所示）。
①图甲两集气瓶中　　　　（填“上”或“下”）瓶颜色深。
②图乙中反应的现象是　　　　　　　。
③图丙中“有红棕色气体产生”说明SO2和NO2反应的产物中有　　　，说明NO2在该反应中表现出　　　　性。
④由图乙和图丙中的现象写出NO2和SO2反应的化学方程式：　　　　　　　。
（2）某课外活动小组探究镁与NO2的反应。已知镁与CO2反应：2Mg＋CO22MgO＋C。
①该小组采用类比Mg与CO2反应的思路对Mg与NO2的反应进行预测，写出Mg与NO2反应的化学方程式：　　　　　　　。
②设计实验验证猜测（用于连接玻璃管的乳胶管均内衬锡纸）。
资料信息：2NO2＋2NaOHNaNO3＋NaNO2＋H2O。
Ⅰ.装置A中的试剂是　　　　。
Ⅱ.干燥管和装置B的作用分别是　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　。
Ⅲ.实验开始时正确的操作步骤是　　　　　（填字母）。
a.通入NO2
b.打开弹簧夹
c.点燃酒精灯
d.当硬质玻璃管内充满红棕色气体后，关闭弹簧夹
13.NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。
（1）NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：　　　　　　　。
其中氮元素的化合价在此反应中发生的变化是　　　　（填字母）。
A.不变 B.仅升高
C.仅降低 D.既有升高又有降低
（2）在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NOx的排放。
①当尾气中空气不足时，NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式：　　　　　　
　　　　　　　。
②根据上述反应，若反应掉1.5 mol的NO，转移电子的物质的量为　　　　mol。
（3）设空气中O2体积分数为0.25，N2体积分数为0.75，有水存在的条件下，氮氧化物和一定量空气混合恰好完全反应，反应后气体体积减少一半，该氮氧化物是　　　　（填字母）。
A.NO
B.NO2
C.NO和NO2物质的量之比为2∶1的混合物
D.NO和NO2物质的量之比为1∶1的混合物
第1课时　自然界中的氮循环、氮的氧化物
1.C　通常情况下氮气的化学性质稳定，在放电或高温条件下，才能跟氧气反应。
2.C　氮的固定是将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。工业上合成氨：N2＋3H22NH3，是将氮气转化为氮的化合物，属于氮的固定；在雷电作用下，空气中的N2与O2反应生成NO，属于氮的固定；氨气、硝酸铵都是氮的化合物，是含氮化合物之间的转化，不是游离态的氮转化为含氮化合物的过程，不属于氮的固定；氮气在根瘤菌作用下生成N，属于氮的固定。
3.B　根据题意可推知火箭喷出的大量红色烟雾应是NO2，而NO遇空气生成NO2。
4.D　NO2是红棕色且有刺激性气味的气体，而SO2是无色有刺激性气味的气体，A错误；汽车尾气的主要大气污染物为C与N的氧化物，如NOx和CO等，B错误；氮的固定是指将游离态的氮元素转化为化合态，且植物可吸收土壤中的铵根离子或硝酸根离子作为肥料，不能直接吸收空气中的氮氧化物，C错误。
5.C　由反应4NO＋3O2＋2H2O4HNO3可得，剩余的气体应为NO，体积为 mL，试管内液面上升。
6.B　混合气体无色，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的气体是CO2，通入水中，溶液呈酸性，且几乎无气体剩余，说明原混合气体中不含N2。
7.A　此无色混合气体通过品红溶液后，品红溶液褪色，说明一定含有SO2；把剩余气体排入空气中，很快变为红棕色，说明原混合气体中一定含有气体NO，A正确；肯定有NO气体，一定不含有O2，另外因混合气体无色，也不会有Cl2，B、C错误；NO2气体为红棕色，此混合气体无色，所以一定不含NO2，D错误。
8.C　①CCOCO2H2CO3，符合转化关系；②N2NONO2HNO3，符合转化关系；③SSO2SO3 H2SO4，符合转化关系；因此符合转化关系的为①②③，C正确。
9.B　由图可知发生的反应为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2，该转化过程中有N、O、C三种元素的化合价发生变化，A、D正确；NO不稳定，与氧气反应生成NO2，该反应不需要催化剂，B错误；由图可知该装置将有毒的NO和CO转化为无毒的CO2和N2，C正确。
10.C　反应生成物有NaNO3、NaNO2，根据元素守恒可得：n（Na）＝n（N），根据原子守恒可知n（NaOH）＝n（NO）＋n（NO2）＋2n（N2O4）＝（a＋b＋2c）mol，故该氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为＝ mol·L－1。
11.D　稀燃过程中，NO和O2在Pt表面反应生成NO2，Pt是催化剂，A正确；稀燃过程中，NO2与BaO反应生成Ba（NO3）2，该过程中NO2被氧化，根据氧化还原反应规律推知，NO2可能被还原生成NO，B正确；富燃过程中，NO2与CO、CxHy等在Pt催化下反应生成N2、CO2和H2O，C正确；富燃过程中，还原产物为N2，氧化产物为CO2，D错误。
12.（1）①下　②两气体混合后，颜色由红棕色变为无色
③NO　氧化　④NO2＋SO2NO＋SO3
（2）①4Mg＋2NO24MgO＋N2　②Ⅰ.NaOH溶液　Ⅱ.吸收NO2，避免污染环境　收集N2　Ⅲ.badc
解析：（1）①NO2呈红棕色，SO2为无色，故下瓶颜色深。②NO2有强氧化性，能被SO2还原成NO，故现象为两气体混合后，颜色由红棕色变为无色。③NO遇空气被氧化成NO2，“有红棕色气体产生”说明SO2和NO2反应的产物中有NO，体现了NO2的氧化性。④由题给现象可知，NO2和SO2反应的化学方程式为NO2＋SO2NO＋SO3。
（2）①由题意可知，Mg与NO2发生置换反应的化学方程式为4Mg＋2NO24MgO＋N2。②由资料信息2NO2＋2NaOHNaNO3＋NaNO2＋H2O可知，装置A中的试剂是NaOH溶液，作用是除去未反应的NO2。干燥管是尾气处理装置，作用是吸收NO2以避免污染环境。装置B的作用是利用排水法收集N2。实验开始时正确的操作步骤：b（打开弹簧夹）→a（通入NO2，排尽反应装置中的空气）→d（当硬质玻璃管内充满红棕色气体后，关闭弹簧夹）→c（点燃酒精灯，在确认装置中充满NO2后才开始加热）。
13.（1）3NO2＋H2O2HNO3＋NO　D
（2）①2NO＋2CON2＋2CO2　②3
（3）D
解析：（1）NO2与H2O反应生成HNO3与NO。由于NO2中的氮元素的化合价为＋4价，而生成物NO中的氮元素的化合价是＋2价，而硝酸中的氮元素的化合价是＋5价，所以NO2中氮元素的化合价既有升高又有降低。（2）①NO 被CO还原成N2，由得失电子守恒和元素守恒可知CO被氧化为CO2；②根据化学方程式2NO＋2CON2＋2CO2可知，反应中氮元素的化合价由＋2价变成0价，所以1.5 mol NO转移电子的物质的量是 3 mol。（3）混合气体全部与空气中的氧气反应，没有物质是过量的，最终氮氧化物与氧气、水反应生成HNO3，反应后气体体积减少一半，剩余气体为氮气，令剩余氮气为0.75 mol，则氮氧化物为1.5 mol－0.75 mol－0.25 mol＝0.5 mol，结合选项令氮氧化物的平均组成为NOx，根据电子转移守恒，则：（5－2x）×0.5＝0.25×4，解得x＝1.5，故氮氧化物为NO和NO2的混合物，令NO和NO2的物质的量分别为a mol、b mol，则：a＋b＝0.5，＝1.5，解得a＝0.25，b＝0.25，故NO和NO2的物质的量之比为0.25 mol∶0.25 mol＝1∶1，故选D
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课程 标准 1.结合真实情境中的应用实例，了解氮的固定及其类型，认识其在生产中的意义。 2.结合真实情境并通过实验探究，了解氮气的主要性质，认识合成氨在氮的循环及农业生产中的重要意义。 3.通过实验探究，了解氮氧化物的主要性质，结合真实情境认识氮氧化物在生产中的应用和对生态环境的影响
分点突破（一）　自然界中的氮循环　氮气
1.自然界中的氮循环
（1）氮元素的存在
在自然界中的存在形式有　 　态和　 　态。
（2）自然界中氮的循环
（3）人类活动对自然界中的氮循环的影响
①氮气铵盐、硝酸等含氮化合物；
②森林、农作物、化石燃料　　　　　　　　参与氮的循环。
2.氮的固定
（1）概念：将空气中　　　　的氮转化为　　　　　　　的过程叫作氮的固定。
（2）分类
氮的固定
3.氮气的物理性质
颜色 状态 气味 在水中的溶解性
色 体 无味 难溶
材料一：氮气在正常情况下是一种安全的气体。通常用来作保护气体，很多电灯泡里都灌有氮气，因为这样可以减慢钨丝的氧化速度，使灯泡经久耐用。
材料二：豆科植物的根瘤菌具有特殊的固氮能力，它能巧妙地把空气中的氮气转化为植物能吸收的氮肥。化学家正在努力研究生物固氮的奥秘。
【交流讨论】
1.很多电灯泡里都灌有氮气，说明什么？
2.氮气性质稳定，是不是不能跟其他物质反应？
3.将1 mol N2、3 mol H2充入密闭容器中，在一定条件下反应，能否得到2 mol NH3？原因是什么？
4.有老农民说种大豆基本不用上氮肥，你认为有道理吗？
氮气的化学性质
通常状况下，氮气的化学性质不活泼，它很难与其他物质发生反应。
在高温、高压、放电等条件下，N2能与H2、O2、Mg等发生化学反应。
（1）氮气与氢气反应
N2＋3H22NH3，该反应是工业合成氨的原理。
（2）氮气与氧气反应：N2＋O22NO。
1.下列关于自然界中氮循环的说法错误的是（　　）
A.碳、氢、氧三种元素也参加了氮的循环
B.含氮的无机物和含氮的有机物可以相互转化
C.仿生固氮和根瘤菌固氮均为自然固氮
D.氮元素有的发生氧化反应，有的发生还原反应
2.氮气在大气中虽多于氧气，由于它的性质不活泼，所以人们在认识氧气之后才认识氮气的。不过它的发现却早于氧气。D·卢瑟福发现这气体不能维持生命，具有灭火性质，可以分离空气获得。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与其他物质发生反应
B.氮气比空气轻，且不溶于水
C.氮分子中两个氮原子间结合得很牢固，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
分点突破（二）　氮的氧化物
我国汽车销量增长幅度很大，同时也带来了空气污染。汽车尾气转化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。
【交流讨论】
1.汽车尾气的主要污染物包括哪些？
2.由图分析写出汽车尾气转化装置里发生的反应。在反应中氮氧化物分别表现什么性质？
3.汽车尾气的排放有哪些危害？
NO和NO2的性质
类型 NO NO2
物理性质 无色、难溶于水的气体 红棕色、有刺激性气味、易溶于水的气体
化学性质 与水反应 不反应 3NO2＋H2O2HNO3＋NO（工业上利用这一原理制取HNO3）
与O2反应 2NO＋O22NO2 不反应
与碱反应 不反应 2NO2＋2NaOHNaNO3＋NaNO2＋H2O（用于消除NO2对空气的污染）
氧化性 弱氧化性：6NO＋4NH35N2＋6H2O； 2NO＋2CON2＋2CO2（用于汽车尾气处理） 强氧化性：NO2＋SO2NO＋SO3；可使湿润的淀粉-KI试纸变蓝
毒性 有毒，与CO类似，能与血红蛋白结合 有毒
1.下列对NO、NO2的描述，正确的是（　　）
A.NO是红棕色气体，易溶于水，是酸性氧化物
B.NO2可用排水法收集，且可由N2和O2化合而得到
C.NO、NO2在一定条件下可相互转化，且二者都是大气污染物
D.NO密度比空气大，可用排空气法收集
2.把少量NO2气体通入足量小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有足量Na2O2颗粒的干燥管，最后收集到的气体是（　　）
A.O2 B.NO2
C.NO2和O2 D.NO2和NO
3.如图所示，试管中盛装的是红棕色气体（可能是混合物），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（　　）
A.可能是N2与NO2的混合气体 B.只能是NO2一种气体
C.可能是N2与NO的混合气体 D.可能是O2与NO2的混合气体
氮氧化物溶于水的计算（理解与辨析）
1.在一定条件下，将6体积的NO2和一定体积的NO置于试管中，并将试管倒置于水中，当通入4.5体积的O2充分反应后，剩余1.5体积气体。原NO体积可能为多少？
2.山谷中经常电闪雷鸣、雷雨交加，但树木、灌木、草等植被往往非常茂密。试说出其中的原理，写出反应的化学方程式。
3.把一支充满NO2气体的试管倒置在水槽中充分反应后，水能否充满试管？如果要使水能充满试管，应采取的措施是什么？
4.向一支充有10 mL NO的试管中通入多少O2才能使水充满整个试管？
【规律方法】
氮氧化物溶于水的计算
1.二氧化氮与氧气混合溶于水的反应分析
2NO＋O22NO2①
3NO2＋H2O2HNO3＋NO②
由①＋②×2　得4NO2＋O2＋2H2O4HNO3，当体积比V（NO2）∶V（O2）
2.一氧化氮与氧气混合溶于水的反应分析
由①×3＋②×2　得4NO＋3O2＋2H2O4HNO3，当体积比V（NO）∶V（O2）
[注意]　因为水溶液中发生反应：3NO2＋H2O2HNO3＋NO，所以无论何种情况下水溶液中不会剩余NO2。
【迁移应用】
1.将10 mL NO和NO2的混合气体通入装满水倒立在水槽中的量筒内，一段时间后，最后剩余4 mL气体，原混合气体中含NO的体积为（　　）
A.1 mL B.3 mL
C.5 mL D.7 mL
2.将盛有12 mL NO2和O2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，则原混合气体中O2的体积可能是（　　）
A.1.5 mL B.2.4 mL C.3.6 mL D.4 mL
3.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气体的体积是　　　　。
1.下列说法不正确的是（　　）
A.豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮气是化学变化
B.汽车尾气中的氮氧化物是由游离态氮转化来的
C.化石燃料燃烧通常不释放出氮氧化物
D.植物秸秆燃烧时产生氮氧化物，参与了氮的循环
2.下列关于氮及其化合物的说法正确的是（　　）
A.NOx是引起光化学烟雾的大气污染物
B.NO、NO2均为污染性气体，在大气中可稳定存在
C.NO、NO2均易溶于水
D.NO、NO2均能与水发生反应
3.氮元素在海洋中的循环是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程如图所示。下列关于海洋氮循环的说法正确的是（　　）
A.海洋中的氮循环起始于氮的氧化
B.海洋中氮循环属于固氮作用的是③
C.海洋中的反硝化作用需要有氧气的参与
D.向海洋中排放含N的废水会影响海洋中N的含量
4.下列物质的转化必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成的是（　　）
①NO2→NO　②NO2→HNO3　③N2→NO2　④N2→NO　⑤N2→NH3
A.① B.②⑤ C.④ D.③④
5.探究小组进行如图所示的实验，在B水槽中装有500 mL水，容积为 a mL的试管A充满了NO2和NO的混合气体（标准状况），将试管A倒插入B水槽的水中。充分反应后，试管A中余下气体的体积为0.5a mL。
（1）将试管A倒插入B水槽中发生的反应为　　　　　　　　　　　　　　　　，该反应中氧化剂与还原剂的质量比为　　　　，原混合气体中NO2和NO的物质的量之比为　　　　。
（2）通过导气管C向余下0.5a mL气体的试管A中持续通入氧气，A中可能观察到的现象是　　　　　。
（3）当试管A中充满气体时停止通入氧气，然后将试管取出水槽，水槽B中溶液的物质的量浓度为　 　　　mol·L－1（设溶液的体积仍为500 mL）。
第1课时　自然界中的氮循环、氮的氧化物
【基础知识·准落实】
分点突破（一）
师生互动
1.（1）游离　化合　（2）硝酸盐　（3）①氨　②氮氧化物
2.（1）游离态　含氮化合物　3.无　气
探究活动
交流讨论
1.提示：N2稳定，高温下不与钨丝反应。
2.提示：不是。氮气是非金属单质，氮元素的化合价为0价，属于中间价态，在化学反应中既可以作氧化剂又可以作还原剂，如与H2、Mg反应作氧化剂，与O2反应作还原剂。
3.提示：不能。因为合成氨的反应是可逆反应，不能完全进行到底。
4.提示：有道理；因为豆科植物的根瘤菌能把空气中的氮气转化为含氮化合物给植物提供氮肥。
自主练习
1.C　仿生固氮是模仿生物将大气中的氮固定，属于人工固氮，C错误。
2.C　N2性质稳定，但在高温下可与H2等物质反应表现出氧化性，与O2在放电条件下反应表现出还原性，A、D项不正确；氮气密度与空气相近，但不是N2能大量存在于空气中的根本原因，B项不正确。
分点突破（二）
探究活动
交流讨论
1.提示：汽油不完全燃烧生成CO；高温高压条件下氮气与氧气反应生成NO，部分NO与氧气反应生成NO2，故汽车尾气的主要污染物为CO、NO2、NO等。
2.提示：由图中进出的物质可知，发生反应为2NO＋O22NO2、2NO2＋4CO4CO2＋N2，第一个反应中NO表现还原性，第二个反应中NO2表现氧化性。
3.提示：汽车尾气被人体吸收会造成伤害，排入大气会引起光化学烟雾、硝酸型酸雨等。
自主练习
1.C　NO是无色、难溶于水的气体，不与碱反应，不是酸性氧化物，A项错误；NO2能与水反应：3NO2＋H2O2HNO3＋NO，N2和O2反应生成NO，B项错误；NO和O2发生反应：2NO＋O22NO2，NO2与H2O反应生成NO，NO、NO2都是大气污染物，C项正确；NO易与O2反应，不能用排空气法收集，D项错误。
2.C　少量NO2气体通入足量小苏打溶液中，发生反应：3NO2＋H2O2HNO3＋NO、HNO3＋NaHCO3NaNO3＋H2O＋CO2↑，逸出的气体是NO、CO2，NO和CO2的物质的量之比为1∶2，同时还有少量水蒸气逸出；再使逸出的气体通过装有足量Na2O2颗粒的干燥管，发生反应2Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2、2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑，生成的O2再与NO反应生成NO2：2NO＋O22NO2，O2有剩余。
3.D　N2和水不反应且不溶于水，在有O2的条件下N2也不与水反应，则通入O2后试管内不能完全被水充满，A、C错误；O2与NO2可在水中发生反应：4NO2＋O2＋2H2O4HNO3，若试管中只有NO2一种气体，则通入适量O2后试管内能完全被水充满，但也可以是O2和NO2的混合气体，B错误，D正确。
【关键能力·细培养】
1.提示：问题的关键在于理解剩余的1.5体积气体，可能是一氧化氮，也有可能是氧气。若是一氧化氮，则氧气全部反应，二氧化氮完全反应消耗1.5体积氧气，剩余3体积氧气应该被4体积一氧化氮消耗，所以一氧化氮体积为4体积＋1.5体积＝5.5体积；若剩余的为氧气，则反应过程中一氧化氮消耗的氧气为1.5体积，那么一氧化氮的体积是2体积。
2.提示：雷电发生时，N2和O2化合生成NO，NO迅速被氧化为NO2，NO2溶于水生成HNO3，HNO3跟土壤中的矿物作用生成硝酸盐，N可被植物吸收。
N2＋O22NO，2NO＋O22NO2，3NO2＋H2O2HNO3＋NO。
3.提示：不能。NO2与水反应的化学方程式为3NO2＋H2O2HNO3＋NO，由此可知最后水只能充满整个试管的三分之二。如果要使水能充满试管，应通入O2。
4.提示：已知2NO＋O22NO2　①，
3NO2＋H2O2HNO3＋NO　②。
由方程式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，需通入7.5 mL O2。
迁移应用
1.A　设NO2的体积为x，则NO的体积为（10 mL－x），NO2气体与水反应的化学方程式为3NO2＋H2O2HNO3＋NO，由此可知，x＋（10 mL－x）＝4 mL，解得x＝9 mL，则原混合气体中含NO的体积为10 mL－x＝1 mL。
2.D　解题依据的化学反应原理为4NO2＋O2＋2H2O4HNO3、3NO2＋H2O2HNO3＋NO，设O2的体积为 x mL，剩余的气体有两种可能：①若剩O2，则V剩＝x－（12－x）＝2，解得x＝4；②若剩NO，则V剩＝[（12－x）－4x]＝2，解得x＝1.2。
3.（1）NO　O2　（2）20 mL
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：a mL－ mL＝5 mL，a＝20 mL。
【教学效果·勤检测】
1.C　氮的固定是将游离态的氮转化为含氮化合物，是化学变化；汽车尾气中的氮氧化物是由氮气和氧气反应生成的；化石燃料中含有氮元素，燃烧时会释放出氮氧化物；植物秸秆燃烧时产生氮氧化物，参与了氮的循环。
2.A　氮氧化物是引起光化学烟雾的大气污染物，A正确；NO、NO2均能形成酸雨，是污染性气体，常温下一氧化氮易和氧气反应生成二氧化氮，在大气中不能稳定存在，B错误；一氧化氮不溶于水，C错误；一氧化氮不与水反应，D错误。
3.D　根据题图可知，海洋中的氮循环起始于 N2→N，即起始于氮的还原，A项错误；属于固氮作用的是②，B项错误；反硝化作用中氮元素化合价降低，被还原，而O2是常见的氧化剂，故不需要有O2的参与，C项错误；根据题图可知，若向海洋中排放含N的废水，会使反硝化作用增强，海洋中N2增多，从而影响海洋中N的含量，D项正确。
4.C　题中涉及的转化有：
5.（1）3NO2＋H2O2HNO3＋NO　1∶2　3∶1
（2）无色气体变为红棕色，试管中液面不断上升至全充满，继续通入氧气后，试管中液面下降，最后充满无色气体O2
（3）
解析：（1）试管A倒插入B水槽中后，发生反应3NO2＋H2O2HNO3＋NO，氧化剂与还原剂均为NO2，质量比为1∶2。根据题意有n（NO2）＋n（NO）＝[n（NO2）＋n（NO）]，n（NO2）∶n（NO）＝3∶1。（2）试管A中剩余0.5a mL气体为NO，通入氧气后，发生反应2NO＋O22NO2，4NO2＋O2＋2H2O4HNO3，可写为4NO＋3O2＋2H2O4HNO3，无色气体变为红棕色气体，试管中液面不断上升至全充满，继续通入氧气后，试管中液面下降，最后充满无色气体O2。（3）试管中充满气体时，根据原子守恒，n（HNO3）＝n（气体）＝，c（HNO3）＝＝ mol·L－1。
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第1课时
自然界中的氮循环、氮的氧化物
课
程 标
准 1.结合真实情境中的应用实例，了解氮的固定及其类型，认识
其在生产中的意义。
2.结合真实情境并通过实验探究，了解氮气的主要性质，认识
合成氨在氮的循环及农业生产中的重要意义。
3.通过实验探究，了解氮氧化物的主要性质，结合真实情境认
识氮氧化物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）　自然界中的氮循环　氮气
1. 自然界中的氮循环
（1）氮元素的存在
在自然界中的存在形式有 态和 态。
（2）自然界中氮的循环
游离　
化合　
（3）人类活动对自然界中的氮循环的影响
①氮气 铵盐、硝酸等含氮化合物；
氨 　
②森林、农作物、化石燃料 参与氮的循环。
氮氧化物　
2. 氮的固定
（1）概念：将空气中 的氮转化为 的过
程叫作氮的固定。
（2）分类
氮的固定
游离态　
含氮化合物　
3. 氮气的物理性质
颜色 状态 气味 在水中的溶解性
色 体 无味 难溶
无　
气　
材料一：氮气在正常情况下是一种安全的气体。通常用来作保护气
体，很多电灯泡里都灌有氮气，因为这样可以减慢钨丝的氧化速度，
使灯泡经久耐用。
材料二：豆科植物的根瘤菌具有特殊的固氮能力，它能巧妙地把空气
中的氮气转化为植物能吸收的氮肥。化学家正在努力研究生物固氮的
奥秘。
【交流讨论】
1. 很多电灯泡里都灌有氮气，说明什么？
提示：N2稳定，高温下不与钨丝反应。
2. 氮气性质稳定，是不是不能跟其他物质反应？
提示：不是。氮气是非金属单质，氮元素的化合价为0价，属于中
间价态，在化学反应中既可以作氧化剂又可以作还原剂，如与
H2、Mg反应作氧化剂，与O2反应作还原剂。
3. 将1 mol N2、3 mol H2充入密闭容器中，在一定条件下反应，能否
得到2 mol NH3？原因是什么？
提示：不能。因为合成氨的反应是可逆反应，不能完全进行到底。
4. 有老农民说种大豆基本不用上氮肥，你认为有道理吗？
提示：有道理；因为豆科植物的根瘤菌能把空气中的氮气转化为含
氮化合物给植物提供氮肥。
氮气的化学性质
通常状况下，氮气的化学性质不活泼，它很难与其他物质发生反应。
在高温、高压、放电等条件下，N2能与H2、O2、Mg等发生化学反
应。
（1）氮气与氢气反应
N2＋3H2 2NH3，该反应是工业合成氨的原理。
（2）氮气与氧气反应：N2＋O2 2NO。
1. 下列关于自然界中氮循环的说法错误的是（　　）
A. 碳、氢、氧三种元素也参加了氮的循环
B. 含氮的无机物和含氮的有机物可以相互转化
C. 仿生固氮和根瘤菌固氮均为自然固氮
D. 氮元素有的发生氧化反应，有的发生还原反应
解析：　仿生固氮是模仿生物将大气中的氮固定，属于人工固
氮，C错误。
2. 氮气在大气中虽多于氧气，由于它的性质不活泼，所以人们在认识
氧气之后才认识氮气的。不过它的发现却早于氧气。D·卢瑟福发
现这气体不能维持生命，具有灭火性质，可以分离空气获得。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与其他物质发生反应
B. 氮气比空气轻，且不溶于水
C. 氮分子中两个氮原子间结合得很牢固，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，但在高温下可与H2等物质反应表现出氧化
性，与O2在放电条件下反应表现出还原性，A、D项不正确；氮气
密度与空气相近，但不是N2能大量存在于空气中的根本原因，B项
不正确。
分点突破（二）　氮的氧化物
我国汽车销量增长幅度很大，同时也带来了空气污染。汽车尾气转化
装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。
【交流讨论】
1. 汽车尾气的主要污染物包括哪些？
提示：汽油不完全燃烧生成CO；高温高压条件下氮气与氧气反应
生成NO，部分NO与氧气反应生成NO2，故汽车尾气的主要污染物
为CO、NO2、NO等。
2. 由图分析写出汽车尾气转化装置里发生的反应。在反应中氮氧化物
分别表现什么性质？
提示：由图中进出的物质可知，发生反应为2NO＋O2 2NO2、
2NO2＋4CO 4CO2＋N2，第一个反应中NO表现还原性，第
二个反应中NO2表现氧化性。
3. 汽车尾气的排放有哪些危害？
提示：汽车尾气被人体吸收会造成伤害，排入大气会引起光化学烟
雾、硝酸型酸雨等。
NO和NO2的性质
类型 NO NO2
物理性质 无色、难溶于水的气体 红棕色、有刺激性气味、易溶
于水的气体
化
学
性
质 与水 反应 不反应
与O2 反应 不反应
类型 NO NO2
化
学
性
质 与碱反应 不反应
氧化性 弱氧化性： 6NO＋4NH3 5N2＋6H2O； 2NO＋2CO N2＋2CO2 （用于汽车尾气处理）
毒性 有毒，与CO类似，能与血红蛋白结合 有毒
1. 下列对NO、NO2的描述，正确的是（　　）
A. NO是红棕色气体，易溶于水，是酸性氧化物
B. NO2可用排水法收集，且可由N2和O2化合而得到
C. NO、NO2在一定条件下可相互转化，且二者都是大气污染物
D. NO密度比空气大，可用排空气法收集
解析：　NO是无色、难溶于水的气体，不与碱反应，不是酸性
氧化物，A项错误；NO2能与水反应：3NO2＋H2O 2HNO3＋
NO，N2和O2反应生成NO，B项错误；NO和O2发生反应：2NO＋
O2 2NO2，NO2与H2O反应生成NO，NO、NO2都是大气污染
物，C项正确；NO易与O2反应，不能用排空气法收集，D项错误。
2. 把少量NO2气体通入足量小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有
足量Na2O2颗粒的干燥管，最后收集到的气体是（　　）
A. O2 B. NO2
C. NO2和O2 D. NO2和NO
解析：　少量NO2气体通入足量小苏打溶液中，发生反应：3NO2
＋H2O 2HNO3＋NO、HNO3＋NaHCO3 NaNO3＋H2O＋
CO2↑，逸出的气体是NO、CO2，NO和CO2的物质的量之比为
1∶2，同时还有少量水蒸气逸出；再使逸出的气体通过装有足量
Na2O2颗粒的干燥管，发生反应2Na2O2＋2CO2 2Na2CO3＋O2、
2Na2O2＋2H2O 4NaOH＋O2↑，生成的O2再与NO反应生成
NO2：2NO＋O2 2NO2，O2有剩余。
3. 如图所示，试管中盛装的是红棕色气体（可能是混合物），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（　　）
A. 可能是N2与NO2的混合气体
B. 只能是NO2一种气体
C. 可能是N2与NO的混合气体
D. 可能是O2与NO2的混合气体
解析：　N2和水不反应且不溶于水，在有O2的条件下N2也不与水
反应，则通入O2后试管内不能完全被水充满，A、C错误；O2与
NO2可在水中发生反应：4NO2＋O2＋2H2O 4HNO3，若试管中
只有NO2一种气体，则通入适量O2后试管内能完全被水充满，但也
可以是O2和NO2的混合气体，B错误，D正确。
关键能力·细培养
2
互动探究 深化认知
1. 在一定条件下，将6体积的NO2和一定体积的NO置于试管中，并将
试管倒置于水中，当通入4.5体积的O2充分反应后，剩余1.5体积
气体。原NO体积可能为多少？
提示：问题的关键在于理解剩余的1.5体积气体，可能是一氧化
氮，也有可能是氧气。若是一氧化氮，则氧气全部反应，二氧化氮
完全反应消耗1.5体积氧气，剩余3体积氧气应该被4体积一氧化氮
消耗，所以一氧化氮体积为4体积＋1.5体积＝5.5体积；若剩余的
为氧气，则反应过程中一氧化氮消耗的氧气为1.5体积，那么一氧
化氮的体积是2体积。
氮氧化物溶于水的计算（理解与辨析）
2. 山谷中经常电闪雷鸣、雷雨交加，但树木、灌木、草等植被往往非
常茂密。试说出其中的原理，写出反应的化学方程式。
提示：雷电发生时，N2和O2化合生成NO，NO迅速被氧化为NO2，
NO2溶于水生成HNO3，HNO3跟土壤中的矿物作用生成硝酸盐，N
可被植物吸收。
N2＋O2 2NO，2NO＋O2 2NO2，3NO2＋H2O 2HNO3
＋NO。
3. 把一支充满NO2气体的试管倒置在水槽中充分反应后，水能否充满
试管？如果要使水能充满试管，应采取的措施是什么？
提示：不能。NO2与水反应的化学方程式为3NO2＋H2O 2HNO3
＋NO，由此可知最后水只能充满整个试管的三分之二。如果要使
水能充满试管，应通入O2。
4. 向一支充有10 mL NO的试管中通入多少O2才能使水充满整个
试管？
提示：已知2NO＋O2 2NO2　①，
3NO2＋H2O 2HNO3＋NO　②。
由方程式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，需通入7.5 mL O2。
【规律方法】
氮氧化物溶于水的计算
1. 二氧化氮与氧气混合溶于水的反应分析
2NO＋O2 2NO2①
3NO2＋H2O 2HNO3＋NO②
由①＋②×2　得4NO2＋O2＋2H2O 4HNO3，当体积比 V
（NO2）∶ V （O2）
2. 一氧化氮与氧气混合溶于水的反应分析
由①×3＋②×2　得4NO＋3O2＋2H2O 4HNO3，当体积比 V
（NO）∶ V （O2）
[注意]　因为水溶液中发生反应：3NO2＋H2O 2HNO3＋NO，
所以无论何种情况下水溶液中不会剩余NO2。
【迁移应用】
1. 将10 mL NO和NO2的混合气体通入装满水倒立在水槽中的量筒
内，一段时间后，最后剩余4 mL气体，原混合气体中含NO的体积
为（　　）
A. 1 mL B. 3 mL
C. 5 mL D. 7 mL
解析：　设NO2的体积为 x ，则NO的体积为（10 mL－ x ），NO2
气体与水反应的化学方程式为3NO2＋H2O 2HNO3＋NO，由此
可知， x ＋（10 mL－ x ）＝4 mL，解得 x ＝9 mL，则原混合气体
中含NO的体积为10 mL－ x ＝1 mL。
2. 将盛有12 mL NO2和O2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，则原混合气体中O2的体积可能是
（　　）
A. 1.5 mL B. 2.4 mL
C. 3.6 mL D. 4 mL
解析：　解题依据的化学反应原理为4NO2＋O2＋2H2O
4HNO3、3NO2＋H2O 2HNO3＋NO，设O2的体积为 x mL，剩余
的气体有两种可能：①若剩O2，则 V剩＝ x － （12－ x ）＝2，解得
x ＝4；②若剩NO，则 V剩＝ [（12－ x ）－4 x ]＝2，解得 x ＝
1.2。
3. 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气体的体积是 。
解析： 4NO＋3O2＋2H2O 4HNO3
a mL mL
依题意： a mL－ mL＝5 mL， a ＝20 mL。
20 mL　
教学效果·勤检测
3
强化技能 查缺补漏
1. 下列说法不正确的是（　　）
A. 豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮气是化学变化
B. 汽车尾气中的氮氧化物是由游离态氮转化来的
C. 化石燃料燃烧通常不释放出氮氧化物
D. 植物秸秆燃烧时产生氮氧化物，参与了氮的循环
解析：　氮的固定是将游离态的氮转化为含氮化合物，是化学变
化；汽车尾气中的氮氧化物是由氮气和氧气反应生成的；化石燃料
中含有氮元素，燃烧时会释放出氮氧化物；植物秸秆燃烧时产生氮
氧化物，参与了氮的循环。
2. 下列关于氮及其化合物的说法正确的是（　　）
A. NO x 是引起光化学烟雾的大气污染物
B. NO、NO2均为污染性气体，在大气中可稳定存在
C. NO、NO2均易溶于水
D. NO、NO2均能与水发生反应
解析：　氮氧化物是引起光化学烟雾的大气污染物，A正确；
NO、NO2均能形成酸雨，是污染性气体，常温下一氧化氮易和氧
气反应生成二氧化氮，在大气中不能稳定存在，B错误；一氧化氮
不溶于水，C错误；一氧化氮不与水反应，D错误。
3. 氮元素在海洋中的循环是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程如图所示。下列关于海洋氮循环的说法正确的是（　　）
A. 海洋中的氮循环起始于氮的氧化
B. 海洋中氮循环属于固氮作用的是③
C. 海洋中的反硝化作用需要有氧气的参与
解析：　根据题图可知，海洋中的氮循环起始于 N2→N ，即
起始于氮的还原，A项错误；属于固氮作用的是②，B项错误；反
硝化作用中氮元素化合价降低，被还原，而O2是常见的氧化剂，
故不需要有O2的参与，C项错误；根据题图可知，若向海洋中排放
含N 的废水，会使反硝化作用增强，海洋中N2增多，从而影响
海洋中N 的含量，D项正确。
4. 下列物质的转化必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成的是
（　　）
①NO2→NO ②NO2→HNO3 ③N2→NO2
④N2→NO ⑤N2→NH3
A. ① B. ②⑤ C. ④ D. ③④
解析：　题中涉及的转化有：
5. 探究小组进行如图所示的实验，在B水槽中装有500 mL水，容积为 a mL的试管A充满了NO2和NO的混合气体（标准状况），将试管A倒插入B水槽的水中。充分反应后，试管A中余下气体的体积为0.5 a mL。
（1）将试管A倒插入B水槽中发生的反应为
，该反应中氧化剂与还原剂的质量比
为 ，原混合气体中NO2和NO的物质的量之比
为 。
3NO2＋H2O
2HNO3＋NO　
1∶2　
3∶1　
解析：试管A倒插入B水槽中后，发生反应3NO2＋H2O 2HNO3＋NO，氧化剂与还原剂均为NO2，质量比为1∶2。根据题意有 n （NO2）＋ n （NO）＝ [ n （NO2）＋ n （NO）]， n （NO2）∶ n （NO）＝3∶1。
（2）通过导气管C向余下0.5 a mL气体的试管A中持续通入氧气，
A中可能观察到的现象是

。
无色气体变为红棕色，试管中液
面不断上升至全充满，继续通入氧气后，试管中液面下降，
最后充满无色气体O2　
解析：试管A中剩余0.5 a mL气体为NO，通入氧气后，发生反应2NO＋O2 2NO2，4NO2＋O2＋2H2O 4HNO3，可写为4NO＋3O2＋2H2O 4HNO3，无色气体变为红棕色气体，试管中液面不断上升至全充满，继续通入氧气后，试管中液面下
降，最后充满无色气体O2。
（3）当试管A中充满气体时停止通入氧气，然后将试管取出水
槽，水槽B中溶液的物质的量浓度为 mol·L－1（设
溶液的体积仍为500 mL）。
解析：试管中充满气体时，根据原子守恒， n
（HNO3）＝ n （气体）＝ ， c （HNO3）
＝ ＝ mol·L－1。
　
学科素养·稳提升
4
内化知识 知能升华
1. 下列说法错误的是（　　）
A. 氮在自然界中既能以游离态形式存在又能以化合态形式存在
B. 通常情况下，氮气的化学性质稳定
C. 氮气可在氧气中燃烧生成一氧化氮
D. 大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮循环
解析：　通常情况下氮气的化学性质稳定，在放电或高温条件
下，才能跟氧气反应。
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2. 下列过程不属于氮的固定的是（　　）
A. 工业合成氨
B. 雷雨天产生NO
C. 由氨气生成硝酸铵
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解析：　氮的固定是将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过
程。工业上合成氨：N2＋3H2 2NH3，是将氮气转化为氮
的化合物，属于氮的固定；在雷电作用下，空气中的N2与O2反应
生成NO，属于氮的固定；氨气、硝酸铵都是氮的化合物，是含氮
化合物之间的转化，不是游离态的氮转化为含氮化合物的过程，不
属于氮的固定；氮气在根瘤菌作用下生成N ，属于氮的固定。
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3. 运载火箭的推进剂引燃后产生的气体主要是CO2、H2O、N2、NO，
这些气体均为无色，但在卫星发射现场看到火箭喷出大量红色烟
雾。产生红色烟雾的原因是（　　）
A. 高温下N2遇空气生成NO2
B. NO遇空气生成NO2
C. CO2和NO反应生成CO和NO2
D. NO和H2O反应生成H2和NO2
解析：　根据题意可推知火箭喷出的大量红色烟雾应是NO2，而
NO遇空气生成NO2。
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4. 硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和
氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注，下列说法正确的是
（　　）
A. NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因
B. 汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5
C. 植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定
D. 工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
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解析：　NO2是红棕色且有刺激性气味的气体，而SO2是无色有
刺激性气味的气体，A错误；汽车尾气的主要大气污染物为C与N
的氧化物，如NO x 和CO等，B错误；氮的固定是指将游离态的氮元
素转化为化合态，且植物可吸收土壤中的铵根离子或硝酸根离子作
为肥料，不能直接吸收空气中的氮氧化物，C错误。
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5. 如图所示，试管中装有12 mL NO，然后间歇而又缓慢地通入8 mL
O2，下列是对最终状态的描述：
①试管内气体呈红棕色
②试管内气体呈无色
③试管内液面不变
④试管内液面上升
⑤试管内气体是O2
⑥试管内气体是NO
其中正确的是（　　）
A. ①③ B. ②④⑤
C. ②④⑥ D. ②③⑤
解析：由反应4NO＋3O2＋2H2O 4HNO3可得，剩余的气体应为NO，体积为 mL，试管内液面上升。
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6. 无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、N2中的几种，将一定
量的甲气体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，则甲气体的组成为（　　）
A. NO2、N2 B. NO、CO2
C. NO2、CO2 D. NO、CO2、N2
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解析：　混合气体无色，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
体是CO2，通入水中，溶液呈酸性，且几乎无气体剩余，说明原混
合气体中不含N2。
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7. 某混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种
气体。现将该无色气体通入品红溶液中，品红溶液褪色，把剩余气
体排入空气中，很快变成红棕色。下列对于原混合气体成分的判断
中正确的是（　　）
A. 肯定有SO2和NO
B. 肯定没有Cl2、O2和NO
C. 可能有O2和Cl2
D. 肯定有NO2
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解析：　此无色混合气体通过品红溶液后，品红溶液褪色，说明
一定含有SO2；把剩余气体排入空气中，很快变为红棕色，说明原
混合气体中一定含有气体NO，A正确；肯定有NO气体，一定不含
有O2，另外因混合气体无色，也不会有Cl2，B、C错误；NO2气体
为红棕色，此混合气体无色，所以一定不含NO2，D错误。
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8. 如图为含有同一种元素的a、b、c、d四种物质的转化关系，其中a
是单质，b、c是氧化物，d是酸，各步转化均为一步实现，则a可能
是①C、②N2、③S 中的（　　）
A. ①和③ B. 只有①
解析： 　①C CO CO2 H2CO3，符合转化关系；②
N2 NO NO2 HNO3，符合转化关系；③
S SO2 SO3 H2SO4，符合转化关系；因此符合转化关
系的为①②③，C正确。
C. ①②③ D. ①②
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9. 在汽车尾气净化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程
如图所示。下列说法不正确的是（　　）
A. 该转化过程中有3种元素的化合价发生变化
B. NO和O2必须在催化剂表面才能反应
C. 该装置将有毒的NO和CO转化为无毒的CO2和N2
D. 该催化转化的总反应为2NO＋O2＋4CO 4CO2＋N2
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解析：　 由图可知发生的反应为2NO＋O2＋4CO 4CO2＋
N2，该转化过程中有N、O、C三种元素的化合价发生变化，A、D
正确；NO不稳定，与氧气反应生成NO2，该反应不需要催化剂，B
错误；由图可知该装置将有毒的NO和CO转化为无毒的CO2和N2，
C正确。
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10. 为了除去NO、NO2、N2O4对大气的污染，常采用氢氧化钠溶液进
行吸收处理（反应方程式：2NO2＋2NaOH NaNO3＋NaNO2＋
H2O；NO2＋NO＋2NaOH 2NaNO2＋H2O）。现有由 a mol
NO、 b mol NO2、 c mol N2O4组成的混合气体恰好被 V L氢氧化钠
溶液吸收（无气体剩余），则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最
小为（　　）
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解析：　反应生成物有NaNO3、NaNO2，根据元素守恒可得： n
（Na）＝ n （N），根据原子守恒可知 n （NaOH）＝ n （NO）＋
n （NO2）＋2 n （N2O4）＝（ a ＋ b ＋2 c ）mol，故该氢氧化钠溶
液的物质的量浓度最小为 ＝ mol·L－1。
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11. 汽车发动机在稀燃和富燃条件下交替进行，将尾气中的NO x 在催
化剂上反应脱除。其工作原理示意图如下：
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A. 稀燃过程中，Pt作催化剂，NO与氧气反应生成NO2
B. 稀燃过程中，NO2与BaO反应可能生成NO和Ba（NO3）2
C. 富燃过程中，在Pt催化下NO2被CO还原的反应为2NO2＋4CO N2
＋4CO2
D. 富燃过程中，还原产物为N2和CO2
下列说法错误的是（　　）
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解析：　稀燃过程中，NO和O2在Pt表面反应生成NO2，Pt是催
化剂，A正确；稀燃过程中，NO2与BaO反应生成Ba（NO3）2，
该过程中NO2被氧化，根据氧化还原反应规律推知，NO2可能被
还原生成NO，B正确；富燃过程中，NO2与CO、C x H y 等在Pt催化
下反应生成N2、CO2和H2O，C正确；富燃过程中，还原产物为
N2，氧化产物为CO2，D错误。
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12. （1）某化学学习小组为探究NO2和SO2的反应，进行如下实验
（如图所示）。
①图甲两集气瓶中 （填“上”或“下”）瓶颜色深。
②图乙中反应的现象是 。
下　
两气体混合后，颜色由红棕色变为无
色　
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③图丙中“有红棕色气体产生”说明SO2和NO2反应的产物中
有 ，说明NO2在该反应中表现出 性。
④由图乙和图丙中的现象写出NO2和SO2反应的化学方程
式： 。
NO　
氧化　
NO2＋SO2 NO＋SO3　
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解析： ①NO2呈红棕色，SO2为无色，故下瓶颜色深。②NO2有
强氧化性，能被SO2还原成NO，故现象为两气体混合后，颜色由红棕
色变为无色。③NO遇空气被氧化成NO2，“有红棕色气体产生”说明
SO2和NO2反应的产物中有NO，体现了NO2的氧化性。④由题给现象
可知，NO2和SO2反应的化学方程式为NO2＋SO2 NO＋SO3。
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（2）某课外活动小组探究镁与NO2的反应。已知镁与CO2反应：
2Mg＋CO2 2MgO＋C。
①该小组采用类比Mg与CO2反应的思路对Mg与NO2的反应
进行预测，写出Mg与NO2反应的化学方程式：
。
4Mg＋
2NO2　 4MgO＋N2　
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资料信息：2NO2＋2NaOH NaNO3＋NaNO2＋H2O。
②设计实验验证猜测（用于连接玻璃管的乳胶管均内衬锡纸）。
Ⅰ.装置A中的试剂是 。
NaOH溶液　
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Ⅱ.干燥管和装置B的作用分别是 、
。
Ⅲ.实验开始时正确的操作步骤是 （填字母）。
a.通入NO2
b.打开弹簧夹
c.点燃酒精灯
d.当硬质玻璃管内充满红棕色气体后，关闭弹簧夹
吸收NO2，避免污染环境　
收
集N2　
badc　
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解析： ①由题意可知，Mg与NO2发生置换反应的化学方程式为4Mg＋
2NO2 4MgO＋N2。②由资料信息2NO2＋2NaOH NaNO3＋
NaNO2＋H2O可知，装置A中的试剂是NaOH溶液，作用是除去未反应
的NO2。干燥管是尾气处理装置，作用是吸收NO2以避免污染环境。
装置B的作用是利用排水法收集N2。实验开始时正确的操作步骤：b
（打开弹簧夹）→a（通入NO2，排尽反应装置中的空气）→d（当硬
质玻璃管内充满红棕色气体后，关闭弹簧夹）→c（点燃酒精灯，在
确认装置中充满NO2后才开始加热）。
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13. NO x 是汽车尾气中的主要污染物之一。
（1）NO x 能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程
式： 。
其中氮元素的化合价在此反应中发生的变化是 （填字
母）。
A. 不变 B. 仅升高
C. 仅降低 D. 既有升高又有降低
3NO2＋H2O 2HNO3＋NO　
D　
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解析：NO2与H2O反应生成HNO3与NO。由于NO2中的氮元素的化合价为＋4价，而生成物NO中的氮元素的化合价是＋2价，而硝酸中的氮元素的化合价是＋5价，所以NO2中氮元素的化合价既有升高又有降低。
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①当尾气中空气不足时，NO x 在催化转化器中被还原成N2排
出。写出NO被CO还原的化学方程式：
。
②根据上述反应，若反应掉1.5 mol的NO，转移电子的物质
的量为 mol。
2NO＋
2CO　 N2＋2CO2　
3　
（2）在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NO x 的
排放。
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解析： ①NO被CO还原成N2，由得失电子守恒和元素守恒可知CO被氧化为CO2；②根据化学方程式2NO＋2CO N2＋2CO2可知，反应中氮元素的化合价由＋2价变成0价，所以1.5 mol NO转移电子的物质的量是 3 mol。
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（3）设空气中O2体积分数为0.25，N2体积分数为0.75，有水存
在的条件下，氮氧化物和一定量空气混合恰好完全反应，反
应后气体体积减少一半，该氮氧化物是 （填字母）。
A. NO
B. NO2
C. NO和NO2物质的量之比为2∶1的混合物
D. NO和NO2物质的量之比为1∶1的混合物
D　
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解析：混合气体全部与空气中的氧气反应，没有物质是过量的，最终
氮氧化物与氧气、水反应生成HNO3，反应后气体体积减少一半，剩
余气体为氮气，令剩余氮气为0.75 mol，则氮氧化物为 1.5 mol－
0.75 mol－0.25 mol＝0.5 mol，结合选项令氮氧化物的平均组成为
NO x ，根据电子转移守恒，则：（5－2 x ）×0.5＝0.25×4，解得 x ＝
1.5，故氮氧化物为NO和NO2的混合物，令NO和NO2的物质的量分别
为 a mol、 b mol，则： a ＋ b ＝0.5， ＝1.5，解得 a ＝0.25，
b ＝0.25，故NO和NO2的物质的量之比为0.25 mol∶0.25 mol＝1∶1，
故选D。
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感谢欣赏
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