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第1课时　氮气和氮氧化物
课标解读·重难批注 网络助记·纲目概览
1.认识氮元素在自然界中的存在形式，了解氮的固定的意义。 2．掌握N2的性质；掌握NO、NO2的性质及二者的相互转化。（重点） 3．掌握NO、NO2与O2混合溶于水的计算。（重难点）
导学·助学教材——必备知识 新知全解 注重基础性
知识点一 氮气与氮的固定
1.氮元素
(1)自然界中的存在
①游离态：氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中。
②化合态：存在于动植物体内的蛋白质中、土壤和海洋里的硝酸盐和铵盐中。
(2)结构特点
一般通过共用电子对与其他原子相互结合。
2．氮气
[师说·助学1]　根据氮原子核外电子排布和氮气分子的结构，推测氮气的化学活性。
写出氮气与下列物质发生反应的化学方程式。
(1)金属镁：______________________________。氮气表现________性。
(2)氢气：________________________________。氮气表现________性。
(3)氧气：________________________________。氮气表现________性。
[师说·助学2]　写出镁条在空气中燃烧发生反应的化学方程式。
3．氮的固定
(1)概念：将大气中________的氮转化为____________的过程。
(2)途径：自然固氮(生物固氮、________固氮)；人工固氮(如工业合成氨)。
仿生固氮属于人工固氮。
4．自然界中氮的循环
即学即练
1．判断正误
(1)N2和O2在放电的条件下会直接生成NO2(　　)
(2)氮原子与其他原子只能形成共价键，不能形成离子键(　　)
(3)氮气常用作焊接金属、填充灯泡、保存食品的保护气(　　)
(4)氮的固定中氮元素一定被氧化(　　)
(5)工业上将NH3转化为其他铵态化肥属于人工固氮(　　)
2．(1)大家在吃薯条等膨化食品时，会发现袋子里东西并不多却鼓鼓囊囊的，袋子里填充的是食品级的氮气而非空气，请说出该食品级氮气的三个作用：
________________________________________________。
(2)通过同学间交流或查阅资料分析液氮用于医疗手术的原理为
____________________________________________________________________________。
3．氮在自然界中的循环如图所示。
(1)过程①称为________，写出工业合成氨反应的化学方程式：__________________________。该反应中氮气体现________(填“氧化”或“还原”)性。
(2)过程②中能通过________________的作用将空气中的氮气固定下来，写出③中固氮反应的化学方程式：__________________________。该反应中氮气体现________(填“氧化”或“还原”)性。
知识点二 一氧化氮和二氧化氮
1.一氧化氮
(1)物理性质：无色、________于水、密度比空气略大的有毒气体。
　　NO只能用排水法收集。
(2)常温下易与氧气结合：化学方程式为________________________。
(3)毒性：NO结合血液中血红蛋白的能力比O2强，能导致人缺氧。
2．二氧化氮
(1)物理性质
颜色 状态 气味 水溶性 液化 密度
______色 气体 ________气味 ____溶 易液化 比空气大
沸点越接近常温的气体越易液化。
(2)化学性质
与水反应化学方程式为
________________________________________________________________________。
3．NO和NO2的化学性质
(1)实验探究
装置
操作 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 ①打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹 ②振荡注射器
现象 无明显现象 ①无色气体变为红棕色 ②红棕色气体逐渐变为________色，注射器活塞向________移动
(2)实验结论
NO不溶于水，也不与水反应，但能与空气中的氧气反应生成红棕色的NO2，NO2与水反应生成无色的NO。
[师说·助学]　如果要将注射器中的NO充分转化为硝酸，可以采取什么措施？上述实验对工业上生产硝酸有什么启示？
即学即练
1．(2025·南充高级中学高一检测)下列关于NO和NO2的说法正确的是(　　)
A．NO2是红棕色气体，与水反应生成硝酸，所以属于酸性氧化物
B．NO2不能由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在空气中可以长久地存在
2．(2025·深圳沙井中学高一检测)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的说法正确的是(　　)
A．可能是N2与NO2的混合气体
B．可能是N2O气体
C．可能是NO与NO2的混合气体
D．只可能是NO2一种气体
3．农业上有一句俗语“雷雨发庄稼”，其中就涉及氮及其化合物的转化：在一定条件下，氮气最终转化为硝酸，然后HNO3与土壤中的矿物作用生成硝酸盐，为庄稼提供氮肥。请你结合本节知识，写出氮气转化为硝酸的化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
共研·拓展教材——关键能力 素养发展 突出创新性
主题 NO、NO2溶于水的相关计算——加合式法
氮的氧化物与氧气、水反应的相关反应原理
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　①
2NO＋O2===2NO2　②
①×2＋②得4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3；
①×2＋②×3得4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。
例 (2025·山东聊城高一检测改编)现有NO2、O2的混合气体12 mL，通入足量水中，充分反应后剩余气体2 mL(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积可能是________。
状元随笔　(1)无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体溶于水，若有气体剩余，则只能是NO或O2，不可能是NO2。
(2)对于连续发生的化学反应，可用化学方程式叠加的方法得到复合反应，解决问题更简便。
[变式演练] 你学会了吗？
1．标准状况下，在一个不规则的玻璃容器内充满NO2气体后，将其倒置于水槽中，假设容器中的物质不扩散至容器外，则充分反应后容器中所得溶液的物质的量浓度近似是________。
2．(2025·湖北仙桃高一检测节选)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，实验前用烧瓶通过排水法收集满100 mL NO。
打开弹簧夹，不断地缓慢推动注射器活塞，使O2进入烧瓶。试计算：使水刚好充满烧瓶需通入O2的体积。
精练·活用教材——情境迁移 教考衔接 提升应用性
1．下列反应属于氮的固定的是(　　)
A．用NH3制碳酸氢铵和硫酸铵
B．NO遇O2转化为NO2
C．硝酸工厂用NH3氧化制NO
D．N2和H2在一定条件下反应生成NH3
2．(2025·佳木斯高一检测)下列关于氮气性质的说法中正确的是(　　)
A．点燃条件下，N2在氧气中燃烧生成NO
B．点燃时，N2与金属Mg反应生成Mg3N2，N2作还原剂
C．合成氨反应中，N2发生氧化反应
D．氮气的化学性质稳定，其原因是两个氮原子之间以共价三键结合
3．(2025·深圳高一检测)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，试管被水充满，则原来试管中盛装的气体(　　)
A.可能是N2与NO2的混合气体
B．不可能是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
4．如图所示，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。稍后打开弹簧夹，快速吸入15 mL空气(空气中O2体积占总体积的五分之一)后夹上弹簧夹，再振荡注射器。气体体积均为同温同压下的数据且该状态下气体摩尔体积为Vm L·mol-1，忽略反应后溶液体积的变化。下列说法错误的是(　　)
A．第一次振荡注射器，气体颜色无明显变化
B．吸入空气后，气体颜色变为红棕色
C．第二次振荡注射器后，气体体积等于23 mL
D．第二次振荡注射器后，所得硝酸的浓度约为 mol·L-1
温馨提示：请完成课时作业(四)
第1课时　氮气和氮氧化物
导学·助学教材
知识点一
[师说·助学1]　提示：由于氮分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定，通常情况下难以与其他物质发生化学反应。
2．(1)N2＋3MgMg3N2　氧化　(2)N2＋3H22NH3　氧化　(3)N2＋O22NO　还原
[师说·助学2]　提示：2Mg＋O22MgO、3Mg＋N2Mg3N2、2Mg＋CO22MgO＋C。
3．(1)游离态　氮的化合物　(2)雷电
即学即练
1．答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×
2．答案：(1)延长食品的保质期；抵御外界潮气的侵入；保护食品不被压碎
(2)液氮挥发吸收热量，使温度迅速下降，通过极度冷冻将病区细菌迅速杀死，使得病区适宜进行医疗手术
3．答案：(1)人工固氮　N2＋3H22NH3　氧化
(2)豆科植物根瘤菌　N2＋O22NO　还原
知识点二
1．(1)不溶　(2)2NO＋O2===2NO2
2．(1)红棕　有刺激性　易　(2)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
3．(1)无　左
[师说·助学]　提示：采取的措施是继续通入过量的空气。题述实验对工业上生产硝酸的启示是：在用水吸收NO2制取硝酸的反应过程中，要不断地补充空气，使NO尽可能多地转化为NO2，再进一步转化为硝酸。
即学即练
1．解析：NO2是红棕色气体，与水反应生成硝酸和NO，NO2不属于酸性氧化物，故A错误；N2和O2在放电条件下直接化合得到NO，故B正确；NO与氧气反应，NO不能用排空气法收集，NO2能与水反应，NO2不能用排水法收集，故C错误；NO与氧气反应生成NO2，NO不能在空气中长久地存在，故D错误。
答案：B
2．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①NO2、②NO2和O2(少量)、③NO2和NO等。
答案：C
3．答案：N2＋O22NO、2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
共研·拓展教材
例　解析：有关的反应为①4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3、②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
设原混合气体中O2的体积为V(O2)，
若剩余O2，根据反应①得V(O2)＝2 mL＋×(12 mL－2 mL)＝4 mL。
若剩余NO，参与反应②的V(NO2)＝3V(NO)＝3×2 mL＝6 mL；参与反应①的NO2和O2的总体积为12 mL－6 mL＝6 mL，V(O2)＝×6 mL＝1.2 mL。
答案：4 mL或1.2 mL
变式演练
1．解析：假设该容器的容积为3 L，则二氧化氮的体积为3 L，则：
3NO2＋H2O===2HNO3　＋　NO
3×22.4 L 2 mol 1×22.4 L
3 L mol 1 L
反应前后气体的体积由3 L变为1 L，则所得溶液的体积为2 L；该溶液的溶质为硝酸，所以硝酸的物质的量浓度为
c＝＝≈0.045 mol·L-1。
答案：0.045 mol·L-1
2．解析：①2NO＋O2===2NO2，②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，由①×3＋②×2得4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，即当NO和O2的体积比为4∶3时水可以充满烧瓶，故需通入V(O2)＝100 mL×＝75 mL。
答案：75 mL
精练·活用教材
1．解析：NH3、碳酸氢铵和硫酸铵中的N都是化合态，用NH3制碳酸氢铵和硫酸铵不属于氮的固定，A错误；一氧化氮和二氧化氮都是化合态的氮，NO遇O2转化为NO2不属于氮的固定，B错误；氨气和一氧化氮都是化合态的氮，硝酸工厂用NH3氧化制NO不属于氮的固定，C错误；氮气是游离态的氮，氮气和氢气反应生成的氨气是化合态的氮，属于氮的固定，D正确。
答案：D
2．解析：氮气和氧气在放电或高温条件下生成一氧化氮，A错误；点燃时，N2与金属Mg反应生成Mg3N2，N2得电子化合价降低作氧化剂，B错误；合成氨反应中，N2得电子化合价降低发生还原反应，C错误；氮气的化学性质稳定，其原因是两个氮原子之间以共价三键结合，断开该化学键需要较多能量，化学性质稳定，D正确。
答案：D
3．解析：N2和水不反应且不溶于水，试管内不能完全被水充满，A错误；若试管中只有NO2，其与水反应生成不溶于水的NO，向试管内鼓入氧气后可发生反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，试管内也能完全被水充满，故原气体中可能是NO2一种气体，B错误；N2与NO和水不反应且不溶于水，试管倒扣在水中后，试管内的水面不可能上升，C错误；若试管中是O2与NO2的混合气体，发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，NO2过量时，其与水反应生成不溶于水的NO，向试管内鼓入氧气后可发生反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，试管内也能完全被水充满，故原气体可能是O2与NO2的混合气体，D正确。
答案：D
4．解析：NO为无色气体，不溶于水也不与水反应，则第一次振荡注射器，气体颜色无明显变化，A正确；吸入空气后，发生反应2NO＋O2===2NO2，则气体颜色变为红棕色，B正确；由题干信息可知，吸入的15 mL空气中含有3 mL O2，根据反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，反应消耗掉3 mL O2和4 mL NO，故气体体积为(20＋15－3－4) mL＝28 mL，C错误；第二次振荡注射器后生成的硝酸的物质的量为×10-3 mol，所得硝酸溶液的体积为5×10-3 L，则所得硝酸的浓度约为 mol·L-1，D正确。
答案：C(共73张PPT)
第1课时　氮气和氮氧化物
课标解读·重难批注 网络助记·纲目概览
1.认识氮元素在自然界中的存在形式，了解氮的固定的意义。 2．掌握N2的性质；掌握NO、NO2的性质及二者的相互转化。（重点） 3．掌握NO、NO2与O2混合溶于水的计算。（重难点）
01.导学·助学教材
内容
索引
02.共研·拓展教材
03.精练·活用教材
04.课时作业(四)
知识点一
知识点二
01.导学·助学教材
知识点一 氮气与氮的固定
1.氮元素
(1)自然界中的存在
①游离态：氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中。
②化合态：存在于动植物体内的蛋白质中、土壤和海洋里的硝酸盐和铵盐中。
(2)结构特点
一般通过共用电子对与其他原子相互结合。
2．氮气
[师说·助学1]　根据氮原子核外电子排布和氮气分子的结构，推测氮气的化学活性。
提示：由于氮分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定，通常情况下难以与其他物质发生化学反应。
写出氮气与下列物质发生反应的化学方程式。
(1)金属镁：_________________。氮气表现________性。
(2)氢气：______________________。氮气表现________性。
(3)氧气：_____________________。氮气表现________性。
N2＋3MgMg3N2
氧化
N2＋3H2 2NH3
氧化
N2＋O22NO
还原
[师说·助学2]　写出镁条在空气中燃烧发生反应的化学方程式。
提示：2Mg＋O22MgO、3Mg＋N2Mg3N2、2Mg＋CO22MgO＋C。
3．氮的固定
(1)概念：将大气中________的氮转化为____________的过程。
(2)途径：自然固氮(生物固氮、________固氮)；人工固氮(如工业合成氨)。
仿生固氮属于人工固氮。
游离态
氮的化合物
雷电
4．自然界中氮的循环
即学即练
1．判断正误
(1)N2和O2在放电的条件下会直接生成NO2(　　)
(2)氮原子与其他原子只能形成共价键，不能形成离子键(　　)
(3)氮气常用作焊接金属、填充灯泡、保存食品的保护气(　　)
(4)氮的固定中氮元素一定被氧化(　　)
(5)工业上将NH3转化为其他铵态化肥属于人工固氮(　　)
×
×
×
×
√
2．(1)大家在吃薯条等膨化食品时，会发现袋子里东西并不多却鼓鼓囊囊的，袋子里填充的是食品级的氮气而非空气，请说出该食品级氮气的三个作用：
(2)通过同学间交流或查阅资料分析液氮用于医疗手术的原理为
答案：延长食品的保质期；抵御外界潮气的侵入；保护食品不被压碎
答案：液氮挥发吸收热量，使温度迅速下降，通过极度冷冻将病区细菌迅速杀死，使得病区适宜进行医疗手术
3．氮在自然界中的循环如图所示。
(1)过程①称为________，写出工业合成氨反应的化学方程式：__________________________。该反应中氮气体现________(填“氧化”或“还原”)性。
(2)过程②中能通过_______________的作用将空气中的氮气固定下来，写出③中固氮反应的化学方程式：__________________________。该反应中氮气体现________(填“氧化”或“还原”)性。
人工固氮
N2＋3H2 2NH3
氧化
豆科植物根瘤菌
N2＋O22NO
还原
知识点二 一氧化氮和二氧化氮
1.一氧化氮
(1)物理性质：无色、________于水、密度比空气略大的有毒气体。
　　NO只能用排水法收集。
(2)常温下易与氧气结合：化学方程式为________________________。
(3)毒性：NO结合血液中血红蛋白的能力比O2强，能导致人缺氧。
不溶
2NO＋O2===2NO2
2．二氧化氮
(1)物理性质
沸点越接近常温的气体越易液化。
(2)化学性质
与水反应化学方程式为________________________________。
颜色 状态 气味 水溶性 液化 密度
______色 气体 ________气味 ____溶 易液化 比空气大
红棕
有刺激性　
易
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
3．NO和NO2的化学性质
(1)实验探究
装置
操作 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 ①打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹
②振荡注射器
现象 无明显现象 ①无色气体变为红棕色
②红棕色气体逐渐变为________色，注射器活塞向________移动
无
左
(2)实验结论
NO不溶于水，也不与水反应，但能与空气中的氧气反应生成红棕色的NO2，NO2与水反应生成无色的NO。
[师说·助学]　如果要将注射器中的NO充分转化为硝酸，可以采取什么措施？上述实验对工业上生产硝酸有什么启示？
提示：采取的措施是继续通入过量的空气。题述实验对工业上生产硝酸的启示是：在用水吸收NO2制取硝酸的反应过程中，要不断地补充空气，使NO尽可能多地转化为NO2，再进一步转化为硝酸。
即学即练
1．(2025·南充高级中学高一检测)下列关于NO和NO2的说法正确的是(　　)
A．NO2是红棕色气体，与水反应生成硝酸，所以属于酸性氧化物
B．NO2不能由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在空气中可以长久地存在
答案：B
解析：NO2是红棕色气体，与水反应生成硝酸和NO，NO2不属于酸性氧化物，故A错误；N2和O2在放电条件下直接化合得到NO，故B正确；NO与氧气反应，NO不能用排空气法收集，NO2能与水反应，NO2不能用排水法收集，故C错误；NO与氧气反应生成NO2，NO不能在空气中长久地存在，故D错误。
2．(2025·深圳沙井中学高一检测)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的说法正确的是(　　)
A．可能是N2与NO2的混合气体 B．可能是N2O气体
C．可能是NO与NO2的混合气体 D．只可能是NO2一种气体
答案：C
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①NO2、②NO2和O2(少量)、③NO2和NO等。
3．农业上有一句俗语“雷雨发庄稼”，其中就涉及氮及其化合物的转化：在一定条件下，氮气最终转化为硝酸，然后HNO3与土壤中的矿物作用生成硝酸盐，为庄稼提供氮肥。请你结合本节知识，写出氮气转化为硝酸的化学方程式：
答案：N2＋O22NO、2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
02.共研·拓展教材
主题 NO、NO2溶于水的相关计算——加合式法
氮的氧化物与氧气、水反应的相关反应原理
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　①
2NO＋O2===2NO2　②
①×2＋②得4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3；
①×2＋②×3得4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。
例 (2025·山东聊城高一检测改编)现有NO2、O2的混合气体12 mL，通入足量水中，充分反应后剩余气体2 mL(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积可能是______________。
4 mL或1.2 mL
解析：有关的反应为①4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3、②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
设原混合气体中O2的体积为V(O2)，
若剩余O2，根据反应①得V(O2)＝2 mL＋×(12 mL－2 mL)＝4 mL。
若剩余NO，参与反应②的V(NO2)＝3V(NO)＝3×2 mL＝6 mL；参与反应①的NO2和O2的总体积为12 mL－6 mL＝6 mL，V(O2)＝×6 mL＝1.2 mL。
状元随笔　(1)无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体溶于水，若有气体剩余，则只能是NO或O2，不可能是NO2。
(2)对于连续发生的化学反应，可用化学方程式叠加的方法得到复合反应，解决问题更简便。
[变式演练] 1．标准状况下，在一个不规则的玻璃容器内充满NO2气体后，将其倒置于水槽中，假设容器中的物质不扩散至容器外，则充分反应后容器中所得溶液的物质的量浓度近似是___________。
0.045 mol·L-1
解析：假设该容器的容积为3 L，则二氧化氮的体积为3 L，则：
3NO2＋H2O===2HNO3　＋　NO
3×22.4 L 2 mol 1×22.4 L
3 L mol 1 L
反应前后气体的体积由3 L变为1 L，则所得溶液的体积为2 L；该溶液的溶质为硝酸，所以硝酸的物质的量浓度为
2．(2025·湖北仙桃高一检测节选)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，实验前用烧瓶通过排水法收集满100 mL NO。打开弹簧夹，不断地缓慢推动注射器活塞，使O2进入烧瓶。试计算：使水刚好充满烧瓶需通入O2的体积。
答案：75 mL
解析：①2NO＋O2===2NO2，②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，由①×3＋②×2得4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，即当NO和O2的体积比为4∶3时水可以充满烧瓶，故需通入V(O2)＝100 mL×＝75 mL。
03.精练·活用教材
1．下列反应属于氮的固定的是(　　)
A．用NH3制碳酸氢铵和硫酸铵
B．NO遇O2转化为NO2
C．硝酸工厂用NH3氧化制NO
D．N2和H2在一定条件下反应生成NH3
答案：D
解析：NH3、碳酸氢铵和硫酸铵中的N都是化合态，用NH3制碳酸氢铵和硫酸铵不属于氮的固定，A错误；一氧化氮和二氧化氮都是化合态的氮，NO遇O2转化为NO2不属于氮的固定，B错误；氨气和一氧化氮都是化合态的氮，硝酸工厂用NH3氧化制NO不属于氮的固定，C错误；氮气是游离态的氮，氮气和氢气反应生成的氨气是化合态的氮，属于氮的固定，D正确。
2．(2025·佳木斯高一检测)下列关于氮气性质的说法中正确的是(　　)
A．点燃条件下，N2在氧气中燃烧生成NO
B．点燃时，N2与金属Mg反应生成Mg3N2，N2作还原剂
C．合成氨反应中，N2发生氧化反应
D．氮气的化学性质稳定，其原因是两个氮原子之间以共价三键结合
答案：D
解析：氮气和氧气在放电或高温条件下生成一氧化氮，A错误；点燃时，N2与金属Mg反应生成Mg3N2，N2得电子化合价降低作氧化剂，B错误；合成氨反应中，N2得电子化合价降低发生还原反应，C错误；氮气的化学性质稳定，其原因是两个氮原子之间以共价三键结合，断开该化学键需要较多能量，化学性质稳定，D正确。
3．(2025·深圳高一检测)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，试管被水充满，则原来试管中盛装的气体(　　)
A.可能是N2与NO2的混合气体
B．不可能是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
答案：D
解析：N2和水不反应且不溶于水，试管内不能完全被水充满，A错误；若试管中只有NO2，其与水反应生成不溶于水的NO，向试管内鼓入氧气后可发生反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，试管内也能完全被水充满，故原气体中可能是NO2一种气体，B错误；N2与NO和水不反应且不溶于水，试管倒扣在水中后，试管内的水面不可能上升，C错误；若试管中是O2与NO2的混合气体，发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，NO2过量时，其与水反应生成不溶于水的NO，向试管内鼓入氧气后可发生反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，试管内也能完全被水充满，故原气体可能是O2与NO2的混合气体，D正确。
4．如图所示，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。稍后打开弹簧夹，快速吸入15 mL空气(空气中O2体积占总体积的五分之一)后夹上弹簧夹，再振荡注射器。气体体积均为同温同压下的数据且该状态下气体摩尔体积为Vm L·mol-1，忽略反应后溶液体积的变化。
下列说法错误的是(　　)
A．第一次振荡注射器，气体颜色无明显变化
B．吸入空气后，气体颜色变为红棕色
C．第二次振荡注射器后，气体体积等于23 mL
D．第二次振荡注射器后，所得硝酸的浓度约为 mol·L-1
答案：C
解析：NO为无色气体，不溶于水也不与水反应，则第一次振荡注射器，气体颜色无明显变化，A正确；吸入空气后，发生反应2NO＋O2===2NO2，则气体颜色变为红棕色，B正确；由题干信息可知，吸入的15 mL空气中含有3 mL O2，根据反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，反应消耗掉3 mL O2和4 mL NO，故气体体积为(20＋15－3－4) mL＝28 mL，C错误；第二次振荡注射器后生成的硝酸的物质的量为×10-3 mol，所得硝酸溶液的体积为5×10-3 L，则所得硝酸的浓度约为 mol·L-1，D正确。
04.课时作业(四)
1．有报道称“氮气能有效减少轮胎的噪音，延长轮胎使用寿命”，关于氮气性质的说法中错误的是(　　)
A．通常情况下，氮气性质很不活泼
B．可在氧气中燃烧，生成一氧化氮
C．在水中溶解度小(通常情况下)
D．跟氢气在一定条件下发生反应，氮气是氧化剂
答案：B
解析：N2在O2中不能燃烧，在放电条件下N2被O2氧化为NO，B错误。
2．下列有关氮气的说法正确的是(　　)
A．氮气是由氮原子构成的双原子分子，所以化学性质不活泼
B．医学常用液氮作冷冻剂，在冷冻麻醉条件下做手术，是利用氮气的化学性质不活泼性
C．H2与N2在一定条件下反应生成NH3，反应中N2体现还原性
D．电闪雷鸣的雨天，雨水中含有一定量硝酸，可能发生的反应有N2＋O22NO
答案：D
解析：氮气分子中两个氮原子间以共价三键结合，断开该化学键需要较多的能量，所以化学性质不活泼，A错误；液氮汽化时需要吸收大量的热，使周围环境温度降低，与其化学性质不活泼无关，B错误；H2与N2在一定条件下反应生成NH3，氮元素的化合价由0价变为－3价，N2体现氧化性，C错误；N2和O2在放电条件下反应生成NO，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，D正确。
3．自然界中时刻存在着氮的转化。实现氮按照一定方向转化一直是科学领域研究的重要课题，如图为N2分子在催化剂的作用下发生的一系列转化示意图。
下列叙述正确的是(　　)
A．NH3→NO属于氮的固定
B．在催化剂a作用下，N2发生了氧化反应
C．N2很稳定，不支持任何物质的燃烧
D．催化剂a、b表面均有非极性共价键的断裂
答案：D
解析：把游离态的氮转化为氮的化合物，称为氮的固定，NH3→NO不属于氮的固定，A错误；在催化剂a作用下，N2→NH3，氮原子化合价从0降低至－3价，发生了还原反应，B错误；Mg条在N2中剧烈燃烧，C错误；催化剂a表面有氢氢和氮氮非极性键断裂，b表面有氧氧非极性键的断裂，D正确。
4．下列有关氮的氧化物的说法正确的是(　　)
A．氮的氧化物都能与水反应生成相应的酸
B．NO2为红棕色气体，因此将NO2通入水中，溶液显红棕色
C.NO、NO2都有毒，且NO是汽车尾气的有害成分之一
D．NO是酸性氧化物
答案：C
解析：NO与水不反应，A错误；NO2为红棕色气体，但通入水中后和水反应生成HNO3和NO，溶液为无色，B错误；NO、NO2都有毒，且NO是汽车气缸中的氮气和氧气在高温条件下生成的，则汽车尾气中有NO气体，C正确；NO与碱不反应，是不成盐氧化物，D错误。
5．(2025·河北沧州高一检测)下列关于NO2和SO2的说法错误的是(　　)
A．NO2是一种红棕色、有毒、有刺激性气味的气体
B．NO2和SO2都易溶于水，溶于水后所得的溶液都呈酸性
C．空气中的N2在闪电时，直接生成NO2
D．SO2是一种无色、有刺激性气味的气体，属于酸性氧化物
答案：C
解析：NO2是一种红棕色、有毒、有刺激性气味的气体，故A正确；NO2和SO2都易溶于水，且溶于水均发生了化学反应生成了酸，SO2＋H2O H2SO3，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，所以溶于水后溶液呈酸性，故B正确；空气中的N2在闪电时直接生成NO气体，故C错误；SO2是一种无色、有刺激性气味的气体，属于酸性氧化物，故D正确。
6．把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，最后收集到的气体是(　　)
A．氧气 B．二氧化氮
C．二氧化氮和氧气 D．二氧化氮和一氧化氮
答案：C
解析：少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，逸出的气体是NO、CO2，二者物质的量之比为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的过氧化钠颗粒的干燥管，CO2与过氧化钠反应生成的O2，与NO反应生成NO2，O2有剩余，同时逸出的少量水蒸气与过氧化钠反应生成O2，所以最后收集到的气体是NO2和O2。
7．(2025·云南曲靖高一检测)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，氮的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，该氮的氧化物是(　　)
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
答案：D
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，最终氮的氧化物与氧气、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，则氮的氧化物为1.5 mol－0.75 mol－0.25 mol＝0.5 mol，结合选项令氮的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，故氮的氧化物为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，D正确。
8.(2025·山东肥城高一检测)我国汽车销量大幅增长，同时汽车尾气排放也是人类面临的环境问题之一。有一种汽车尾气处理装置，气体在催化剂表面吸附与解吸的过程如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．反应中N2为氧化剂，NO为还原产物
B．汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2
C．NO和O2必须在催化剂表面才能反应
D．催化转化总反应为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2
答案：D
解析：NO、O2、CO反应产生N2，在反应中N元素化合价降低，得到电子被还原，所以NO是氧化剂，N2为还原产物，A错误；N2是空气成分，不是污染物，B错误；NO和O2在室温下相遇会发生反应生成NO2，而不是必须在催化剂表面才能反应，C错误；根据电子守恒、原子守恒，可知上述转化的总反应的化学方程式为2NO＋O2＋4CO2＋N2，D正确。
9．有一倒置于水槽且装满水的容器，向其中依次通入一定体积的NO2、NO和O2，充分反应后，若容器中仍充满溶液，则通入的NO2、NO和O2的体积比可能是(　　)
A．1∶1∶2 B．4∶3∶2
C．4∶16∶13 D．4∶3∶4
答案：C
解析：若NO2为1体积，NO为1体积，则消耗＝1体积O2，故NO2、NO和O2的体积比为1∶1∶1，A不符合题意；若NO2为4体积，NO为3体积，则消耗体积O2，故NO2、NO和O2的体积比为4∶3∶，B、D不符合题意；若NO2为4体积，NO为16体积，则消耗(1＋12)＝13体积O2，故NO2、NO和O2的体积比为4∶16∶13，C符合题意。
10．(2025·河南平顶山高一检测)将体积比为3∶1的NO2和NO混合气体(共4 mol)依次通入下列三个分别装有足量(1)NaHCO3饱和溶液、(2)浓硫酸、(3)过氧化钠的装置后，用排水法将残余气体收集起来，则收集到的气体(同温同压下测定)是(　　)
A．0.5 mol O2 B．0.67 mol NO
C．1 mol NO和0.25 mol O2 D．2 mol O2
答案：B
解析：假设有3 mol NO2和1 mol NO，通入足量NaHCO3饱和溶液，3 mol NO2和H2O反应生成2 mol HNO3和1 mol NO，2 mol HNO3和NaHCO3反应生成2 mol CO2，此时主要气体为2 mol CO2和2 mol NO，通过浓硫酸干燥后和Na2O2反应生成1 mol O2，1 mol O2和2 mol NO反应生成2 mol NO2，用排水法收集时和H2O反应生成0.67 mol NO。
11．(6分)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________。
(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________(填“＞”“<”或“＝”)②。
23∶15
NaNO3
NaNO2
＝
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，转移1 mol电子，反应②中2 mol NaOH参加反应时，转移1 mol电子。
12．(13分)利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其部分工艺流程如图所示。
(1)一定条件下，NO与NO2可以生成一种新的氧化物，试写出该反应的化学方程式：____________________________。
(2)上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底部进入，石灰乳从吸收塔顶部喷淋)，其目的是________________________；滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是________(填化学式)。
NO＋NO2N2O3
使尾气中的NO、NO2被充分吸收
Ca(OH)2
(3)该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近1∶1。
若n(NO)∶n(NO2)＞1∶1，则会导致
__________________________________________；
若n(NO)∶n(NO2)＜1∶1，则会导致
________________________________________。
(4)生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中会发生分解，产物之一是NO，其反应的离子方程式为
_____________________________________。
排放气体中NO含量升高
产品Ca(NO2)2中含量升高
＋2NO↑＋H2O
解析：(1)若NO与NO2反应生成新的氧化物，必然是NO中N的化合价升高被氧化，NO2中N的化合价降低被还原，生成的氧化物中N的化合价应该介于＋2价和＋4价之间，即为＋3价，据此写出反应方程式为NO＋NO2N2O3。(2)气体上升液体下降，这样气液接触充分，使尾气被充分吸收；分析加入的原料及生成物，只有微溶于水，所以滤渣的主要成分为Ca(OH)2。(3)当n(NO)＞
反应生成Ca(NO3)2。(4)依据电子得失守恒生成NO时氮元素化合价降低，则反应中中氮元素的化合价升高，可能生成或NO2，但在水溶液中NO2会与水反应生成，所以最终产物为，据此写出离子方程式为＋2NO↑＋H2O。
13.(7分)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：___________________________。
4Mg＋2NO24MgO＋N2
(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＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。
①装置A中的试剂是____________。
②装置B的作用是________。
③实验开始时正确的操作步骤顺序是________(填标号)。
a．通入NO2
b．打开弹簧夹
c．点燃酒精灯
d．当硬质玻璃管充满红棕色气体后，关闭弹簧夹
NaOH溶液
收集N2
badc
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＋2NO24MgO＋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为b(打开弹簧夹)→a(通入NO2，排尽反应装置中的空气)→d(当硬质玻璃管充满红棕色气体后，关闭弹簧夹)→c(点燃酒精灯，确认充满NO2后才开始加热)。中小学教育资源及组卷应用平台
课时作业(四)　氮气和氮氧化物
(分值：56分　选择题每小题3分)
　基础对点练
题组一　氮气与氮的固定
1．有报道称“氮气能有效减少轮胎的噪音，延长轮胎使用寿命”，关于氮气性质的说法中错误的是(　　)
A．通常情况下，氮气性质很不活泼
B．可在氧气中燃烧，生成一氧化氮
C．在水中溶解度小(通常情况下)
D．跟氢气在一定条件下发生反应，氮气是氧化剂
2．下列有关氮气的说法正确的是(　　)
A．氮气是由氮原子构成的双原子分子，所以化学性质不活泼
B．医学常用液氮作冷冻剂，在冷冻麻醉条件下做手术，是利用氮气的化学性质不活泼性
C．H2与N2在一定条件下反应生成NH3，反应中N2体现还原性
D．电闪雷鸣的雨天，雨水中含有一定量硝酸，可能发生的反应有N2＋O22NO
3．自然界中时刻存在着氮的转化。实现氮按照一定方向转化一直是科学领域研究的重要课题，如图为N2分子在催化剂的作用下发生的一系列转化示意图。
下列叙述正确的是(　　)
A．NH3→NO属于氮的固定
B．在催化剂a作用下，N2发生了氧化反应
C．N2很稳定，不支持任何物质的燃烧
D．催化剂a、b表面均有非极性共价键的断裂
4．下列有关氮的氧化物的说法正确的是(　　)
A．氮的氧化物都能与水反应生成相应的酸
B．NO2为红棕色气体，因此将NO2通入水中，溶液显红棕色
C.NO、NO2都有毒，且NO是汽车尾气的有害成分之一
D．NO是酸性氧化物
5．(2025·河北沧州高一检测)下列关于NO2和SO2的说法错误的是(　　)
A．NO2是一种红棕色、有毒、有刺激性气味的气体
B．NO2和SO2都易溶于水，溶于水后所得的溶液都呈酸性
C．空气中的N2在闪电时，直接生成NO2
D．SO2是一种无色、有刺激性气味的气体，属于酸性氧化物
6．把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，最后收集到的气体是(　　)
A．氧气 B．二氧化氮
C．二氧化氮和氧气 D．二氧化氮和一氧化氮
7．(2025·云南曲靖高一检测)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，氮的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，该氮的氧化物是(　　)
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
能力提升练
8.(2025·山东肥城高一检测)我国汽车销量大幅增长，同时汽车尾气排放也是人类面临的环境问题之一。有一种汽车尾气处理装置，气体在催化剂表面吸附与解吸的过程如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．反应中N2为氧化剂，NO为还原产物
B．汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2
C．NO和O2必须在催化剂表面才能反应
D．催化转化总反应为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2
9．有一倒置于水槽且装满水的容器，向其中依次通入一定体积的NO2、NO和O2，充分反应后，若容器中仍充满溶液，则通入的NO2、NO和O2的体积比可能是(　　)
A．1∶1∶2 B．4∶3∶2
C．4∶16∶13 D．4∶3∶4
10．(2025·河南平顶山高一检测)将体积比为3∶1的NO2和NO混合气体(共4 mol)依次通入下列三个分别装有足量(1)NaHCO3饱和溶液、(2)浓硫酸、(3)过氧化钠的装置后，用排水法将残余气体收集起来，则收集到的气体(同温同压下测定)是(　　)
A．0.5 mol O2
B．0.67 mol NO
C．1 mol NO和0.25 mol O2
D．2 mol O2
11．(6分)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________。
(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________(填“＞”“<”或“＝”)②。
12．(13分)利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其部分工艺流程如图所示。
(1)一定条件下，NO与NO2可以生成一种新的氧化物，试写出该反应的化学方程式：____________________________。
(2)上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底部进入，石灰乳从吸收塔顶部喷淋)，其目的是________________________；滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是________(填化学式)。
(3)该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近1∶1。
若n(NO)∶n(NO2)＞1∶1，则会导致
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
若n(NO)∶n(NO2)＜1∶1，则会导致
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中会发生分解，产物之一是NO，其反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
拔高培优练
13.(7分)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＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。
①装置A中的试剂是____________。
②装置B的作用是________。
③实验开始时正确的操作步骤顺序是________(填标号)。
a．通入NO2
b．打开弹簧夹
c．点燃酒精灯
d．当硬质玻璃管充满红棕色气体后，关闭弹簧夹
课时作业(四)　氮气和氮氧化物
(分值：56分　选择题每小题3分)
　基础对点练
题组一　氮气与氮的固定
1．有报道称“氮气能有效减少轮胎的噪音，延长轮胎使用寿命”，关于氮气性质的说法中错误的是(　　)
A．通常情况下，氮气性质很不活泼
B．可在氧气中燃烧，生成一氧化氮
C．在水中溶解度小(通常情况下)
D．跟氢气在一定条件下发生反应，氮气是氧化剂
解析：N2在O2中不能燃烧，在放电条件下N2被O2氧化为NO，B错误。
答案：B
2．下列有关氮气的说法正确的是(　　)
A．氮气是由氮原子构成的双原子分子，所以化学性质不活泼
B．医学常用液氮作冷冻剂，在冷冻麻醉条件下做手术，是利用氮气的化学性质不活泼性
C．H2与N2在一定条件下反应生成NH3，反应中N2体现还原性
D．电闪雷鸣的雨天，雨水中含有一定量硝酸，可能发生的反应有N2＋O22NO
解析：氮气分子中两个氮原子间以共价三键结合，断开该化学键需要较多的能量，所以化学性质不活泼，A错误；液氮汽化时需要吸收大量的热，使周围环境温度降低，与其化学性质不活泼无关，B错误；H2与N2在一定条件下反应生成NH3，氮元素的化合价由0价变为－3价，N2体现氧化性，C错误；N2和O2在放电条件下反应生成NO，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，D正确。
答案：D
3．自然界中时刻存在着氮的转化。实现氮按照一定方向转化一直是科学领域研究的重要课题，如图为N2分子在催化剂的作用下发生的一系列转化示意图。
下列叙述正确的是(　　)
A．NH3→NO属于氮的固定
B．在催化剂a作用下，N2发生了氧化反应
C．N2很稳定，不支持任何物质的燃烧
D．催化剂a、b表面均有非极性共价键的断裂
解析：把游离态的氮转化为氮的化合物，称为氮的固定，NH3→NO不属于氮的固定，A错误；在催化剂a作用下，N2→NH3，氮原子化合价从0降低至－3价，发生了还原反应，B错误；Mg条在N2中剧烈燃烧，C错误；催化剂a表面有氢氢和氮氮非极性键断裂，b表面有氧氧非极性键的断裂，D正确。
答案：D
题组二　一氧化氮和二氧化氮
4．下列有关氮的氧化物的说法正确的是(　　)
A．氮的氧化物都能与水反应生成相应的酸
B．NO2为红棕色气体，因此将NO2通入水中，溶液显红棕色
C.NO、NO2都有毒，且NO是汽车尾气的有害成分之一
D．NO是酸性氧化物
解析：NO与水不反应，A错误；NO2为红棕色气体，但通入水中后和水反应生成HNO3和NO，溶液为无色，B错误；NO、NO2都有毒，且NO是汽车气缸中的氮气和氧气在高温条件下生成的，则汽车尾气中有NO气体，C正确；NO与碱不反应，是不成盐氧化物，D错误。
答案：C
5．(2025·河北沧州高一检测)下列关于NO2和SO2的说法错误的是(　　)
A．NO2是一种红棕色、有毒、有刺激性气味的气体
B．NO2和SO2都易溶于水，溶于水后所得的溶液都呈酸性
C．空气中的N2在闪电时，直接生成NO2
D．SO2是一种无色、有刺激性气味的气体，属于酸性氧化物
解析：NO2是一种红棕色、有毒、有刺激性气味的气体，故A正确；NO2和SO2都易溶于水，且溶于水均发生了化学反应生成了酸，SO2＋H2O H2SO3，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，所以溶于水后溶液呈酸性，故B正确；空气中的N2在闪电时直接生成NO气体，故C错误；SO2是一种无色、有刺激性气味的气体，属于酸性氧化物，故D正确。
答案：C
6．把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，最后收集到的气体是(　　)
A．氧气 B．二氧化氮
C．二氧化氮和氧气 D．二氧化氮和一氧化氮
解析：少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，逸出的气体是NO、CO2，二者物质的量之比为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的过氧化钠颗粒的干燥管，CO2与过氧化钠反应生成的O2，与NO反应生成NO2，O2有剩余，同时逸出的少量水蒸气与过氧化钠反应生成O2，所以最后收集到的气体是NO2和O2。
答案：C
7．(2025·云南曲靖高一检测)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，氮的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，该氮的氧化物是(　　)
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
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，最终氮的氧化物与氧气、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，则氮的氧化物为1.5 mol－0.75 mol－0.25 mol＝0.5 mol，结合选项令氮的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，故氮的氧化物为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，D正确。
答案：D
能力提升练
8.(2025·山东肥城高一检测)我国汽车销量大幅增长，同时汽车尾气排放也是人类面临的环境问题之一。有一种汽车尾气处理装置，气体在催化剂表面吸附与解吸的过程如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．反应中N2为氧化剂，NO为还原产物
B．汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2
C．NO和O2必须在催化剂表面才能反应
D．催化转化总反应为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2
解析：NO、O2、CO反应产生N2，在反应中N元素化合价降低，得到电子被还原，所以NO是氧化剂，N2为还原产物，A错误；N2是空气成分，不是污染物，B错误；NO和O2在室温下相遇会发生反应生成NO2，而不是必须在催化剂表面才能反应，C错误；根据电子守恒、原子守恒，可知上述转化的总反应的化学方程式为2NO＋O2＋4CO2＋N2，D正确。
答案：D
9．有一倒置于水槽且装满水的容器，向其中依次通入一定体积的NO2、NO和O2，充分反应后，若容器中仍充满溶液，则通入的NO2、NO和O2的体积比可能是(　　)
A．1∶1∶2 B．4∶3∶2
C．4∶16∶13 D．4∶3∶4
解析：若NO2为1体积，NO为1体积，则消耗＝1体积O2，故NO2、NO和O2的体积比为1∶1∶1，A不符合题意；若NO2为4体积，NO为3体积，则消耗体积O2，故NO2、NO和O2的体积比为4∶3∶，B、D不符合题意；若NO2为4体积，NO为16体积，则消耗(1＋12)＝13体积O2，故NO2、NO和O2的体积比为4∶16∶13，C符合题意。
答案：C
10．(2025·河南平顶山高一检测)将体积比为3∶1的NO2和NO混合气体(共4 mol)依次通入下列三个分别装有足量(1)NaHCO3饱和溶液、(2)浓硫酸、(3)过氧化钠的装置后，用排水法将残余气体收集起来，则收集到的气体(同温同压下测定)是(　　)
A．0.5 mol O2
B．0.67 mol NO
C．1 mol NO和0.25 mol O2
D．2 mol O2
解析：假设有3 mol NO2和1 mol NO，通入足量NaHCO3饱和溶液，3 mol NO2和H2O反应生成2 mol HNO3和1 mol NO，2 mol HNO3和NaHCO3反应生成2 mol CO2，此时主要气体为2 mol CO2和2 mol NO，通过浓硫酸干燥后和Na2O2反应生成1 mol O2，1 mol O2和2 mol NO反应生成2 mol NO2，用排水法收集时和H2O反应生成0.67 mol NO。
答案：B
11．(6分)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________。
(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________(填“＞”“<”或“＝”)②。
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，转移1 mol电子，反应②中2 mol NaOH参加反应时，转移1 mol电子。
答案：(1)23∶15　(2)NaNO3　NaNO2　(3)＝
12．(13分)利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其部分工艺流程如图所示。
(1)一定条件下，NO与NO2可以生成一种新的氧化物，试写出该反应的化学方程式：____________________________。
(2)上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底部进入，石灰乳从吸收塔顶部喷淋)，其目的是________________________；滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是________(填化学式)。
(3)该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近1∶1。
若n(NO)∶n(NO2)＞1∶1，则会导致
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
若n(NO)∶n(NO2)＜1∶1，则会导致
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中会发生分解，产物之一是NO，其反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
解析：(1)若NO与NO2反应生成新的氧化物，必然是NO中N的化合价升高被氧化，NO2中N的化合价降低被还原，生成的氧化物中N的化合价应该介于＋2价和＋4价之间，即为＋3价，据此写出反应方程式为NO＋NO2N2O3。(2)气体上升液体下降，这样气液接触充分，使尾气被充分吸收；分析加入的原料及生成物，只有微溶于水，所以滤渣的主要成分为Ca(OH)2。(3)当n(NO)＞
反应生成Ca(NO3)2。(4)依据电子得失守恒生成NO时氮元素化合价降低，则反应中中氮元素的化合价升高，可能生成或NO2，但在水溶液中NO2会与水反应生成，所以最终产物为，据此写出离子方程式为＋2NO↑＋H2O。
答案：(1)NO＋NO2N2O3　(2)使尾气中的NO、NO2被充分吸收　Ca(OH)2　(3)排放气体中NO含量升高　产品Ca(NO2)2中含量升高　＋2NO↑＋H2O
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13.(7分)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＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。
①装置A中的试剂是____________。
②装置B的作用是________。
③实验开始时正确的操作步骤顺序是________(填标号)。
a．通入NO2
b．打开弹簧夹
c．点燃酒精灯
d．当硬质玻璃管充满红棕色气体后，关闭弹簧夹
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＋2NO24MgO＋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为b(打开弹簧夹)→a(通入NO2，排尽反应装置中的空气)→d(当硬质玻璃管充满红棕色气体后，关闭弹簧夹)→c(点燃酒精灯，确认充满NO2后才开始加热)。
答案：(1)4Mg＋2NO24MgO＋N2
(2)①NaOH溶液　②收集N2　③badc

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