1、第2节 氮的循环 探究诱思 1.1.结合结合NONO和和 NO2NO2的性质，试分析实验室制取两种气体时应的性质，试分析实验室制取两种气体时应该分别如何收集？该分别如何收集？提示：提示：NONO能够与氧气反响，应该用排水法收集；能够与氧气反响，应该用排水法收集；NO2NO2能够与能够与水反响，且密度比空气大，应该用向上排空气法收集。水反响，且密度比空气大，应该用向上排空气法收集。2.NO2.NO和和COCO均为无色无味的有毒气体，假设两个集气瓶中分均为无色无味的有毒气体，假设两个集气瓶中分别盛有上述两种气体，如何较快地鉴别？别盛有上述两种气体，如何较快地鉴别？提示：通常状况下，提示：通常状况下
2、，COCO不与氧气反响，而不与氧气反响，而NONO能够与氧气反能够与氧气反响生成红棕色的响生成红棕色的NO2NO2。所以，在通风橱中翻开集气瓶塞，瓶。所以，在通风橱中翻开集气瓶塞，瓶口出现红棕色的是口出现红棕色的是NONO。3 3试根据氮及其化合物间的相互转化分析俗语“雷雨发庄试根据氮及其化合物间的相互转化分析俗语“雷雨发庄 稼稼的化学原理。的化学原理。提示：在空气中发生如下化学反响：提示：在空气中发生如下化学反响：N2+O2 2NON2+O2 2NO、2NO+O2=2NO22NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO3NO2+H2O=2HNO3+NO，生成的硝，生成的硝酸酸 随
3、雨水降到地表，与地面的矿物质发生反响，形成被植物随雨水降到地表，与地面的矿物质发生反响，形成被植物 吸收的硝酸盐，促进植物的生长。吸收的硝酸盐，促进植物的生长。放电放电=【例题例题】无色的混合气体甲，可能含无色的混合气体甲，可能含NONO、CO2CO2、NO2NO2、N2N2中中的几种，将一定量的甲气体经过以下图实验的处理，结果的几种，将一定量的甲气体经过以下图实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，那么甲气体的组成为得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，那么甲气体的组成为 A.NO2A.NO2、N2 B.NON2 B.NO、CO2CO2 C.NO2C.NO2、CO2 D.NOCO2 D.N
4、O、CO2CO2、N2N2 【解答解答】选选B B。混合气体为无色，一定不含混合气体为无色，一定不含NO2NO2，通过足量的过氧化钠时，通过足量的过氧化钠时，气体显红棕色，说明气体中一定含有气体显红棕色，说明气体中一定含有NONO和和CO2CO2，CO2CO2与过氧与过氧化钠生成的化钠生成的O2O2与与NONO反响生成红棕色的反响生成红棕色的NO2NO2，最后通入水槽中，最后通入水槽中时气体全部被吸收，说明甲气体中无时气体全部被吸收，说明甲气体中无N2N2。1.1.无色气体接触空气后变为红棕色，那么无色气体一定为无色气体接触空气后变为红棕色，那么无色气体一定为NONO，可以作为，可以作为NON
5、O的判断依据。的判断依据。2.NO22.NO2与与O2O2的混合气体假设与水反响后无气体剩余，发生的的混合气体假设与水反响后无气体剩余，发生的反响反响3NO2+H2O=2HNO3+NO3NO2+H2O=2HNO3+NO、2NO+O2=2NO22NO+O2=2NO2可以总可以总写为写为4NO2+O2+2H2O=4HNO34NO2+O2+2H2O=4HNO3。氮的氧化物与氮的氧化物与O2O2的混合物溶于水的相关计算。的混合物溶于水的相关计算。NONO和和NO2NO2是两种重要的氮的氧化物，是工业制取硝酸的中间产是两种重要的氮的氧化物，是工业制取硝酸的中间产物。最大程度地吸收氮的氧化物可以充分利用原
6、料，并减少污物。最大程度地吸收氮的氧化物可以充分利用原料，并减少污染物的排放。结合染物的排放。结合NONO和和NO2NO2的性质探究以下问题。的性质探究以下问题。探究：探究：1.1.把一支充满把一支充满NO2NO2气体的试管倒置在水槽中充分反响后，水能气体的试管倒置在水槽中充分反响后，水能否充满试管？否充满试管？提示：提示：NO2NO2与水反响的化学方程式为与水反响的化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO3NO2+H2O=2HNO3+NO，由此可知最后水只能充满整个试管的由此可知最后水只能充满整个试管的2/32/3。整合探究 2.2.把一支充满把一支充满NO2NO2和和O2O2的试管倒
7、置在水槽中充分反响后，假的试管倒置在水槽中充分反响后，假设水充满试管，设水充满试管，NO2NO2和和O2O2的量应满足什么关系？的量应满足什么关系？提示：根据反响：提示：根据反响：3NO2+H2O=2HNO3+NO,2NO+O2=3NO2+H2O=2HNO3+NO,2NO+O2=2NO22NO2可得可得4NO2+2H2O+O2=4HNO34NO2+2H2O+O2=4HNO3；即当；即当NO2NO2与与O2O2体积比体积比为为4141时水可充满试管。时水可充满试管。3.3.如果向一支充满如果向一支充满NONO的试管中充的试管中充O2O2，应满足什么条件水才，应满足什么条件水才能充满试管？能充满试
8、管？提示：结合反响提示：结合反响2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+NONO知知4NO+3O2+2H2O=4HNO34NO+3O2+2H2O=4HNO3。所以当。所以当NONO和和O2O2体积比为体积比为4343时水可充满试管。时水可充满试管。4.4.试根据上述讨论完成下表：试根据上述讨论完成下表：1 1关于氮气的性质的说法中正确的选项是关于氮气的性质的说法中正确的选项是()()A A通常情况下，氮气性质很活泼通常情况下，氮气性质很活泼 B B可在氧气中燃烧，生成可在氧气中燃烧，生成NONO C C通常情况下，在水中溶解度
9、较大通常情况下，在水中溶解度较大 D D跟氢气在一定条件下发生反响，氮气是氧化剂跟氢气在一定条件下发生反响，氮气是氧化剂 【解析解析】选选D D。氮气分子中含有。氮气分子中含有NNNN键，通常情况下氮气的键，通常情况下氮气的化学性质稳定；在高压放电的情况下会与氧气反响；难溶化学性质稳定；在高压放电的情况下会与氧气反响；难溶于水。于水。达标训练 2.2.20222022年乌鲁木齐高一检测年乌鲁木齐高一检测起固定氮作用的化学反响起固定氮作用的化学反响是是()()A.A.由由NH3NH3制碳酸氢铵和硫酸铵制碳酸氢铵和硫酸铵 B.NOB.NO遇遇O2O2转化为转化为NO2NO2 C.C.硝酸工厂用硝酸
10、工厂用NH3NH3氧化制氧化制NONO D.N2D.N2与与H2H2在一定条件下反响生成在一定条件下反响生成NH3NH3 【解析解析】选选D D。氮的固定是指使空气中游离态的氮转化为含。氮的固定是指使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。符合此定义的只有氮化合物的过程。符合此定义的只有D D选项。选项。3.3.20222022年银川高一检测年银川高一检测最新的研究说明：一氧化氮吸最新的研究说明：一氧化氮吸入治疗法可快速改善入治疗法可快速改善SARSSARS中重症患者的缺氧状况，缓解病中重症患者的缺氧状况，缓解病情。病毒学研究证实，一氧化氮对情。病毒学研究证实，一氧化氮对SARSSARS病毒有
11、直接抑制作病毒有直接抑制作用。以下关于一氧化氮的表达正确的选项是用。以下关于一氧化氮的表达正确的选项是()()A.A.一氧化氮是一种红棕色的气体一氧化氮是一种红棕色的气体 B.B.常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合 C.C.含等质量氧原子的一氧化氮与一氧化碳的物质的量相等含等质量氧原子的一氧化氮与一氧化碳的物质的量相等 D.D.一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集 【解析解析】选选C C。一氧化氮是无色、难溶于水的气体，可以用排水法收集，一氧化氮是无色、难溶于水的气体，可以用排水法收集，一氧化氮能够和氧气
12、发生化合反响生成红棕色的二氧化氮，一氧化氮能够和氧气发生化合反响生成红棕色的二氧化氮，因此因此A A、B B、D D三个选项均错误；假设氧原子的质量为三个选项均错误；假设氧原子的质量为16 g16 g，那么一氧化氮和一氧化碳的物质的量均为那么一氧化氮和一氧化碳的物质的量均为 1 mol1 mol，因此，因此C C选项正确。选项正确。4.4.以下对以下对NONO、NO2NO2的描述正确的选项是的描述正确的选项是()()A.NOA.NO是红棕色气体，易溶于水，是酸性氧化物是红棕色气体，易溶于水，是酸性氧化物 B.NO2B.NO2可用排水法收集，且可由可用排水法收集，且可由N2N2和和O2O2化合而
13、得到化合而得到 C.NOC.NO、NO2NO2在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物烟雾的大气污染物 D.NOD.NO、NO2NO2互为同素异形体，且互为同素异形体，且NONO是汽车尾气的有害成分之一是汽车尾气的有害成分之一 【解析解析】选选C C。NONO是无色难溶于水的气体，是无色难溶于水的气体，NONO不与碱反响，不是酸性氧化不与碱反响，不是酸性氧化物，故物，故A A项错误；项错误；NO2NO2与水反响：与水反响：3NO2+H2O=2HNO3+NO3NO2+H2O=2HNO3+NO，N2N2和和O2O2反响生成反响生成NO
14、NO，故，故B B项错误；项错误；NONO和和O2O2发生反响：发生反响：2NO+O2 2NO+O2=2NO2=2NO2，NO2NO2与与H2OH2O反响生成反响生成NONO，故，故C C项正确；项正确；NONO与与NO2NO2都都不是单质，故不可能是同素异形体，不是单质，故不可能是同素异形体，D D项错误。项错误。5 5某同学收集了一集气瓶红棕色气体，用玻璃片盖好，然某同学收集了一集气瓶红棕色气体，用玻璃片盖好，然后向其中参加少量水，振荡后变为无色，然后轻轻移开玻后向其中参加少量水，振荡后变为无色，然后轻轻移开玻璃片使少量空气进入瓶内，气体又变为红棕色。璃片使少量空气进入瓶内，气体又变为红棕
15、色。1 1集气瓶内红棕色气体是：集气瓶内红棕色气体是：_。2 2气体颜色变化的原因是：气体颜色变化的原因是：_；有关的化学方程式是：有关的化学方程式是：_。3 3在收集该红棕色气体时用在收集该红棕色气体时用_。【解析解析】在中学阶段常见的红棕色气体有在中学阶段常见的红棕色气体有NO2NO2和溴和溴Br2Br2蒸气，能产生题干所述现象的是蒸气，能产生题干所述现象的是NO2NO2，由于，由于NO2NO2的密度比空的密度比空气大，应用向上排空气法收集。气大，应用向上排空气法收集。答案答案:(1)NO2 (2)NO2:(1)NO2 (2)NO2与与H2OH2O反响生成无色反响生成无色NONO，NONO
16、遇空气中遇空气中的的O2O2，与之发生反响生成红棕色的，与之发生反响生成红棕色的NO2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO3NO2+H2O=2HNO3+NO、2NO+O2=2NO22NO+O2=2NO2 (3)(3)向上排空气法向上排空气法 一、选择题一、选择题此题包括此题包括6 6小题小题 1.1.如图是化学实验常用装置之一如图是化学实验常用装置之一,假设气体从右管进入，可假设气体从右管进入，可用来收集的无色气体是用来收集的无色气体是()()A ANO B.NO2 C.CO D.CO2NO B.NO2 C.CO D.CO2 【解析解析】选选D D。据图可知该气体的密度比空气的密度大且是。据图可知该气体的密度比空气的密度大且是无色气体，故只有无色气体，故只有CO2CO2符合。符合。课后稳固 2.2.在体积在体积V LV L的密闭容器中通入的密闭容器中通入a mol NOa mol NO，b mol O2b mol O2后，反后，反 应容器内氮原子和氧原子个数比为应容器内氮原子和氧原子个数比为()()【解析解析】选选C C。反响前后氮原子守恒，氧原子守恒，氮原子。反响前后氮原子守恒