1、氮氧化物溶于水的计算氮氧化物溶于水的计算常涉及到以下几个方面：(1)混合气体的组成，(2)反应后剩余气体的种类和量，(3)反应后溶液的浓度。计算的依据是化学反应方程式，根据化学方程式分析各反应物的量、判断剩余气体的种类。应用守恒法进行计算。1有关的化学方程式(1)单一气体：3NO 2H 2O=2HNO3NO(2)混合气体：NO 2 与 O2 混合：4NO2O 22H 2O=4HNO3NO 与 O2 混合：4NO3O 22H 2O=4HNO3(3)2NOO 2=2NO22不同情况的反应及剩余气体的体积序号 气体 反应 剩余气体 剩余气体的体积 NO2 NO V(NO2)13 NO2NO NO V
2、(NO)原 V(NO2)1341VNO2VO2 无 041VNO2VO2 NO V(NO2)4V(O 2)1343VNOVO2 无 043VNOVO2 NO V(NO) V(O2)43NOO 243VNOVO2 O2 V(O2) V(NO)34特别提醒 因 NO2 与水发生反应，因此无论是 NO2、NO 2 和 O2 的混合气体还是 NO 和 O2的混合气体通入水中，最终剩余气体都不能是 NO2。例 用排水法收集 12 mL NO 于试管中，然后向倒立于水槽中的该试管内间歇地通入 O2共 12 mL，下面的说法中，正确的是( )A剩余 NOB剩余 NO2C试管中气体为红棕色D试管内气体先变为红
3、棕色，后红棕色消失，反复几次，最后剩余无色气体解析 向 NO 中间歇通入 O2发生的反应为2NOO 2=2NO2 3NO2H 2O=2HNO3NO 由32 得：4NO3O 22H 2O=4HNO3等体积的 NO 和 O2 反应最终剩余 O2。答案 DNO NO2 NO O2 H2O (无色)(红棕色 )(无色)1在 NO2 被水吸收的反应中，发生还原反应的物质和发生氧化反应的物质的质量比为 ( )A31 B13C12 D23解析：3 O2H 2O=2H O3 O,3 mol NO2 中，有 2 mol 氮的价态升高，1 mol 氮的N 4 N 5 N 2 价态降低，所以发生还原反应的 NO2
4、与发生氧化反应的 NO2 的质量比为 12。答案：C2标准状况下，将 NO2 和 O2 按体积比 43 混合后充入干燥烧瓶中，然后将烧瓶倒立于水中使其充分反应，则烧瓶内溶液中溶质的物质的量浓度为( )A. molL1 B. molL1122.4 139.2C. molL1 D. molL1128 45解析：此类题目可用赋值法来解。 设烧瓶体积为 1 L，因 V(NO2)V (O2)43，故在 1 L 混合气体中 V(NO2) L，V(O2) L。设生成 HNO3 的物质的量为 x，根据反应47 374NO2O 22H 2O=4HNO3，则有(4 22.4 L) L4 molx，解得 x mol
5、。烧瓶中残留 O247 139.2的体积： L L L，故溶液充 满烧瓶体积的 。所以 c(HNO3)( ) mol L 37 17 27 57 47 122.4 57 128molL 1。答案：C3双选题 在一大试管中装入 10 mL NO 倒立于水槽中，然后向其中缓慢通入 6 mL O2(气体体积均在相同条件下测定) ，下面有关实验最终状态的描述，正确的是( )A试管内气体呈红棕色B试管内气体呈无色，是 2 mL NOC试管内气体呈无色，是 2 mL O2D试管内液面上升解析：根据 4NO3O 22H 2O=4HNO3 可知，V(NO)V(O 2)43 时，NO 有剩余。由 题意，V(NO
6、) V(O2) 53 可知，NO 剩余 2 mL，则试管内液面上升。答案：BD4盛有 NO 和 NO2 混合气体的量筒倒立在盛有水的水槽中，过一段时间后，量筒内的气体体积减小为原来的一半。则原混合气体中 NO 和 NO2 的体积比是( )A31 B13C21 D12解析：设 VNO=x L VNO2=y L3NO2H 2O=2HNO3NO V3 L 1 L 2 Ly L L y Ly3 23则：由反应后气体体积减小为原来的一半可得：y (xy) ，解得 。23 12 xy 13答案：B5用大试管收集一试管 NO2 气体，倒扣在盛水的水槽里，试管内产生的现象为_；再往试管里通入适量氧气，试管内又
7、产生的现象为_。产生上述现象的原因是_。解析：NO 2 与水发生反应 3NO2H 2O=2HNO3NO，所以水会上升到试管容积的 处；反应23生成的 NO 又与 O2 反应生成 红棕色的 NO2 气体，而 NO2 又与水反应，水面又上升。答案：试管内红棕色气体逐渐消失，水面上升至试管容积的 处 试管内又出现红棕色，接23着红棕色消失，液面又上升 由于 NO2 易溶于水，发生反应 3NO2H 2O=2HNO3NO ，故颜色消失，液面上升至容积的 处。当再充入 O2 时，发生反应 2NOO 2=2NO2，故又出现了红23棕色，NO 2 继续溶于水并与水反应，气体颜色又消失，液面又上升(1)空气中主
8、要含有 N2 和 O2，其体积比大约是 41。(2)可通过自然固氮和人工固氮将自然界游离态氮转化为化合态。(3)氮元素有多种氧化物，并且都有毒。其中 NO 和 NO2 是两种重要的氧化物。NO 易与 O2反应，化学方程式为 2NOO 22NO 2，NO 2 与 H2O 反应，化学方程式为3NO2H 2O=2HNO3NO。(4)“雷雨发庄稼”原理：N2 NO NO2 HNO3 硝酸盐 O2 闪 电 O2 H2O 土 壤 一、选择题(本题包括 5 小题，每题 4 分，共 20 分)1下列关于氮气的说法中，错误的是( )A通常情况下，氮气性质比较稳定B可在氧气中燃烧，生成一氧化氮C通常情况下，氮气在
9、水中的溶解度很小D跟氢气在一定条件下发生反应时，氮气是氧化剂解析：N 2 不能在 O2 中燃烧，与 O2 在闪电时反应生成 NO。答案：B2我国城市中的大气污染物主要是( )ACO 2、Cl 2、N 2、酸雨 BSO 2、NO 2、CO、烟尘CNH 3、CO 2、CO 、雾 DHCl、SO 2、N 2、粉尘答案：B3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，逸出的气体为 NO、CO2，二者物质的量比为12，同时还有少量水
10、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，CO 2 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：C4双选题 在氮的氧化物中，氮元素和氧元素的质量比为 716，则此氧化物的化学式可能为( )ANO 2 BNOCN 2O3 DN 2O4解析：氧化物中两原子个数之比为：N(N) N(O) 12。714 1616答案：AD5无色的混合气体甲，可能含 NO、CO 2、NO 2、N 2 中的几种，将一定量的甲气体经过下图实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余
11、，则甲气体的组成为( )ANO 2、N 2 BNO、CO 2CNO 2、CO 2 DNO、CO 2、N 2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 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。答案：B二、非选择题(本题包括 3 个小题，共 30 分)6(8 分) 氮氧化物进入大气后，不仅会形成硝酸型酸雨，还可能形成光化学烟雾，因此必须对含有氮氧化物的废气进行处理。(1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下：2NO22NO4NaOH= =
12、4NaNO22H 2O ，2NO22NaOH= =NaNO2NaNO 3H 2O ，在反应 中，氧化剂是_，还原剂是_。在反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为_。(2)汽车尾气中含有 CO 和 NO，消除这两种物质对大气的污染的方法是安装催化转化器，使它们发生反应生成对大气无污染的气体，该反应的化学方程式为_。解析：(1)在反应中 NO2 中的氮元素化合价降低做氧化剂，NO 中氮元素化合价升高做还原剂；在反应中氧化剂和还原剂都是 NO2，它们的物质的量之比为 11。(2)根据质量守恒定律结合题目信息可知，一氧化氮与一氧化碳反应后生成的对大气无 污染的物质应为氮气和二氧化碳。答案：(1)NO
13、2 NO 11(2)2NO2CO N22CO 2= = = = =催 化 剂 7(9 分) 二氧化氮是造成光化学烟雾的罪魁祸首。目前有一种治理方法是，在 400左右、有催化剂存在的情况下，用氨把二氧化氮还原为氮气和水。请写出该反应的化学方程式：_，该反应中，氧化剂是_，氧化产物是_，生成 1.4 mol 还原产物时，转移电子的物质的量为_ 。解析：根据氧化还原反应的规律分析，用 NH3 将 NO2还原成无毒气体， 该气体只能是N2。NO2 中4 价的 N 被 NH3 中3 价的 N 还原为 0 价，剩下的氢、氧元素结合成水，因而氧化剂是 NO2，氧化产物、还原产物均为 N2；生成 7 mol
14、N2时，其中 3 mol 为还原产物，转移电子 24 mol，则生成 1.4 mol 还原产物 时， 转移电子 11.2 mol。答案：6NO 28NH 3 7N212H 2O NO 2 N 2 11.2 mol= = = = =催 化 剂 4008(13 分)NO 分子因污染空气而臭名昭著。近年来，发现少量的 NO 在生物体内许多组织中存在，它有扩张血管、免疫、增强记忆的功能，而成为当前生命科学的研究热点，NO 亦被称为“明星分子” 。请回答下列问题。(1)NO 对环境的危害在于_(填以下项目的编号)。A破坏臭氧层B高温下能使一些金属被氧化C造成酸雨D与人体血红蛋白结合(2)在含 Cu 离子
15、的酶的活化中心中，亚硝酸根离子(NO )可转化为 NO，写出 Cu 和亚硝 2酸根离子在酸性水溶液中反应的离子方程式：_。(3)在常温下，把 NO 气体压缩到 100 个大气压，在一个体积固定的容器里加热到 50，发现气体的压力迅速下降，压力降至大约为原压力的 就不再改变，已知其中一种产物为 N2O，写23出上述变化的化学方程式：_。解析：(1)NO 中 N 的化合价为2，所以 NO 具有还原性，能被臭氧氧化；NO 排放到空气中最终氧化成硝酸；同 CO 一样， NO 也能与人体内的血红蛋白结合使人体缺氧而死亡。故对环境的危害为 A、C。(2)根据信息可得此反应中亚铜离子为还原剂，亚硝酸根离子为氧化剂，NO 为还原产物，Cu2 为 氧化产物，再根据电子、 电荷、原子守恒可得方程式：Cu NO 2H =Cu2 NOH 2O。 2(3)据阿伏加德罗定律的推论和氧化还原反应规律以及质量守恒定律可得方程式： 3NONO2N 2O。= = = = =100 atm 50答案：(1)AC(2)Cu NO 2H =Cu2 NOH 2O 2(3)3NO N2ONO 2= = = = =100 atm 50
