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第二节 氮及其化合物
第一课时 氮的氧化物
[明确学习目标] 1.了解氮气的性质及固氮方法。2.认识一氧化氮、二氧化
氮的性质，熟知氮的氧化物溶于水反应的化学方程式。
学生自主学习
氮气与氮的固定
1．氮气无色、无味、不溶于水，约占空气体积的。通常情况下，化学性质
很稳定，与其他物质难以反应。在放电或高温下，与氧气反应的化学方程式为
□N ＋O =====2NO。
2 2
N 与镁、氢气反应的方程式分别是：□N ＋3Mg=====Mg N ；□N ＋
2 2 3 2 2
3H ((((2NH 。
2 3
2．氮的固定
(1)定义：使 □ 游离态 的氮转化为 □ 氮的化合物 的过程。
(2)类别
一氧化氮与二氧化氮
1．一氧化氮是 □ 无 色、无味、不溶于水的有毒气体，与氧气反应的化学方程
式为□2NO＋O ===2NO 。
2 2
2．二氧化氮是 □ 红棕 色、有 □ 刺激性 气味的有毒气体，易液化， □ 易溶 于水，
与水反应的化学方程式为□3NO ＋H O===2HNO ＋NO，工业上利用这一原理生
2 2 3
产 □ 硝酸 。
[特别提醒] (1)实验室里收集NO气体是用排水集气法而不能用排空气法。(2)检验NO气体的方法是向气体中通入O (或空气)，气体由无色变为红棕色。
2
1．实验室能否用排空气法收集NO气体？能否用排水法收集NO ？为什么？
2
提示：不能。NO与空气的密度十分接近且易与空气中的O 反应，故不能用
2
排空气法收集，一般用排水法收集；NO 易与H O发生反应，故不能用排水法收
2 2
集，一般用向上排空气法收集。
2．如何除去NO气体中混有的少量NO 气体杂质？
2
提示：根据NO 与H O反应能生成NO，既能除去NO 杂质，又不引入其他
2 2 2
杂质，故可将混合气体通入盛有水的洗气瓶，然后重新收集气体。
课堂互动探究
氮的氧化物与水反应的实验探究
(1)操作方法
将充满NO 、NO的试管分别倒置于水槽中，并通过导管通入少量的氧气。
2
实验装置 实验现象 试管充满水需满足的条件
红棕色气体逐渐变为无
色，试管内液面上升，持
V(NO )∶V(O )＝4∶1
续通入适量O ，试管内可 2 2
2
充满水
无色气体先变成红棕色，
后逐渐变为无色，试管内
V(NO)∶V(O )＝4∶3
液面上升，持续通入适量 2
O ，试管内可充满水
2
(2)相关反应原理3NO ＋H O===2HNO ＋NO①
2 2 3
2NO＋O ===2NO ②
2 2
由方程式①×2＋②得：
4NO ＋O ＋2H O===4HNO ③
2 2 2 3
由方程式①×2＋②×3得：
4NO＋3O ＋2H O===4HNO ④
2 2 3
如图所示，试管中盛装的是红棕色气体，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，对原试管中盛装气体的
说法正确的是( )
①可能是N 与NO 的混合气体
2 2
②可能是NO 气体
2
③可能是NO与NO 的混合气体
2
④只可能是NO 一种气体
2
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
[批注点拨][解析] 是红棕色气体，那么一定有二氧化氮的存在，与水反应后生成一氧
化氮，所以没有充满试管，继续通入氧气，最终充满试管，则①肯定错误；③中
通入足量的氧气，NO也可以全部被吸收。
[答案] B
[练1] 在一定温度和压强下，将一容积为 15 mL的试管充满NO 后，倒置
2
于一个盛有水的水槽中。当试管内液面上升至一定高度不再变化时，在相同条件
下再通入O ，若要使试管内液面仍保持在原高度，则通入O 的体积为( )
2 2
A．3.75 mL B．7.5 mL
C．8.75 mL D．10.5 mL
答案 C
解析 15 mL NO 与水反应后生成 5 mL NO，根据反应 4NO＋3O ＋
2 2
2H O===4HNO ，使5 mL NO完全被氧化需O 体积为5 mL×＝3.75 mL。据题
2 3 2意，通入的O 应过量5 mL，则共需通入O 8.75 mL。
2 2
[练2] 将10 mL充满NO 和O 的混合气体的试管，倒置在水槽中，反应停
2 2
止后试管内剩余2 mL的无色气体，求原混合气体中NO 和O 各多少毫升？
2 2
答案 剩余 2 mL 气体可能是 NO 或 O ，分两种情况讨论：(1)剩余的是
2
NO，可以看成先发生了反应：4NO ＋O ＋2H O===4HNO ，剩余的NO 又与水
2 2 2 3 2
作用，最终有2 mL NO产生。由反应3NO ＋H O===2HNO ＋NO得剩余的NO
2 2 3 2
体积为2 mL×3＝6 mL。则原有O 体积为(10 mL－6 mL)×＝0.8 mL，NO 体积
2 2
为10 mL－0.8 mL＝9.2 mL。
(2)剩余的是O ，则有10 mL－2 mL＝8 mL是NO 和O 的混合气体，按反应：
2 2 2
4NO ＋O ＋2H O===4HNO 进行计算。所以NO 的体积为8 mL×＝6.4 mL，O
2 2 2 3 2 2
体积为10 mL－6.4 mL＝3.6 mL。
氮的氧化物与水反应的计算规律
(1)NO 单独溶于水(按反应3NO ＋H O===2HNO ＋NO计算)
2 2 2 3
剩余气体是NO，V(NO)＝V(NO )。
2
(2)NO 与O 的混合气体溶于水(按反应4NO ＋O ＋2H O===4HNO 计算)
2 2 2 2 2 3
(3)NO与O 的混合气体溶于水(按反应4NO＋3O ＋2H O===4HNO 计算)
2 2 2 3
本课归纳总结
1.一氧化氮是无色、无味、不溶于水的有毒气体，易与空气中的氧气反应生
成二氧化氮，即2NO＋O ===2NO 。
2 2
2．二氧化氮是红棕色有刺激性气味的有毒气体，易
溶于水生成HNO 和NO，化学方程式为3NO ＋H O===2HNO ＋NO。
3 2 2 3
3．氮的氧化物溶于水的总反应为 4NO＋3O ＋2H O===4HNO 4NO ＋O ＋
2 2 3, 2 2
2H O===4HNO 。
2 3
学习效果检测
1．湿润的淀粉碘化钾试纸接触某气体而显蓝色，该气体可能是下列气体中
的( )
①Cl ②NO ③H S ④SO ⑤溴蒸气 ⑥HCl
2 2 2 2
A．①③④ B．①②⑤ C．①②⑥ D．②④⑥
答案 B解析 显蓝色表明接触过程中发生氧化还原反应生成了单质I 。其反应如下：
2
① Cl ＋2KI===I ＋2KCl，② 3NO ＋H O===2HNO ＋NO，HNO 将 KI 氧化成
2 2 2 2 3 3
I ，⑤Br ＋2KI===I ＋2KBr。
2 2 2
2．将盛有30 mL NO和NO 混合气体的试管倒置于放满水的水槽中，最后试
2
管中气体的体积是20 mL，则原混合气体中NO的体积是( )
A．24 mL B．15 mL C．18 mL D．12 mL
答案 B
解析 NO 与水反应 3NO ＋H O===2HNO ＋NO，设原混合气体中 NO 与
2 2 2 3
NO 的体积分别为x、y，则据题意，剩余气体体积20 mL是原NO气体与上述反
2
应生成的NO气体的总体积，列方程即可得NO和NO 体积都是15 mL。
2
3．在NO 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
2
的物质的量之比为( )
A．3∶1 B．1∶3 C．1∶2 D．2∶1
答案 C
解析 3NO ＋H O===2HNO ＋NO,3 mol NO 中，有2 mol氮原子的价态升
2 2 3 2
高，1 mol氮原子的价态降低，所以发生还原反应的NO 与发生氧化反应的NO
2 2
的物质的量之比为1∶2。
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( )
①N →NO ②NO →NO ③NO →HNO
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④N →NO ⑤N →NH
2 2 3
A．① B．②⑤ C．④ D．③④
答案 C
解析 该题有两个要求：(1)必须加入氧化剂；(2)通过一步反应就能完成。
反应①、③、④从化合价角度来看都是升高，但反应①N →NO 不能通过一步
2 2反应完成；而反应③NO →HNO 虽然氮的化合价升高，但不加氧化剂也能完成，
2 3
如3NO ＋H O===2HNO ＋NO，在该反应中，NO 既是氧化剂又是还原剂；只
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有反应④N →NO必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成。
2
5．一氧化氮是大气污染物之一。目前，有一种治理方法是在400 ℃左右、
有催化剂存在的情况下，用氨把一氧化氮还原为氮气和水。请写出该反应的化学
方程式：__________________________________。
答案 6NO＋4NH =====5N ＋6H O
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6．利用如图所示装置收集以下7种气体(图中烧瓶的位置不得变化)。
①H ②Cl ③CH ④HCl ⑤NH ⑥NO ⑦SO
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(1)若烧瓶是干燥的，则由B口进气收集的气体有________(写序号)。
(2)若烧瓶充满水，可收集的气体有________，这时气体由________口进入。
(3)若烧瓶是干燥的，则由A口进气，可收集的气体有________。
(4)若在烧瓶内装入浓硫酸使气体干燥，则可用此装置来干燥的气体有
________，这时气体由________口进入。
答案 (1)②④⑦ (2)①③⑥ A (3)①③⑤
(4)①②③④⑥⑦ B
