- 氮的氧化物的性质
- 共216题
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，并检查装置气密性，实验前用排水法收集半瓶NO气体。
（1）打开止水夹a ，推动针筒活塞，使O2进入平底烧瓶。 关上止水夹a ，首先观察到烧瓶中的现象：
________________，产生此现象的化学反应方程式为：________________。
（2）轻轻摇动平底烧瓶，观察到烧瓶中的现象为：
①__________________________②___________________________
产生此现象的化学反应方程式为 ____________________________。
正确答案
（1）烧瓶中气体由无色变为红棕色；2NO+O2==2NO2（2）烧杯中红棕色气体又变为无色；烧杯中水倒吸到烧瓶中（或烧瓶中液面上升）（答案合理即可）；
3NO2+H2O==2HNO3+NO
氮及其化合物在工农业生产中具有重要作用．
（1）某小组进行工业合成氨N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H＜0的模拟研究，在1L密闭容器中，分别加入0.1molN2和0.3molH2．实验①、②、③中c（N2）随时间（t）的变化如图所示．
实验②从开始到达到平衡状态的过程中，用H2表示的平均反应速率为______．
与实验①相比．实验②所采用的实验条件可能为______（填字母），实验③所采用的实验条件可能为______（填字母）．
a．增大压强b．减小压强c．升高温度d．降低温度e．使用催化剂
（2）NH3可用于处理废气中的氮氧化物，其反应原理为2NH3（g）+NO（g）+NO2（g）⇌2N2（g）+3H2O（g）△H＜O，
欲提高废气中氮氧化物的转化率，可采取的措施是______（填字母）
a．升高温度b．增大压强c．增大NH3的浓度
（3）NCl3遇水发生水解反应，生成NH3的同时得到______（填化学式）．ClO2是广谱高效消毒剂，制备原理为NCl3+6ClO2-+3H2O=NH3↑+6ClO2+3OH-+3Cl-．若转移1mol电子，则制取ClO2的质量为______．
（4）25℃时，将amol•L-1的氨水与bmol•L-1盐酸等体积混合，反应后溶液恰好显中性，则a______b（填“＞”、“＜”或“=”）．用a、b表示NH3•H2O的电离平衡常数为______．
正确答案
（1）由图可知，实验②10min到达平衡，平衡时△（N2）=0.1mol/L-0.06mol/L=0.04mol/L，由方程式可知，△c（H2）=3△（N2）=3×0.04mol/L=0.12mol/L，故v（H2）=
由图可知，与实验①相比，实验②到达平衡所以时间较短，反应速率较快，但平衡时氮气的浓度不变，改变条件平衡不移动，该反应正反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡会移动，故实验②应是使用催化剂，
由图可知，与实验①相比，实验③到达平衡所以时间较短，反应速率较快，平衡时氮气的浓度增大，改变条件平衡逆向移动，该反应正反应是体积减小的放热反应，故为升高温度；
故答案为：0.012mol/（L•min），e，c；
（2）提高废气中氮氧化物的转化率，应改变条件使平衡向正反应移动，
a．该反应正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应移动，氮氧化物的转化率降低，故a错误；
b．该反应正反应是体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应移动，氮氧化物的转化率降低，故b错误；
c．增大NH3的浓度，平衡向正反应移动，氮氧化物的转化率增大，故c正确；
故答案为：c；
（3）NCl3遇水发生水解反应，NCl3分子中负价原子结合水电离的氢离子，正价原子结合水电离的去氢根离子，故生成NH3的同时还得到HClO，
反应中只有氯元素的化合价发生变化，氯元素由NCl3中+1降低为Cl-中-1价，由ClO2-中+3价升高为ClO2中+4价，故转移1mol电子，生成ClO2的物质的量为1mol，质量为1mol×67.5g/mol=67.5g，
故答案为：HClO，67.5；
（4）溶液显中性，所以c（H+）=c（OH-），溶液的电荷守恒可得：c（H+）+c（NH4+）=c（Cl-）+c（OH-），故c（NH4+）=c（Cl-），氯化铵是强酸弱碱盐其水溶液呈酸性，要使氯化铵溶液呈中性，则氨水应稍微过量，因为盐酸和氨水的体积相等，则氨水的物质的量浓度大于盐酸，
溶液中c（H+）=c（OH-）=10-7mol/L，c（NH4+）=c（Cl-）=
电离常数只与温度有关，则此时NH3•H2O的电离常数Kb=
故答案为：＞，
某化学课外活动小组通过实验研究NO2的性质．
已知：2NO2+2NaOH═NaNO3+NaNO2+H2O
任务1：利用图1所示装置探究NO2能否被NH3还原（K1、K2为止水夹，夹持固定装置略去）．
（1）A装置中制取NH3反应的化学方程式是______．
（2）若NO2能够被NH3还原，预期观察到C装置中的现象是______．
（3）实验过程中，未能观察到C装置中的预期现象．该小组同学从反应原理的角度分析了原因，认为可能是：
①NH3还原性较弱，不能将NO2还原；
②在此条件下，NO2的转化率极低；
③______．
（4）此实验装置存在一个明显的缺陷是______．
任务2：探究NO2能否与Na2O2发生氧化还原反应．
（5）实验前，该小组同学提出三种假设．
假设1：二者不反应；
假设2：NO2能被Na2O2还原；
假设3：______．
（6）为了验证假设3，该小组同学选用任务1中的B、D、E装置，将B中的药品更换为Na2O2，另选F装置（如图2所示），重新组装，进行实验．
①装置的合理连接顺序是（某些装置可以重复使用）______．
②实验过程中，B装置中淡黄色粉末逐渐变成白色．经检验，该白色物质为纯净物，且无其他物质生成．推测B装置中反应的化学方程式为______．
正确答案
（1）在实验室中，常用加热固体NH4Cl和Ca（OH）2混合物的方法制取氨气，其反应的化学方程式为：2NH4Cl+Ca（OH）2
故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）2
（2）二氧化氮是红棕色气体，如果能被氨气还原，生成无色气体氮气，则C装置中混合气体颜色变浅，
故答案为：C装置中混合气体颜色变浅；
（3）造成未能观察到C装置中的预期现象可能原因是：在此条件下，该反应的化学反应速率极慢或NO2的转化率极低导致反应现象变化不明显，
故答案为：在此条件下，该反应的化学反应速率极慢；
（4）二氧化氮是有毒气体，氨气是有刺激性气味的气体，所以都不能直接排空，要进行尾气处理才能排空，
故答案为：缺少尾气吸收装置；
（5）NO2的N元素的化合价位于中间价态，既可被氧化，也可被还原，由假设可知还应有NO2能被Na2O2氧化的假设，故答案为：NO2能被Na2O2氧化；
（6）①验证假设3，首先要用E装置制取二氧化氮，因为制取的二氧化氮气体中含有水蒸气，水能和过氧化钠反应而造成干扰，所以要用D装置除去水蒸气，然后较纯净的二氧化氮通过B装置，未反应的二氧化氮有毒不能直接排空，所以最后要进行尾气处理，选用F装置处理尾气，所以装置的合理连接顺序是EDBDF或EDBF，
故答案为：EDBDF或EDBF；
②B装置中淡黄色粉末逐渐变成白色．经检验，该白色物质为纯净物，且无其他物质生成，过氧化钠作氧化剂，则二氧化氮中氮元素失电子化合价升高而作还原剂，所以氮元素只能转化为+5价，且生成物是纯净物，所以是硝酸钠，反应方程式为2NO2+Na2O2═2NaNO3，故答案为2NO2+Na2O2═2NaNO3．
2009年我国汽车销售形势喜人，但是汽车尾气（含有烃类、CO、SO2与NO等物质）是城市的污染源．治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”（用铂、钯合金作催化剂）．它的特点是使CO与NO反应，生成无毒气体，并促使烃类充分燃烧及SO2的转化．请写出CO与NO反应的化学方程式：______．“催化转换器”的缺点是在一定程度上提高了空气的酸度，其原因是（用简单的语言表达）______．
正确答案
由信息可知，“催化转换器”使CO与NO反应，生成无毒气体为氮气和二氧化碳，该反应为2NO+2CO
故答案为：2NO+2CO
Ⅰ．将70mL NO和O2的混合气体通入足量的水中．（1）若正好完全反应生成HNO3，则原混合气体中O2和NO各多少毫升？（2）若在相同条件下收集到7mL剩余气体，则原混合气体中O2和NO各多少毫升？
Ⅱ．已知：A为淡黄色固体，E、F、G为单质，且E、F、H为无色，I为红棕色气体，J与盐酸反应生成不溶于X的白色沉淀．
（1）D的焰色反应为黄色，则D的化学式为：______；F的化学式为______；
（2）写出反应①的离子反应方程式：______；
写出反应③的离子反应方程式：______．
（3）写出反应②的化学方程式：______．
（4）1mol C通过反应④得到1mol G，C中G的质量分数为72%，则C的化学式为：______．
正确答案
Ⅰ．（1）根据反应4NO+3O2+2H2O═4HNO3可知：
当V（NO）：V（O2）=4：3时，恰好完全反应，又V（NO）+V（O2）=70mL 所以：V（NO）=40mL，V（O2）=30mL，
答：原混合气体中O2和NO分别为30ml、40ml；
（2）当剩余的气体为NO时，则消耗了V（NO）+V（O2）=70-7=63mL 又因为消耗的V（NO）：V（O2）=4：3，
则V（NO）=36mL，V（O2）=27mL，
∴原混合气体中V（NO）=36+7=43mL，V（O2）=27mL，
当剩余的气体为O2时，则消耗了V（NO）+V（O2）=70-7=63mL 又消耗的V（NO）：V（O2）=4：3
则V（NO）=36mL，V（O2）=27mL，
∴原混合气体中V（NO）=36mL，V（O2）=（27+7）=34mL，
答：若在相同条件下收集到7mL剩余气体，若氧气过量，则原混合气体中O2和NO分别为27 ml、43ml；若若一氧化氮气过量，则原混合气体中O2和NO分别为34 ml、36ml；
Ⅱ．因I为红棕色气体，可知I为NO2，则H为NO，E为O2，F为N2；因反应③，可知这是NO2与水反应生成硝酸和NO，则B为H2O，X为HNO3；因A为淡黄色固体，能与水反应生成O2，可知A为Na2O2，D为NaOH；因J与盐酸反应生成不溶于X的白色沉淀，可知X为氯化银，G为Ag，反应④根据质量守恒，可知C中含有氮和银两种元素，再因1mol C通过反应④得到1mol G，说明1个C中含有1个Ag，C中G的质量分数为72%，则C的相对分子量为150，所以1个C中含有3个N，从而求出化学式为AgN3．
故答案为：（1）NaOH； N2；
（2）2Na2O2+2H2O═4Na++4OH-+O2；3NO2+H2O═2H++2NO3-+NO；
（3）Ag+2HNO3═AgNO3+NO2↑+H2O；
（4）AgN3．
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