考点3 氮及氮的氧化物（核心考点归纳）-2021-2022学年高一化学核心考点归纳与测试（人教版2019必修第二册）（解析版）

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考点 2 氮气及氮的氧化物

【核心考点梳理】

一、氮气的结构与物理性质

1．氮元素及其存在

(1)原子结构：氮元素位于元素周期表的第_二_周期第 VA 族

氮气分子是由两个氮原子通过共用三对电子结合而成的，氮气分子的电子式：∶ N N⋮⋮ ∶ ，结构式为 N≡N。

破坏氮气分子中氮原子之间的共价键需要很大的能量，所以氮气分子很稳定。但在高温或放电等特殊条件

下，也能与一些金属或非金属单质发生反应，生成含氮化合物。

(2)自然界中的存在形态

①游离态：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、海洋里的硝酸盐和铵盐中。

(3)物理性质

色态气味密度溶解性毒性

无色气体无味比空气

的略小难溶无毒

2．氮的固定：将空气中游离态的氮转化成含氮化合物，简称固氮。

自然固氮

生物固氮：自然界中的一些微生物种群将空气中的氮气通过生物化学过程转化为含氮

化合物，约占自然固氮的 90%

高能固氮：通过闪电、火山爆发等途径产生含氮化合物，约占自然固氮的 10%

2.高能固氮的实例——“雷雨发庄稼”

(1)利用化学方程式解释“雷雨发庄稼”的原理：

N2＋ O 2===== 2NO 、 2NO ＋ O 2== =2NO 2、 3NO 2＋ H 2O == =2HNO 3＋ NO 。

雨水中的硝酸渗入土壤后与矿物质作用生成硝酸盐，其中的硝酸根离子被植物的根系吸收，转化为植

物生长所需的养料。

【核心归纳】氮气的结构与性质

【典型例题】例1．氮气能大量存在于空气中的根本原因是(　　)

A．氮气性质稳定，即使在高温下也不与其他物质发生反应

B．氮气比空气轻且不溶于水

C．氮气分子中两个氮原子结合很牢固，分子结构稳定

D．氮气既无氧化性，也无还原性，不与其他物质反应

【答案】C　

【解析】N2性质稳定，但放电、高温等条件下可与 O2等物质发生反应，在反应中表现出还原性或氧化性；

氮气比空气轻且不溶于水并不是 N2能大量存在于空气中的根本原因；N2能大量存在于空气中的根本原因

是氮气分子中两个氮原子结合很牢固，分子结构稳定。

例2．下列关于氮气的说法中错误的是(　　)

A．通常情况下 N2性质很稳定，所以 N2可以在电焊时作保护气

B．N2＋O2=====2NO，该反应是汽车尾气造成污染的主要因素之一

C．N2在空气中约占的质量比为

D．在反应 3Mg＋N2=====Mg3N2中，N2作氧化剂

【答案】C　

【解析】N2很稳定，常用作保护气；但在高温下 N2与O2产生的 NO 易被氧化为 NO2，故汽车尾气会造成

环境污染；N2在空气中的体积含量约为 4/5；N2与金属、H2反应时作氧化剂。

例3．下列反应属于氮的固定的是(　　)

①N2和H2在一定条件下合成 NH3

②NO2和H2O反应生成 HNO3和NO

③Mg 在N2中燃烧生成 Mg3N2

④NO 被空气氧化为 NO2

A．①②　　　　　 B．②③

C．①③ D．①④

【答案】C　

【解析】氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮。

二、一氧化氮和二氧化氮的性质

1．物理性质：

颜色状态气味毒性水溶性

NO 无色气态无味有毒微溶

NO2红棕色气态刺激性气味有毒易溶

2．危害：大气中 NO 和NO2达到一定浓度时都会对人体造成伤害，引发“光化学烟雾”事故，能引发上呼

吸道及肺部疾病。

3．应用：一氧化氮在调节心脑血管、神经和免疫系统等方面有着十分重要的生物学作用和医学前景，受

到人们的普遍重视。二氧化氮在火箭燃料中用作氧化剂，在工业上可以用来制造硝酸。

【核心归纳】1．相互转化的反应原理

3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ①

2NO＋O2===2NO2②

由方程式①×2＋②得：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3③

由方程式①×2＋②×3 得：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3④

2．计算类型

(1)NO2气体：NO2气体溶于水时仅涉及反应①，剩余气体为 NO。

(2)NO2和O2的混合气体：NO2和O2的混合气体溶于水时涉及反应③。

x＝0＜x＜x＝x＞

反应情况 O2过量并剩余恰好完全反应 NO2过量又发生反应①，剩余 NO

(3)NO 和O2的混合气体：NO 和O2的混合气体溶于水时涉及反应④。

x＝0＜x＜x＝x＞

反应情况 O2过量并剩余恰好完全反应 NO 过量并剩余

3.利用原子个数比分析氮氧化物与氧气的混合气体溶于水

方程式：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3和4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3中的“4NO2＋O2”和“4NO＋

3O2”从组成上均相当于“N2O5”的组成，也就是N、O的原子个数比符合2 5∶时，氮的氧化物和氧气均无剩

余，这两种情况均可利用混合气体中 N、O的原子个数比来分析：

N(N)∶N(O)

【典型例题】

例1．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

完全被水充满。原来试管中盛装的(　　)

A．可能是 N2与NO2的混合气体

B．可能是 O2与NO2的混合气体

C．不可能是 NO 与NO2的混合气体

D．只能是 NO2一种气体

【答案】B　

【解析】若是N2与NO2的混合气体，无论鼓入多少氧气，最后都有 N2剩余，试管内不可能完全被水充满；

若是O2与NO2的混合气体，由 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，可知，当＞4时，NO2有剩余，剩余的NO2和

水反应产生 NO，故试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内不断鼓入氧气后，4NO＋3O2＋

2H2O===4HNO3，故试管能被水充满；若是NO 与NO2的混合气体，开始时，3NO2＋H2O===2HNO3＋

NO，气体体积减小，但有 NO 剩余，当向试管内不断鼓入适量的氧气后，4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，

试管内的气体完全被水吸收。

例2．在一定条件下，将 NO2和O2的混合气体 12 mL 通入足量水中，充分反应后剩余 2 mL 气体(同温同压

下)，则原混合气体中氧气的体积为(　　)

①1.2 mL　② 2.4 mL　③ 3 mL　④ 4 mL

A．①②　　　　 B．②③

C．③④ D．①④

【答案】D　

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