1、一氧化氮
NO是一种无色有刺激性气味的气体,能与人血液中的血红蛋白结合而使人中毒。接触空气后立即被氧化为二氧化氮而变为红棕色,收集NO气体必须用排水取气法。NO在神经信号传递、血压生理调控、血流量控制、免疫调节、抵抗感染等方面起到了重要作用,被称为“信使分子”。
(1)一氧化氮的制备
氮气与氧气反应:
铜与稀硝酸反应:3Cu+8HNO3(稀)====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(2)一氧化氮的还原性
2NO+O2====2NO2
分析:NO不能用排空气法收集。无色的混合气体中若有一氧化氮,则一定没有O2,若有O2,则一定没有NO。
2、二氧化氮
NO2是一种红棕色、具有刺激性气味、有毒的气体。NO2与水反应,易溶于水。[极易溶于水的气体HCl(1:500)、NH3(1:700),易溶于水的气体SO2(1:40)、NO2(反应),溶于水的气体Cl2、H2S、CO2] NO2是一种强氧化剂,能将I-、SO2、H2S等氧化。
(1)二氧化氮的制备
铜与浓硝酸反应:Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
一氧化氮与氧气反应:2NO+O2====2NO2
(2)二氧化氮与水反应:3NO2+H2O====2HNO3+NO
分析:“雷雨发庄稼”的道理:空气中的氮气和氧气在放电条件下生成一氧化氮,一氧化氮再和氧气反应,生成二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝酸,硝酸与土壤中矿物质作用,可形成可溶性硝酸盐,成为氮肥,被植物吸收,所以有利于庄稼生长。
(3)二氧化氮的聚合反应:2NO2
N2O4
分析:通常“纯净”的NO2或N2O4并不纯,因为
在常温、常压下能发生聚合反应。由于此可逆反应的发生,通常实验测得NO2的相对分子质量大于它的实际值,或在相同条件下,比相同物质的量的气体体积要小。同理,通常实验测得N2O4的相对分子质量小于它的实际值,或在相同条件下,比相同物质的量的气体体积要大。此外涉及NO2气体的颜色深浅、压强、密度等要考虑此反应。因而可逆反应2NO2
N2O4在解化学题中有很重要的应用。
【总结】NO、NO2都是大气污染物,空气中的NO、NO2主要来自石油产品和煤燃烧、汽车尾气以及制硝酸工厂的废气。其中空气中的NO2是造成光化学烟雾的主要因素。
3、氮的氧化物与水反应的计算
(1)关系式法:
①对于NO2、NO分别与O2混合与水反应的计算:首先写出以下方程式:3NO2+H2O====2HNO3+NO、2NO+O2====2NO2。将以上两式叠加得以下计算关系式:4NO2+O2+2H2O====4HNO3、4NO+3O2+2H2O====4HNO3。计算时要注意过量判断及剩余气体的成分。
②NO、NO2、O2混合溶于水:将以上两式再叠加可得:NO2+NO+O2+H2O====2HNO3
若n(N)∶n(O)=2∶5,则混合气体刚好溶于水;n(N)∶n(O)>2∶5,NO过剩;若n(N)∶n(O)