高中化学 专题4 第2单元 第1课时 氮氧化物的产生及转化课件 苏教必修1苏教高一必修1化学课件

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氮氧化物和氟氯代烃的排 地球上的生物受太阳紫外
臭氧空洞
放
线的伤害加剧
使藻类过度繁殖，水质恶
含磷洗衣粉的大量使用及
赤潮和水华
化，发生在海水中为赤潮，
其废水的任意排放
淡水中为水华
聚乙烯等塑料的大量使用，破坏土壤结构和生态环境
白色污染
任意丢弃
等
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2.氮氧化物污染治理方法 (1)汽车尾气“催化转化法” 2CO＋2NO催==化==剂= 2CO2＋N2 (2)氨还原法 6NO＋4NH3催==化 △==剂= 5N2＋6H2O 6NO2＋8NH3催==化 △==剂= 7N2＋12H2O
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2．物理性质
色态
N2 无色气体
NO 无色气体
NO2 红棕色气体
气味
无味
无味
有刺激性气味
密度 比空气的__略_小___ 比空气的_略__小__ 比空气的_大___
溶解性
难溶
微溶
与水反应
毒性
无毒
有毒
有毒
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3.化学性质 (1)氮气 ①通常状况下较稳定，与其他物质不反应。 ②高温或放电时 N2 与 O2 反应：_N__2＋__O__2_=放_=_=电_=_=_2_N__O_。 ③高温、高压、催化剂条件下 N2 与 H2 反应生成 NH3，化学方程 式为________________。 ④与活泼金属 Mg 反应：__N_2_＋__3_M__g_=点_=_=_燃=_=_M__g_3_N_2__。
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(2)一氧化氮 NO 很不稳定，常温下与 O2 反应：_2_N_O__＋__O_2_=_=_=_2_N__O_2_。
(3)二氧化氮
NO2 溶 于 水 生 成 硝 酸 和 NO ， 化 学 方 程 式 为 ： _3_N_O__2＋__H__2O__=_=_=_2_H__N_O__3_＋__N_O__。
主要来源
A CO2 破坏臭氧层 化石燃料的燃烧
B SO2 温室效应 汽车尾气的排放
自然来源及燃料燃烧
C
NO2
光化学烟雾 和城市汽车尾气等
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汽车尾气和化石燃 D CO 酸雨
料的不完全燃烧 C [CO2―→温室效应；SO2―→酸雨；NO2―→光化学烟雾。]
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在相同状况下，将下列四种混合气体：①体积比为 3∶1
的 HCl 和 N2 ②体积比为 1∶1 的 NO2 和 N2 ③体积比为 1∶1 的 NO2 和 O2 ④体积比为 4∶1 的 NO2 和 O2，
分别置于相同的四支试管中并倒置于水槽中，充分反应后液面上升
高度分别为 h1、h2、h3、h4，下列关系正确的是( )
3 mL x
1 mL 2 mL 50 mL－30 mL＝20 mL
3 mx L＝220mmLL，解得 x＝30 mL。
则 原 混 合 气 体 中 NO 为 50 mL － 30 mL ＝ 20 mL ， 所 以
V(NO2)∶V(NO)＝30 mL∶20 mL＝3∶2。]
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(3)碱液吸收法 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
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以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对
应正确的是( )
选项 氧化物 环境问题
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A．CO 在铂表面被氧化生成 CO2，铂起催化作用 B．汽车尾气中的 NOx 在铂表面发生反应的产物是 N2 C．CO 在铂表面可能和 O2、NOx 反应 D．NOx、CO、CO2 均能与人体中的血红蛋白结合 D [CO、NOx 在铂表面发生的反应为 CO＋NOx―→CO2＋ N2(未配平)，也可能是 CO 与 O2 反应，此过程中铂作催化剂；CO2 不能与人体中的血红蛋白结合。]
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2．诺贝尔化学奖曾授予德国化学家 Gerhard Ertl，以表彰他对 固体表面化学研究过程中的重大发现。使 CO、NOx 等在铂表面发生 化学反应转变成无毒气体，以减少汽车尾气中有毒气体的排放，正 是此项研究的重要应用之一。下列有关说法不正确的是( )
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当堂达标 提素养
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1．下列关于自然界中氮循环(如图所示)的说法不正确的是( )
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A．氮元素均被氧化 B．工业合成氨属于人工固氮 C．含氮无机物和含氮有机物可相互转化 D．碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环
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A [人工固氮中氮气转化为氨气，是 N2 转化为 NH3 的过程，N 化合价由 0→－3 价，化合价降低，被还原，故 A 错误；工业合成氨 是典型的人工固氮方法，故 B 正确；根据图像知，通过生物体可以 将铵盐和蛋白质相互转化，实现了含氮的无机物和有机物的转化， 故 C 正确；生物体合成蛋白质的过程也有碳、氢、氧三种元素的参 与，故 D 正确。]
3 ． 防 治 ： (1) 使 用 洁净 能 源 ， 减 少 氮 氧 化 物 排 放 。 (2) 转 __汽__车__尾__气___。(3)废气处理。
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1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)NO 和 NO2 的颜色、气味、水溶性不同，但它们都是有毒的
(2)NO 与 O2 的混合气体溶于水(反应④)。
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特别提醒：氮的氧化物或氮的氧化物与 O2 的混合气体溶于水时， 剩余的气体可能是 O2，也可能是 NO，但不可能是 NO2，因为 NO2 会与水反应又生成 NO。
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C [N2 性质稳定，但高温下可与 O2 等物质反应，在不同反应中 表现出氧化性或还原性；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。]
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3．发射卫星的运载火箭，其推进剂引燃后发生剧烈反应，产生 大量高温气体从火箭尾部喷出。引燃后产生的高温气体主要是 CO2、 H2O、N2、NO，这些气体均为无色，但在卫星发射场看到火箭喷出 大量红烟，产生红烟的原因是 ( )
气体
(√ )
(2)实验室用排水法收集 NO，用向上排空气法收集 NO2 (√ )
(3)将盛满 NO 的试管打开塞子置于空气中，没有明显现象出现
(× )
(4)NO2 与 H2O 的反应，NO2 只作氧化剂
( ×)
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2．下列关于一氧化氮的叙述正确的是( ) A．一氧化氮是一种红棕色的气体 B．常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合 C．一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到 D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集
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[答案] (1)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO (2)2NO＋2CO催==化==剂= N2＋2CO2
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核心突破 攻重难
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氮的氧化物溶于水的有关(yǒuguān)数量关系
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1．将装有 50 mL NO2、NO 混合气体的量筒倒立于水槽中，反
应后气体体积缩小为 30 mL，则原混合气体中 NO2 和 NO 的体积
比是( )
A．5∶3
B．3∶5 C．3∶2
D．2∶3
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C [设混合气体中 NO2 的体积为 x，差量法： 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ΔV
A．h1>h2>h3>h4
B．h4>h3>h2>h1
C．h4>h1>h3>h2
D．h2>h3>h1>h4
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C [①HCl 极易溶于水，试管中剩余气体占试管体积为 1/4；②体 积 比 为 1∶1 的 NO2 和 N2 ， 在 试 管 中 发 生 如 下 反 应 ： 3NO2 ＋ H2O===2HNO3＋NO，剩余气体占试管体积为21＋12×13＝32；③体积比 为 1∶1 的 NO2 和 O2，发生如下反应：4NO2＋2H2O＋O2===4HNO3， 剩余气体占试管体积为12×1－14＝83；④体积比为 4∶1 的 NO2 和 O2 溶 于水恰好完全反应，试管中无气体剩余。故 h4>h1>h3>h2。]
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2．氮气能大量存在于空气中的根本原因是( ) A．氮气性质稳定，即使在高温下也很难跟其他物质发生反应 B．氮气比空气轻，且不溶于水 C．氮分子中两个氮原子结合很牢固，分子结构稳定 D．氮气无氧化性，也无还原性，不与其他物质反应
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常见(chánɡ jiàn)环境污染与防治
1.常见的环境污染
环境污染
形成原因
危害
全球变暖，冰雪融化，海平 温室效应 大气中 CO2 含量不断增加 面上升等
酸雨 SO2 和氮氧化物的排放 土壤酸化，腐蚀建筑物等
氮氧化物和碳氢化合物的 危害人体健康和植物生长
光化学烟雾
排放
等
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C [NO 是无色的气体，微溶于水，能用排水法收集，可由 N2 与 O2 直接化合而得到，且易与空气中的氧气直接反应而生成 NO2。]
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3．NOx 是汽车尾气中的主要污染物之一。 (1)NOx 能形成酸雨，写出 NO2 转化为 HNO3 的化学方程式： _____________________________________________________。 (2)在汽车尾气系统中安装催化转化器，可有效降低 NOx 的排放。 当尾气中空气不足时，NOx 在催化转化器中被还原成 N2 排出。写出 NO 被 CO 还原的化学方程式： _____________________________________________________ _____________________________________________________。
专题 4 (zhuāntí) 硫、氮和可持续发展
第二 单元 (dìèr) 生产生活中的含氮化合物 第1课时 氮氧化物的产生及转化
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目标与素养：1.了解氮氧化物产生的反应原理及应用。(宏观辨 识与微观探析)2.了解 NO、NO2 的性质及应用。(宏观辨识与微观探 析)3.了解氮氧化物的污染与防治。(科学态度与社会责任)
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微点拨 (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 O2(或空气)，气体由无 色变为红棕色。
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二、氮氧化物对环境的危害及防治 1．来源：氮肥的生产、 金属(jīns的hǔ) 冶炼和 汽车尾气 的排放。 2．危害：(1)形成 酸雨(su。ān y(ǔ2) )产生 光化学烟雾(y。ānw(ù3) )破坏臭氧层 。
1.相关反应原理
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
①
2NO＋O2===2NO2
②
由方程式①×2＋②得：
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
③
由方程式①×2＋②×3 得：
4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
④
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2．氮氧化物溶于水的不同情况及剩余气体 (1)NO2 与 O2 的混合气体溶于水(反应③)。
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自主预习 探新知
12/6/2021
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一、氮气、一氧化氮和二氧化氮 1．氮元素的存在 游离态―→空气中：氮气；化合态―→_铵__盐__、__硝__酸__盐_、__蛋__白__质____ 等。
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