2019苏教版高中化学必修一课件：专题4 第2单元 第1课时 氮氧化物的产生及转化

2NO＋O2===2NO2 。 ②NO 在空气中易被 O2 氧化为 NO2，化学方程式为________________
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③NO2 与 H2O 易反应生成 HNO3 和 NO，化学方程式为
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3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 。 ___________________________
专题4 硫、氮和可持续发展
第二单元
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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学习目标：1.了解氮氧化物产生的反应原理及应用。(重点)2.了解NO、NO2 的性质及应用。(重难点)3.了解氮氧化物的污染与防治。
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③最后试管
内剩余无色气体 (2)NO 1.0 mL
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常见的环境污染与保护
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1．氮氧化物对环境的影响 (1)硝酸型酸雨的形成： 放电 O2 H2O N2、O2――→NO――→NO2――→HNO3 (2)光化学烟雾的形成： ①汽车尾气排放的 NO 被空气中的氧气氧化为 NO2； ②在日光照射下，NO2 与 O2 经过复杂的反应生成臭氧； ③臭氧与空气中的一些碳氢化合物发生作用后，形成光化学烟雾。
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[ 基础自测]
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1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)空气中N2的体积分数约为78%。( ) ) ) (2)N2在高温条件下与O2发生反应生成NO。( (4)NO在空气中易转化为红棕色NO2。( (5)NO2与H2O的反应，NO2只作氧化剂。( 粒。( ) ) )
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C [A 项，NO 为无色气体；B 项，常温下 NO 易被氧气氧化；D 项，根据 3NO2＋H2O= = = 2HNO3＋NO 可知氧化剂与还原剂均为 NO2， 二者质量比为 1∶ 2。]
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2．化合态氮的形成 (1)少数植物将 N2 转化为化合态的氮，如植物的根瘤菌。
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(2)“雷雨发庄稼”形成化合态的氮的反应过程。
放电 N2＋O2=====2NO 。 ①放电或高温条件下，空气中的 N2 与 O2 反应的方程式________________
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[ 对点训练]
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1．最新的病毒学研究证实，一氧化氮对 SARS 病毒有直接抑制作用。下列 关于一氧化氮和二氧化氮的叙述正确的是( A．一氧化氮是一种红棕色气体 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．二氧化氮与 H2O 反应中氧化剂与还原剂的质量比为 1∶1 )
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[自 主 预 习· 探 新 知]
1．氮元素的存在
化合态 存在于铵 游离态(N2) 存在于空气中，少数氮元素以_______ 大部分氮元素以__________
盐、硝酸盐和蛋白质中。
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(3)自然界中只存在游离态的氮元素，不存在化合态的氮元素。(
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(6)空气质量日报报道的大气污染物包括CO2、SO2、氮氧化物、固体悬浮颗
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【答案】 (1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)×
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【解析】
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(1)通入的 O2 与 NO 发生反应：①2NO＋O2===2NO2，所以看到
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有红棕色气体生成。生成的 NO2 溶于水：②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，①② 两反应的总反应方程式为 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，气体消耗，又会看到液 面上升。V(NO)∶V(O2)＞4∶3，故最后 NO 气体剩余，为无色气体。 4 4 (2)1.5 mL O2 全部参加反应，反应的 NO 为 V(NO)＝V(O2)×3＝1.5 mL×3＝ 2.0 mL，由 NO 总体积为 3.0 mL 可得剩余 NO 气体为 1.0 mL。 【答案】 (1)①试管内气体变为红棕色 ②试管内液面升高
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洁净 能源；②为汽车安装尾气转化装置， (3)氮氧化物污染的防治：①使用_____
二氧化碳和氮气 ；③对生产氮肥、 将汽车尾气中的一氧化碳和一氧化氮转化成________________ 废气 进行处理。 硝酸的工厂排放的_____
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4．氮的氧化物对环境的污染
氮肥 冶炼和汽车等交通工具的使用等， (1)氮氧化物的来源： ____的生产、金属的____
会产生大量的氮氧化物，火山爆发、雷鸣电闪等也会将氮气转化为氮氧化物。
2．如图所示，室温下向盛有 3.0 mL NO 的试管中 缓缓通入 1.5 mL O2(所有气体均在标准状况下测定)。 试回答下列问题：
(1)写出观察到的现象(可不写满，也可补充)： ①___________________________________________________________； ②___________________________________________________________； ③___________________________________________________________。 (2)最终试管中剩余的气体是______，体积为______。
2．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：_________________________________________________________。
硝酸盐 ，其中 NO－ ④雨水中的 HNO3 渗入土壤中与矿物质作用生成_______ 3 被植物
的根系吸收，转化为植物生长所需的养料。
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3．N2、NO、NO2 的物理性质 N2 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 NO 无色气体 无味 比空气的_____ 略小 微溶 有毒 NO2 红棕色气体 有刺激性气味 比空气的___ 大 与水反应 有毒
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【答案】 (1)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 催化剂 (2)2NO＋2CO ===== N2＋2CO2
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[合 作 探 究· 攻 重 难]
NO、NO2的主要性质探究
[ 思考交流] (1)二氧化氮溶于水和 NaOH 溶液的实验如图所示，据图回答下列问题：
NO2 不但能形成酸雨，在日光照射下， (2) 光化学烟雾的形成：空气中的 _____
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NO2 还能使氧气经过复杂的反应生成 ________ 臭氧(O3) ，_____ 臭氧 与空气中的一些碳氢化 _____
光化学烟雾 。 合 物 发 生 作 用 后 ， 产 生 了 一 种 有 毒 的 烟 雾 ， 人 们 称 之 为 ___________ 光化学烟雾 对人体的健康、植物的生长都有很大的影响。 ____________
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(2)氮氧化物溶于水的不同情况及剩余气体
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①NO2 与 O2 的混合气体溶于水(反应③)。 ＝4∶1，恰好完全反应 当 V(NO2)∶V(O2)＞4∶1，NO2过量，剩余 ＜4∶1，O 过量，剩余O 2 2 ②NO 与 O2 的混合气体溶于水(反应④)。
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1 【提示】 ①无 上升 3 ②全部充满 ③上升 全部充满
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(2)将 NO2 和 O2 的混合气体充满试管，倒置于水中。若试管充满液体，则 NO2 与 O2 的体积比为多少？___________________________________________。
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(3)氮氧化物对臭氧层的破坏： 飞机尾气中的氮氧化物(NO 和 NO2)对臭氧层(含 O3 和 O)破坏的反应简单表 示为： O3＋NO===O2＋NO2；O＋NO2===NO＋O2 在低空，氮氧化物是空气中氧气转化为臭氧的催化剂，造成臭氧污染；在 高空，氮氧化物是臭氧转化为氧气的催化剂，破坏臭氧层。
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＝4∶3，恰好完全反应 当 V(NO)∶V(O2)＞4∶3，剩余 ＜4∶3剩余O 2 注意：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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图1
图2
图3
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①图 1 实验试管内气体的颜色慢慢变为________色，水面________，最后 静止在距试管底部的________处。 ②图 2 实验把充满 NO2 的试管倒立水中，试管内水面上升且液面不变后， 再通入氧气，最后试管________液体。 ③图 3 实验试管内液面________，最后试管________液体。
【提示】 V(NO2)∶V(O2)＝4∶1
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氮的氧化物溶于水的有关数量关系 (1)相关反应原理 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 2NO＋O2===2NO2 由方程式①×2＋②得： 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 由方程式①×2＋②×3 得： 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 ④ ③ ① ②
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2．常见其他环境污染 (1)温室效应——主要是由大气中 CO2 含量的不断增加造成的；会使全球气 候变暖。 (2)白色污染——形成原因是聚乙烯塑料的大量使用，随意丢弃；会破坏土 壤结构和生态环境。 (3)赤潮和水华——形成原因是生活污水、农业废水和某些工业废水的任意 排放，使水体中的 N、P 等植物营养成分大量富集，导致藻类过度繁殖，鱼类死 亡，水质恶化，若发生在淡水中称为“水华”，发生在海水中称为“赤潮”。 (4)水俣病——含汞的工业废水引起的水体污染，可使鱼类中毒，人食用中 毒后的鱼会造成人体汞中毒。