第四章 第三节 第2课时

第2课时氮的氧化物大气污染物[学习目标定位]认识一氧化氮、二氧化氮的性质，熟知氮的氧化物溶于水反应的化学方程式，知道氮的氧化物(NO2)、硫的氧化物(SO2)是主要的大气污染物及防治措施。

一、一氧化氮和二氧化氮的性质1．一氧化氮的性质NO为无色无味的有毒气体，难溶于水，具有还原性，易被氧化：2NO＋O2===2NO2。

故只能用排水法收集。

2．二氧化氮的性质(1)NO2为红棕色、有刺激性气味的气体，有毒，溶于水时与水发生歧化反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。

故只能用向上排空气法收集。

(2)NO2能与NaOH溶液反应，化学方程式为2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O。

NO和NO2都不是酸性氧化物，NO与碱、酸都不能反应生成盐和水，属于不成盐氧化物；NO2与碱溶液发生氧化还原反应生成两种盐，也不属于酸性氧化物。

例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．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集答案 C解析NO是一种无色难溶于水的气体，可以用排水法收集；常温常压下，NO容易与氧气直接化合生成NO2。

例2宇宙飞船的运载火箭的推进器引燃后发生剧烈反应，产生大量高温气体，从火箭尾部喷出。

引燃后的高温气体成分有CO2、H2O、N2、NO等，这些气体均无色，但在卫星发射现场看到火箭喷射出大量的红烟，产生红烟的原因是()A．高温下N2遇空气生成NO2B．NO与空气反应生成NO2C．CO2遇NO反应生成NO2D．NO遇H2O反应生成NO2答案 B解析根据原高温气体均为无色，但现场却能看到红色可推知，是因为发生反应：2NO＋O2===2NO2。

二、氮的氧化物和氧气、水的反应与计算1．反应原理①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO②2NO＋O2===2NO2由方程式①×2＋②得：③4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3由方程式①×2＋②×3得：④4NO＋3O2＋2H2O===4HNO32．计算类型例3将盛有N2和NO2混合气体的试管倒立于水中，经过足够长的时间后，试管内气体的体积缩小为原来的一半，则原混合气体中N2和NO 2的体积比是( )A ．1∶1B ．1∶2C ．1∶3D ．3∶1 答案 C解析 将试管倒立于水中，只有NO 2和H 2O 反应，生成的NO 与不反应的N 2为剩余气体。

设原混合气体的体积为V ，NO 2的体积为x ，根据差量法求解： 3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO ΔV 减 3 1 2 x V2解得：x ＝3V 4，V (N 2)＝V －3V 4＝V 4，故V (N 2)V (NO 2)＝13。

例4 一定条件下，将等体积的NO 和O 2的混合气体置于试管中，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积为原总体积的( )A.14B.34C.18D.38 答案 C解析 NO 、O 2、H 2O 之间的反应，先判断是否过量，若过量，找出剩余的气体，计算其体积是多少，最后算出剩余气体的体积占原总体积的分数。

由方程式4NO ＋3O 2＋2H 2O=== 4HNO 3计算，NO 和O 2等体积混合，剩余O 2 14体积，是原混合气体的18。

三、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染 1．SO 2和NO 2的主要来源、危害和防治2．酸雨例5酸雨形成的最主要原因是()A．森林遭乱砍滥伐，破坏了生态平衡B．工业上大量燃烧含硫燃料C．大气中二氧化碳的含量增多D．汽车排出大量尾气答案 B解析空气中硫的氧化物和氮的氧化物随雨水降下就形成酸雨。

酸雨的形成主要是由于空气中SO2和NO x的增多。

在我国主要是SO2的增多。

空气中SO2的主要来源是①化石燃料(煤和石油产品)的燃烧；②含硫矿石的冶炼；③硫酸、磷肥、纸浆厂的工业废气。

目前，由于汽车用的燃料汽油、柴油等都经过了脱硫处理，所以形成酸雨的最主要原因是工业上大量燃烧含硫燃料。

例6空气是人类生存所必需的重要资源。

为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。

下列措施不利于“蓝天工程”建设的是()A．推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染B．实施绿化工程，防止扬尘污染C．研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染D．加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应量答案 D解析A、B、C都是可采取的措施，在D中，若加大不可再生资源石油、煤的开采，会造成资源缺乏，同时会使空气中的SO2、NO x含量的增加。

一氧化氮和二氧化氮都是有毒气体，重要的化学反应有(1)2NO＋O2===2NO2。

(2)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。

(3)4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。

(4)4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)氮元素可形成五种价态的氧化物，其中＋4价的有NO2和N2O4两种()(2)NO和NO2的颜色、气味、水溶性不同，但它们都是有毒的气体()(3)NO具有较强的还原性，在空气中极易被氧化()(4)将盛满NO的试管打开塞子置于空气中，无色气体变为红棕色()(5)NO2易溶于水生成HNO3，故NO2是酸性氧化物()(6)NO2与H2O反应时，NO2作氧化剂，H2O作还原剂()(7)pH<7的降雨均为酸雨( )(8)温室效应主要是空气中SO 2的含量升高造成的( )(9)严格控制汽车尾气的排放，可有效减少氮氧化物对大气的污染( )(10)光化学烟雾主要是由SO 2造成的( )答案 (1)√ (2)√ (3)√ (4)√ (5)× (6)× (7)× (8)× (9)√ (10)×2．依据下列描述，可判断某气体一定不是NO 2的是( )A ．某气体为红棕色B ．某无色气体遇到空气后变为红棕色C ．某气体易液化D ．某气体密度大于空气答案 B解析 遇到空气后变为红棕色的无色气体为NO 。

3．对3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 反应的下列说法正确的是( )A ．氧化剂与还原剂的质量比为1∶2B ．氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2C ．NO 2是氧化剂，H 2O 是还原剂D ．在反应中若有6 mol NO 2参与反应时，有3 mol 电子发生转移答案 A4．在一定温度和压强下将装有N 2和NO 2混合气体的试管倒立在水中，经过足够的时间后，试管内气体体积缩小为原体积的35，则原混合气体中N 2和NO 2气体的体积比是( ) A ．2∶3B ．3∶2C ．3∶5D ．5∶3答案 A5．下列有关环境污染的说法不正确的是( )A ．燃煤时加入适量生石灰，可减少废气中SO 2的量B ．pH 在5.6～7之间的降水通常称为酸雨C ．光化学烟雾的形成主要与NO x 和碳氢化合物有关D ．含磷洗涤剂会导致水体污染答案 B6．氮氧化物进入大气后，不仅会形成硝酸型酸雨，还可能形成光化学烟雾，因此必须对含有氮氧化物的废气进行处理。

(1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下：NO 2＋NO ＋2NaOH===2NaNO 2＋H 2O ①，2NO 2＋2NaOH===NaNO 2＋NaNO 3＋H 2O ②。

在反应①中，氧化剂是________，还原剂是________。

在反应②中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。

(2)在一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。

写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式：_____________________________________________。

答案 (1)NO 2 NO 1∶1(2)8NH 3＋6NO 2=======一定条件7N 2＋12H 2O[对点训练]题组一 氮气与氮的氧化物1．关于氮气的性质说法中错误的是( )A ．氮在自然界中既以游离态存在又以化合态存在B ．通常情况下，氮气性质很不活泼C ．可在氧气中燃烧生成一氧化氮D ．大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环答案 C解析 通常情况下氮气的性质很不活泼，在放电或高温条件下，能跟氧气反应。

2．在二氧化氮被水吸收的反应中，发生还原反应和氧化反应的物质的量比是( )A ．3∶1B ．1∶3C ．1∶2D ．2∶1答案 C解析 二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，氧化剂和还原剂都是二氧化氮，发生还原反应和氧化反应的物质的量比为1∶2。

3．Murad 等三位教授关于一氧化氮分子在人体内的独特功能的研究，曾获得诺贝尔医学或生理学奖。

关于一氧化氮的下列叙述不正确的是()A．一氧化氮是某些含低价氮物质氧化的产物B．一氧化氮是亚硝酸的酸酐C．一氧化氮是某些含高价氮物质还原的产物D．一氧化氮具有还原性，在空气中极易被氧化答案 B解析氮元素的化合价有－3、0、＋1、＋2、＋3、＋4、＋5等，在一氧化氮分子中，氮元素为＋2价，它既可以是含低价氮物质被氧化的产物，又可以是含高价氮物质被还原的产物；亚硝酸的酸酐是三氧化二氮，一氧化氮不是酸酐；一氧化氮具有较强的还原性，在空气中极易被氧化为红棕色的二氧化氮气体。

4．下列对NO、NO2的描述，不正确的是()A．NO2是红棕色气体，易溶于水，不是酸性氧化物B．NO可以用排水法收集，但不能由N2和O2直接化合而得到C．NO、NO2在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物D．NO、NO2都有毒，且NO是汽车尾气的有害成分之一答案 B解析A项，NO2是红棕色气体，易溶于水，并与水发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，由于反应前后N元素的化合价发生了变化，因此NO2不是酸性氧化物，正确；B项，NO难溶于水，可以用排水法收集，在放电时可由N2和O2直接化合而得到，错误；C项，NO与氧气发生反应会产生NO2，NO2与水反应产生硝酸和NO，因此二者在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物，正确；D项，NO、NO2都有毒，且在汽车发动时，在电火花作用下N2和O2化合产生NO，NO是汽车尾气的有害成分之一，正确。

5．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、NO x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()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NO x在铂表面发生反应的产物是N2C．CO在铂表面可能和O2、NO x反应D．NO x、CO、CO2均能与人体中的血红蛋白结合答案 D解析CO、NO x在铂表面发生的反应为CO＋NO x CO2＋N2(未配平)，也可能是CO与O2反应，此过程中铂作催化剂；CO 2不能与人体中的血红蛋白结合。