4-3-2二氧化氮和一氧化氮、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染 必修1化学精品课件

3．二氧化硫和二氧化氮的净化和回收 二氧化硫和二氧化氮都是有用的化工原料， 但当它们分散到大气中时，就成了难以处理 的污染物。因此，工业废气排放到大气中以 前，必须回收处理，防止二氧化硫、二氧化 氮等污染大气，并充分利用原料。
(1)SO2的净化和回收 ①2SO2＋O2 2SO3
SO3＋H2O===H2SO4回收制硫酸 ②用碱液吸收： SO2＋2NH3·H2O===(NH4)2SO3＋H2O SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O (2)NO、NO2的净化和回收 NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O
拓展·延伸 中学阶段涉及的环境问题主要 有哪些？其危害是什么？ 1．酸雨——形成原因主要是SO2和氮氧化物； 能使土壤酸化，腐蚀建筑物等。 2．光化学烟雾——主要是氮氧化物、碳氢化 合物造成的；危害人体健康，影响植物生长。 3．臭氧空洞——主要是氮氧化物、氟氯代烃 等的排放引起的；使地球上的生物受太阳紫 外线的伤害加剧。 4．温室效应——主要是由于大气中的CO2含 量的不断增加造成的；会使全球气候变暖。
剩余气体和HNO3浓度总结见下表：
气体 成分 V(NOx) V(O2) ＝4∶1 NO2、 O2 ＞4∶1 ＜4∶1 ＝4∶3 NO、 O2 ＞4∶3 ＜4∶3 剩余 气体 无 NO O2 无 NO O2 剩余气 体体积 0 1 V(NO2)过量 3 V(O2)过量 0 V(NO)过量 V(O2)过量 HNO3 浓度 /mol· －1 L 1 28 1 1 ～ 28 22.4 1 28 1 39.2 1 39.2 1 39.2
体验感悟1 现有A、B、C、D、E、F、G、 H八种气体均为无机物，根据下列事实判断 各是哪种气体。 (1)A、B、D、F四种气体是单质。 (2)把A和B混合，在光照下发生爆炸，生成 气体C。 (3)A和D在一定条件下发生反应生成气体E。 (4)D和F在放电条件下可生成气体G。 (5)G与空气混合时，由无色变成红棕色气体 H。 (6)E与C反应冒白烟。
5．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。 6．赤潮——形成原因是含磷洗衣粉的大量使 用及其废水的任意排放；会使藻类过度繁殖， 鱼类死亡，水质恶化。 7．硫化氢的毒性——硫化氢是一种无色有臭 鸡蛋气味的气体，有剧毒，是一种大气污染 物。天然气矿发生井喷时喷出的气体中以及 某些工业的废气中含有硫化氢。
2．NO和NO2的生成及性质 (1)在通常情况下，氮气与氧气不反应，但在 放电条件下可以直接化合。化学方程式为N2 ＋O2放电2NO，N2表现了还原性。N2与O2不 能一步生成NO2，类似于S和O2反应不能一 步生成SO3。 (2)一氧化氮是无色、不溶于水的有毒气体， 一氧化氮很容易在常温下与空气中的氧气化 合，生成二氧化氮，化学方程式为2NO＋ O2===2NO2，此反应中O2是氧化剂，NO是 还原剂。
【解析】NO中N为＋2价，处于中间价态， 它可以是－3价N或零价N2单质被氧化以后生 成的氧化产物，也可以是＋5价、＋4价等高 价态N元素被还原以后生成的还原产物。故 A、C叙述正确。亚硝酸(HNO2)中N元素的化 合价为＋3价，故NO不是HNO2的酸酐， HNO2的酸酐是N2O3，选项B叙述正确。NO 是无色气体，NO2才是红棕色气体，选项D 错误。 【答案】D 【点拨】高考命题将最新科研成果与基础知 识紧密结合，以使学生能关注科技发展的最
二、NO、NO2、O2混合溶于水的计算 例 2 将充满NO2和O2的混合气体10 mL的量 筒，倒立在盛有水的水槽中，充分反应后， 最后剩余1 mL气体，问原混合气体中NO2和 O2的体积各是多少？ 【解析】NO2和O2混合物溶于水后发生如下 反应： 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 当V(NO2)∶V(O2)＝4∶1时恰好反应完全。 现剩余1 mL气体，可能是O2也可能是NO， NO是发生如下反应3NO2＋H2O===2HNO3＋ NO所生成的，所以有两种可能的情况：
2．NO：无色气体，不溶于水，有毒(中毒原 理与CO相同)，表现还原性，2NO＋
可逆反应 ►知识导入 什么样的反应称可逆反应？可逆反应有哪些 特点呢？
►学点精讲 正反应：通常把向生成物方向进行的反应叫 正反应。 逆反应：向反应物方向进行的反应叫逆反应。 可逆反应：在同一条件下，既能向正反应方 向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应， 叫做可逆反应。 可逆反应的表示：用两个方向相反的箭头代 替等号表示可逆反应。 如SO2＋H2O H2SO3， Cl2＋H2O HCl＋HClO
①若剩余 O2，则参加反应的 NO2 和 O2 为 9 mL。根据 4 4NO2 ＋O2 ＋2H2O===4HNO3 ，得 V(NO2)＝9 mL× ＝7.2 5 1 mL，V(O2)＝9 mL× ＋1 mL＝2.8 mL。 5 ②若剩余 NO， NO2 过量， 即 则由 3NO2＋H2O===2HNO3 ＋ NO 知 ， 过 量 的 NO2 为 3 mL ， 则 4NO2 ＋ O2 ＋ 2H2O===4HNO3 中反应的 NO2 和 O2 共 7 mL。 4 V(NO2)＝7 mL× ＋3 mL＝8.6 mL 5 1 V(O2)＝7 mL× ＝1.4 mL 5
试写出各种气体的化学式： A__________，B__________，C__________， D__________，E__________，F__________， G__________，H__________。 【解析】推断题中往往有一个突破口。本题 的突破口在生成的红棕色气体上，呈红棕色 气体有两种：二氧化氮和溴蒸气。而且是由 一种物质与空气作用得到的红棕色气体，所 以H一定是二氧化氮，那么G为一氧化氮。H 溶于水后生成的是硝酸和一氧化氮，所以也 可以验证推断的正确性。 【答案】H2 Cl2 HCl N2 NH3 O2
2
＝1∶1 (见下表) ＜1∶1
按③算
NO2
原混合气体的一半 大于原混合气体的 一半 原混合气体的一半
仅按③算 NO、NO2 先按③算 再按①算 NO2、O2
＞1∶1
典题 讲与练
一、一氧化氮、二氧化氮的考查 例 1 Murad等三位教授最早提出NO分子在 人体内有独特功能，近年来此领域研究有很 大进展。因此这三位教授荣获了1998年诺贝 尔医学及生理学奖，关于NO的下列叙述不 正确的是 ( ) A．NO可以是某些含低价N物质氧化的产物 B．NO不是亚硝酸酸酐 C．NO可以是某些含高价N物质还原的产物 D．NO是二氧化氮的来源 (1)SO2的来源：空气中的二氧化硫主要来自 化石燃料(如煤等)的燃烧以及含硫矿石(如 FeS2等)的冶炼和硫酸、磷肥、纸浆生产等产 生的工业废气。 (2)NO2的来源：主要来自石油和煤的燃烧产 物、汽车尾气、工业制硝酸的废气等。
2．二氧化硫和二氧化氮的危害性 (1)大气中硫的氧化物和氮的氧化物随雨水降 下就成为酸雨，酸雨的pH＜5.6。正常的雨 水由于溶解CO2形成弱酸H2CO3，其pH约为 5.6。酸雨有很大的危害，能直接破坏农作物、 森林、草原，使土壤、湖泊酸化，还会加速 建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信 电缆的腐蚀。 (2)能直接危害到人体健康，从而引起呼吸道 疾病，严重时会使人死亡。 (3)NO、NO2是造成光化学烟雾的主要原因。
(3)二氧化氮是红棕色、有刺激性气味的有毒 气体，密度比空气重，易溶于水。 二氧化氮溶于水时生成硝酸和一氧化氮。工 业上利用这一原理制取硝酸。化学方程式为 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。在此反应中二 氧化氮既是氧化剂又是还原剂，水仅仅是反 应物。
拓展·延伸 氮的氧化物 氮元素有如下五种正化合价：＋1、＋2、＋ 3、＋4、＋5。六种氧化物：N2O、NO、 N2O3、NO2、N2O4、N2O5，除NO2为红棕色 气体外，其余均为无色气体，氮的氧化物都 有毒，都是大气污染物。
4.CO2、NO混合气体通过足量Na2O2(设NO不 与Na2O2反应)时的计算 CO2、NO混合气体通过足量Na2O2，化学反 应方程式为： 2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2① 2NO＋O2===2NO2② CO2＋Na2O2＋NO===Na2CO3＋NO2③
V(CO2) 计算方法 剩余气体 剩余气体体积 V(NO) 根据CO 、NO的用量比，确定剩余气体体积
1．NO2：红棕色、有刺激性气味的有毒气体， 跟水、KI等反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋ NO、2NO2＋2KI===2KNO2＋I2，能使湿润 的淀粉KI试纸变蓝。且有2NO2N2O4， 鉴别Br2(蒸气)和NO2可用加水振荡或加 AgNO3溶液法，也可用有机溶剂苯等鉴别。 加AgNO3溶液、Br2(蒸气)发生的反应方程式： Br2＋H2O===HBr＋HBrO、HBr＋ AgNO3=== ＋HNO3
二、二氧化氮和一氧化氮、二氧 化硫和二氧化氮对大气的污染
学习目标
1．知识与技能 (1)初步掌握一氧化氮和二氧化氮的重要性质， 实验探究由二氧化氮制硝酸的可能方法。 (2)熟悉氮在五种不同氧化物中的化合价。 2．情感态度与价值观 (1)通过介绍硝酸的工业制法等研究工作，激 发热爱科学、献身科学的精神。 (2)了解氮氧化物对环境的污染，增强环保意 识。通过对汽车尾气的超标排放给人体健康 造成的危害和对大气造成污染的调查，培养 关注社会、关注人类生存环境的意识，培养 对事物的分析要一分为二，辩证看待的观念。
特别提醒：①可逆反应必须在同一条件下， 同时向正反应和逆反应两个方向进行。 ②有些反应虽然既能向正反应方向进行，又 能向逆反应方向进行，但不在同一条件下同 时进行，则不属于可逆反应。
如2H2＋O2
2H2O
2H2O
2H2↑＋O2↑
该反应就不是一个可逆反应，因两个方向的 反应不在同一条件下同时进行。
二氧化硫和二氧化氮对大气的污染 ►知识导入 从1997年5月起，我国有几十座城市先后发 布城市空气质量日报。下表是某城市空气质 量日报： 污染指数 空气 空气 首要 质 质 污染 SO2 NO2 PM10 物 量等 量状 级 况 23 35 56 PM10 2 良 空气质量日报为什么特别关注SO2、NO2的 含量？它们对环境的危害主要表现在哪些方