知识讲解 氮及其氧化物提高

氮及其氧化物

编稿：房鑫责编：闫玲玲

【学习目标】

1、掌握氮气的物理、化学性质，了解氮气的工业制法；

2、掌握一氧化氮、二氧化氮的物理、化学性质，了解二者的实验室制法；

3、掌握有关一氧化氮、二氧化氮的简单计算。

【要点梳理】

要点一、氮气

1．物理性质：

无色、无味的气体，密度比空气略小，在水中溶解度很小（体积比=1：0.02），在压强为101KPa下，氮气在—195.8℃时变成无色液体，氮气分子在—209.9℃时变成雪花状固体。

2．化学性质：

（1）通常状况下很难与其它物质发生化学反应

（2）在一定条件下，能与一些物质发生化学反应

①与H2反应：

②与某些金属反应：

3Mg+N2Mg3N2

③与O2反应：在通常情况下，与O2不发生反应，但在放电或高温的条件下能与O2

直接化合生成NO。

N2+O2放电或高温2NO（闪电、汽车引擎中发生的反应）

NO为无色无味有毒的难溶于水的气体，NO很容易在常温下与空气中的O2化合，生成NO2。

2NO+O2==2NO2， NO2为红棕色、有刺激性气味，有毒的气体，易溶于水并发生反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO NO、NO2为大气污染物

3．工业制法：

（1）分离液态空气：

（2）耗氧法：

4．用途：

工业原料，合成氨，制化肥，HNO3，保护气，制冷剂

要点二、二氧化氮和一氧化氮的比较

【高清课堂：氮及其氧化物ID:395519#氮的氧化物】

NO

NO2

物

理色态味无色、无味、气体红棕色、刺激性气味、气体

密度密度略大于空气密度比空气大性

质熔沸点很低低，易液化

溶解性不溶易溶

化

学

性质毒性有毒有毒

与水不反应 3NO2+H2O=2HNO3+NO

NO2既是氧化剂，又是还原剂

与碱不反应 2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2 +H2O 氧化性2NO+2CO=2CO2+N2 2NO2+2KI=I2+2KNO2

还原性 2NO+O2=2N可使KMnO4褪色可使KMnO4褪色

与O2混合，通入水中 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 4NO2+O2+2H2O=4HNO3

实验室制取 3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3+2NO↑+4H2O

Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2

↑+2H2O

收集方法排水法向上排空气法

要点诠释：

氮的氧化物除NO、NO2外，还有12NO?、323NO?、424NO?、525NO?，其中N2O5、N2O3分别是硝酸、亚硝酸（HNO2）的酸酐。

要点三、氮的氧化物溶于水的几种情况分析

（1）NO2或NO2与N2混合气体溶于水时，3NO2+H2O==2HNO3+NO，利用气体体积变化差进行计算。

（2）NO2与O2的混合气体溶于水，由3NO2+H2O==2HNO3+NO及2NO+O2==2NO2，得：4NO2+O2+2H2O==4HNO3 ，可知，

（3）NO和O2同时通入水中时，其反应是2NO+O2==2NO2①，

3NO2+H2O==2HNO3+NO ②，将①×3+②×2得总反应式为：4NO+3O2+2H2O==4HNO3。

2243,(NO)(O)43,NO43,OVV????????恰好完全反应剩余剩余∶∶∶∶

（4）NO、NO2、O2三种混合气体通入水中，可先按情况（1）求出NO2与H2O反应生成的NO的体积，再加上原混合气体中的NO的体积即为NO的总体积，再按情况（3）进行计算。

要点四、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染

1．大气的主要污染物是二氧化硫和二氧化氮，溶于水后会形成酸性溶液，随雨水降下来会形成酸雨，pH＜5.6。

2．酸雨的主要危害是能直接破坏农作物、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。

3．二氧化硫和二氧化氮都是有用的化工原料，二氧化硫在一定条件下可被催化氧化成三氧化硫，方程式是

2SO 2+O2催化剂

加热2SO3。三氧化硫与水反应的方程式是SO3+H2O==H2SO4。

4．防止酸雨的主要措施：

（1）调整能源结构，发展清洁能源，优化能源质量，提高能源利用率，减少燃煤产生的二氧化硫和二氧化氮等。

（2）加强环境管理，强化环保执法，严格控制SO2的排放量。

（3）研究、开发适合我国国情的二氧化硫治理技术和设备。

要点五、中学化学中常涉及的环境保护知识

常见的污染现象及其危害：

1．酸雨——形成原因主要是由SO2和氮氧化物；能使土壤酸化，腐蚀建筑物等。 2．光化学烟雾——主要是由氮氧化物、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CO2含量的不断增加造成的；会使全球气候变暖。

5．白色污染——形成原因是塑料制品的大量使用，随意丢弃；会破坏土壤结构和生态环境。

6．赤潮和水华——形成原因是含磷洗衣粉的大量使用及生活污水的任意排放；会使藻类过度繁殖，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”。

7．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。

【典型例题】

类型一、NO和NO2

例1．（2015 北京海淀检测）下列关于NO与NO2的叙述正确的是（）。

A．都能与人体中的血红蛋白结合而使人中毒

B．NO是红棕色有刺激性气味的有毒气体

C．NO2是硝酸的酸酐

D．NO2与水反应时既是氧化剂，又是还原剂

【答案】D

【解析】NO能与人体中血红蛋白结合使人中毒，NO2的毒害作用主要是损害呼吸道。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