氮氧化物的产生及转化.ppt

,专题4 第二单元,生产生活中的含氮化合物,氮氧化物的产生及转化,【问题思考】,1、组成蛋白质的主要元素是什么？,2、植物生长必需的营养元素有哪些？,3、人类历史上谁最先合成了氨？ 有何重大意义？,哈伯（18681934）,(一)氮的存在,大部分氮元素以游离态的形式存在于空气中-体积分数占78% ; 质量分数占75%,一、氮,氮的存在,空气: N2,血红蛋白中,叶绿素中,(二)氮元素的重要作用,在生产、科研领域有广泛应用,是生命物质的重要组成元素,固氮：把游离态的氮转化为化合态的氮 （氮气） （含氮化合物）,生物固氮：土壤里的固氮菌和豆科植物根部的根瘤菌能够直接摄取空气中的氮气，把氮气转化为氮的化合物,化学固氮：利用化学的方法把游离态的氮转化为化合态的氮,自然固氮：闪电或高温时，将空气中的氮气转化为氮的化合物NO,氮的固定,（三）氮气,氮气是无色无味的气体，难溶于水，熔、沸点低，密度比空气略小,1、物理性质,2、氮气的化学性质,（稳定，很难与其他物质反应）,3、氮气的用途,合成氨，制硝酸，用做保护气、保存农副产品，液氮用作制冷剂,2.氮气的化学性质,（1）氮气跟氢气的反应（合成氨）,（2）氮气跟氧气的反应,（3）氮气跟某些金属的反应,雷雨发庄稼！,请用化学方程式及必要的文字叙述解释上述现象产生的原因吗?,“魔鬼谷”牧草茂盛、四季常青,空气中的氮在闪电作用下由游离态的氮气变成化合态的氮的过程,二、氮氧化物的产生及转化,N2与O2,NO,NO2,HNO3,硝酸盐,3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO,2NO + O2 = 2NO2,氮的几种重要氧化物,思考：二氧化氮是硝酸的酸酐吗？为什么？,哪种氧化物是亚硝酸(HNO2)的酸酐？,-,亚硝酐,硝酐,-,-,-,酸酐？,（NO2和N2O4均无纯净可言）,NO、NO2都是大气污染物，有毒,一氧化氮（NO）,（1）物理性质,常温下为无色、无味的气味，微溶于水。在大气中达到一定浓度时有毒，NO使人体中毒的原理与CO相似,都是与血红蛋白结合，使其失去输送氧气的功能。,（2）化学性质,（3）用途：,在生物学方面有独特作用，人体中极少量的NO会促进血管扩张，防止血栓塞等；少量的NO也可以增强免疫能力等,得22e,失22e,2二氧化氮（NO2）,（1）物理性质：,常温下为红棕色、有刺激性气味的气体， 与水反应。在大气中达到一定浓度时有毒。,（2）化学性质,得2e,失2e,NO2易溶于水，氧化性强,使湿润KI-淀粉试纸变蓝.,如何鉴别溴蒸汽和二氧化氮？,KINO2I2KNO2 体现氧化性,将一支充满二氧化氮的试管倒立在水槽中,科学探究,红棕色气体消失，水位上升，最后水充满试管的2/3，无色气体充满试管的 1/3（上部）,3NO2+H2O = 2HNO3+NO 为红棕色气体，易溶于水，一氧化氮为无色气体，难溶于水。,现象,解释,2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO, ,科学探究,无色气体变为红棕色气体，又变为无色气体， 但气体体积减少，液面不断上升,将氧气慢慢通入步骤一的试管中,解释：,现象,4NO2+O2+2H2O= 4HNO3,4NO+3O2+2H2O=4HNO3,不反应,不反应,红棕色刺激性气味有毒气体,无色无味有毒气体微溶于水,氮氧化物的性质,思考：如何收集NO、 NO2气体？,【归纳整理】,3NO2+H2O=2HNO3+NO,2NO+O2=2NO2,一氧化氮和二氧化氮对环境的污染,三、氮氧化物（）的来源、危害及防治措施,1.来源： 氮肥的生产、金属的冶炼、汽车等的使用 火山爆发、雷鸣电闪 2.危害： 形成酸雨 形成光化学烟雾 有毒烟雾 破坏臭氧层（形成臭氧空洞） 氮的氧化物、氟氯烃（氟利昂）等。,3、防治措施,消除污染的主要方法： 碱液吸收法 NO+NO2 +2NaOH=2NaNO2 +H2O 2NO2 +2NaOH=NaNO2 + NaNO3 + H2O NH3还原法 6NO+4NH3=5N2 + 6H20,开发使用洁净能源，减少排放；,对工厂排放的废气进行处理,安装尾气转化装置,（2CO+2NO 2CO2+N2）,催化剂,关于NO2、NO、O2混合气体溶于水的计算,3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO,1.NO 和 NO2 混和气体溶于水的反应,例1将20mL NO2与NO的混合气体通入倒立在水槽中盛满水的玻璃筒（带刻度）后，筒内剩下10mL气体。求原混合气体中NO和NO2的体积。,分析：NO不溶于水，NO2溶于水并与水反应生成HNO3和NO。所以玻璃筒内剩下10mL气体有原混合气体中NO，也有NO2与水生成的NO。,3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO,4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3,V(NO2):V(O2) = 4:1 时，完全反应，无气体剩余,V(NO2):V(O2) 4:1 时，O2过量，剩余气体为O2,V(NO2):V(O2) 4:1 时，NO2过量，剩余气体为NO,剩余NO体积为过量NO2体积的1/3。,2.NO2 和 O2 混和气体溶于水的反应,例2 容积为10mL的试管，充满NO2和O2的混合气体把试管倒立在水槽中，若充分反应后，试管中尚有1mL气体，则原混合气体中各为几毫升？,V(O2) =2.8mL, V(NO2) = 7.2mL,V(O2) = 1.4mL, V(NO2) = 8.6mL,4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3,V(NO):V(O2) = 4:3 时，完全反应，无气体剩余,V(NO):V(O2) 4:3 时，O2过量，剩余气体为O2,V(NO):V(O2) 4:3 时，NO过量，剩余气体为NO,3.NO 和 O2 混和气体溶于水的反应,例3 在一定条件下，将m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水中且盛满水的容器中，充分反应后，容器内残留m/2体积的无色气体，该气体与空气接触后变为红棕色。则m与n的比值为多少？,m : n = 8 : 3,例4：将40mLNO和NO2的混合气体跟20mLO2同时通入装满水倒立于水槽中的量筒中，发现有5mL气体剩余，问原NO和NO2混合气体的体积组成是什么？,先按3NO2+H2O = 2HNO3+NO求出NO2与H2O 反应生成NO的体积，再加上原混合气体中NO的体积即为NO的总体积， 最后按4NO+3O2+2H2O = 4HNO3计算,4.NO、 NO2和 O2 混和气体溶于水的反应,V(NO)=10mL,V(NO2)=30mL,V(NO)=27.5mL,V(NO2)=12.5mL,例5、在标准状况下，一个充满NO2气体的干燥烧瓶，将烧瓶倒置于水中，瓶内液面逐渐上升。当液面不再上升后，烧瓶内溶液的物质的量浓 度为（假设溶液不扩散） 。,科学探究,例6、在标准状况下，一个充满NO2和NO的混合气体(V NO2 ：V NO=1：1)的干燥烧瓶，将烧瓶倒置于水中，瓶内液面逐渐上升。当液面不再上升后，烧瓶内溶液的物质的量浓度为（假设溶液不扩散） 。,小结,1、NO、NO2的性质及转化,2、氮氧化物对环境的危害与防治,4NO2+H2O+O2=4HNO3 4NO+H2O+3O2=4HNO3,1、 一定条件下，将体积比均为11的NO和O2、NO和NO2、NO2和O2三组气体分别充入a、b、c三支容积相同的试管中，并将试管倒置于水槽中，充分反应后，三支试管中水面上升高度ha、hb、hc的关系是_,巩固练习,2、酸雨是因过度燃烧煤和石油，生成硫和氮的氧化物溶于水，生成了H2SO4和HNO3的缘故。分析某次雨水的数据如下： NH4+=2.0106molL1 Na+=3106molL1 CI=6106molL1 SO42=2.8105molL1 NO3=2.3105molL1 则此次降雨雨水的H+=_molL1,【目标检测】,1. 常温常压下，下列气体不能共存的是 ASO2与O2 BNO2与NO CO2与N2 DNO与O2,2下列气体溶解于水，没有发生氧化还原 反应的是 ASO2溶解于水 BNO2溶解于水 CCO2溶解于水 DCl2溶解于水,D,AC,3、某无色混合气体中可能含有Cl2 、O2 、 SO2 、NO 、NO2 中的两种或多种气体。 现将此混合气体通过品红溶液后，品红 溶液褪色，把剩余气体排入空气中，很 快变为红棕色。对于原混合气体成分的 判断中正确的是 A 肯定有SO2 和NO B 肯定没有Cl2 、O2和NO2