氮氧化物产生及转化公开课

1、专题专题4 第二单元第二单元消费生活中的含氮化合物消费生活中的含氮化合物氮氧化物的产生及转化氮氧化物的产生及转化 【问题考虑】【问题考虑】 1、组成蛋白质的主要元素是什么？、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？、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？、人类历史上谁最先合成了氨？ 有何重大意义？有何重大意义？化肥化肥N2哈伯（哈伯（1868193418681934） 氮元素的重要作用氮元素的重要作用在消费、科研领域有广泛应用在消费、科研领域有广泛应用血红蛋白中血红蛋白中含有氮元素含有氮元素氮是农作物生氮是农作物生长的必需元素长的必需元素一些含氮化合

2、一些含氮化合物可作为航天物可作为航天飞机的燃料飞机的燃料是生命物质的重要组成元素是生命物质的重要组成元素氮的存在氮的存在空气空气: : N2血红蛋白中血红蛋白中叶绿素中叶绿素中一一 氮气氮气( (N2) )1 1 氮气的物理性质氮气的物理性质 无色无味的气体无色无味的气体, 难溶于水难溶于水,密度比空气略小密度比空气略小(与空气密度相近，只能与空气密度相近，只能用排水法搜集用排水法搜集N2)1氮气跟氢气的反响合成氨氮气跟氢气的反响合成氨高温、高压催化剂点燃点燃高温条件下高温条件下能与能与NaNa、MgMg、CaCa、BaBa等反响生成金属氮化物等反响生成金属氮化物雷雨发庄稼雷雨发庄稼3氮气跟氧

3、气的反响氮气跟氧气的反响NONO：无色、无味的难溶于水的有毒气体：无色、无味的难溶于水的有毒气体, ,极易和氧气反响。极易和氧气反响。 无色无色2NO + O2 = 2NO2 红棕色红棕色NONO2 2：红棕色红棕色、有刺激性气味的、有刺激性气味的易溶于水易溶于水的的有毒气体有毒气体 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO ( (工业制硝酸的反响工业制硝酸的反响) )氮的固定氮的固定定义：将空气中游离态的氮转变为化合态的氮定义：将空气中游离态的氮转变为化合态的氮 1 1人工固氮：人工固氮：N2 + H2 N2 + H2 2 2自然固氮：自然固氮： N2 + O2 N2 + O2 3 3

4、 植物固氮：植物固氮： 用处用处 (1)(1)是合成氨、制硝酸的重要原料是合成氨、制硝酸的重要原料 (2)(2)保护气：焊接金属；灯泡的填充气保护气：焊接金属；灯泡的填充气体；保存粮食、罐头、水果体；保存粮食、罐头、水果 (3)(3)医学上，用液氮作冷冻剂医学上，用液氮作冷冻剂防氧化防氧化防挥发防挥发防腐烂防腐烂保护气保护气冷冻剂冷冻剂合成氨合成氨作保护气作保护气焊接金属，充填灯泡，贮存粮食、水果等焊接金属，充填灯泡，贮存粮食、水果等冷冻麻醉条件下做手术；冷冻麻醉条件下做手术；氮有多种正化合价，有多种氧化物氮有多种正化合价，有多种氧化物氮的化合价氮的化合价 +1 +2 +3 +4 +5氮的氧化

5、物氮的氧化物 N2O NO N2O3 NO2 N2O5俗名与特征俗名与特征 笑气笑气 无色无色 亚硝酐亚硝酐 红棕色红棕色 硝酐硝酐 其中重要的是其中重要的是NO和和NO2 ，是大气污染物。，是大气污染物。 不反响不反响不反响不反响红棕色红棕色刺激性气刺激性气味味有毒有毒气体气体无色无色无味无味有毒有毒气气体体微溶微溶于水于水O2和和H2O O2 H2O化化学学性性质质物理性质物理性质NONO2 2NONO二、氮氧化物的性质二、氮氧化物的性质考虑：如何搜集考虑：如何搜集NO、 NO2气体？气体？【归纳整理归纳整理】 【阅读理解】课本【阅读理解】课本P971.氮氧化物有什么好处？氮氧化物有什么好

6、处？少量的少量的NO可以促进血管扩张可以促进血管扩张少量的少量的NO可以增强免疫才能等可以增强免疫才能等制取硝酸等制取硝酸等2.氮氧化物对环境有哪些危害？氮氧化物对环境有哪些危害？3.氮氧化物的来源主要有哪些？人们采取氮氧化物的来源主要有哪些？人们采取 哪些措施防止和减少哪些措施防止和减少NOx对环境的污染。对环境的污染。环境污染环境污染硝酸型酸雨硝酸型酸雨光化学烟雾光化学烟雾臭氧层破坏臭氧层破坏治理措施治理措施1.开发清洁能源，减少排放开发清洁能源，减少排放2.安装尾气转化装置安装尾气转化装置3.工业废气处理工业废气处理来源来源1.汽车尾气汽车尾气2.硝酸工厂、氮肥厂、硝酸工厂、氮肥厂、 金

7、属的冶炼厂的废气金属的冶炼厂的废气3.氮氧化物的来源主要有哪些？人们采取氮氧化物的来源主要有哪些？人们采取哪些措施防止和减少哪些措施防止和减少NOx对环境的污染。对环境的污染。 臭氧臭氧+ +碳氢化合物碳氢化合物光化学烟雾光化学烟雾3O2 2O3NO2洛杉矶光化学烟雾洛杉矶光化学烟雾臭氧层破坏臭氧层破坏O3 O2NO 汽车尾气含烃类、汽车尾气含烃类、CO、NO和和NO2等等是城市主要污染源之一，治理的方法之一是是城市主要污染源之一，治理的方法之一是在汽车排气管装上催化转化器，使在汽车排气管装上催化转化器，使NO或或NO2与与CO反响生成可参与大气生态循环的无毒气反响生成可参与大气生态循环的无毒

8、气体，请用相应的化学方程式来表示：体，请用相应的化学方程式来表示：2CO+2NO = 2CO2+N24CO+2NO2 = 4CO2+N2催化剂催化剂催化剂催化剂例题例题1 1：盛满等体积：盛满等体积NONO和和NONO2 2的混合气体的试管，的混合气体的试管，倒置于水中，经充分反应后，液面上升的高度倒置于水中，经充分反应后，液面上升的高度是试管容积的（是试管容积的（ ）A 1/2 B 1/3 C 2/3 D 5/6B解：解：3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 3mol1mol试管中的气体为试管中的气体为4mol，占试管容积的占试管容积的2/3，所以液所以液面上升了面上升了1/3。1

9、NO和和NO2混合溶于水混合溶于水3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 2NO + O2 = 2NO2 2+2+得：得：想想看：想想看： 若将若将NONO2 2和和O O2 2同时通入水中的反应是什么？同时通入水中的反应是什么？ 4NO2 + O2 +2H2O = 4HNO3 V(NO2):V(O2)=4:1=4:1，恰好完全反响，无气体剩余。，恰好完全反响，无气体剩余。4:14:14:1，NONO2 2过量过量, ,剩余气体为剩余气体为NONO。2NO2和和O2混合溶于水混合溶于水4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3 考虑考

10、虑NONO与与O2O2混合溶于水呢？混合溶于水呢？2NO + O2 = 2NO23NO2 + H2O = 2HNO3 + NO32+）4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 3NO和和O2混合溶于水混合溶于水4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 3NO和和O2混合溶于水混合溶于水1NO和和NO2混合溶于水混合溶于水2NO2和和O2混合溶于水混合溶于水4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO例例4 4 、将体积为、将体积为10mL10mL的试管倒置于盛水的水槽中，先向的

11、试管倒置于盛水的水槽中，先向试管中注入一定量的试管中注入一定量的NONO，再通入，再通入O O2 2，两种气体共为，两种气体共为10mL10mL，水面逐渐上升，至余水面逐渐上升，至余3mL3mL气体时为止。求原混合气体中气体时为止。求原混合气体中NONO和和O O2 2各多少毫升？各多少毫升？ 根据根据 刚刚的分析可以知道，在不知道详细哪个多的情况刚刚的分析可以知道，在不知道详细哪个多的情况下有气体剩余，那么剩余气体可能是下有气体剩余，那么剩余气体可能是NO；也可能是；也可能是O2解解(1)(1)假设剩余气体为假设剩余气体为NONO那么氧气完全反响，设氧气的体积为那么氧气完全反响，设氧气的体积

12、为x x 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 4 3 4 3x4x/34x/3+ x = 10-3=7mL x=3mL V(NO)=7mL(2)(2)假设剩余气体为假设剩余气体为O2,O2,那么那么NONO完全反响，设完全反响，设NONO的体积为的体积为y y 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 4 3 4 33y/4yy+ 3y/4 =10-3=7mL y=4mL V(O2)=6mL【目的检测】【目的检测】 1. 1. 常温常压下，以下气体不能共存的是常温常压下，以

13、下气体不能共存的是 A ASO2SO2与与O2 BO2 BNO2NO2与与NONO C CO2O2与与N2 DN2 DNONO与与O2O22 2以下气体溶解于水，没有发生氧化复原以下气体溶解于水，没有发生氧化复原 反响的是反响的是 A ASO2SO2溶解于水溶解于水 B BNO2NO2溶解于水溶解于水 C CCO2CO2溶解于水溶解于水 D DCl2Cl2溶解于水溶解于水D DACAC3、某无色混合气体中可能含有、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。中的两种或多种气体。 现将此混合气体通过品红溶液后，品红现将此混合气体通过品红溶液后，品红

14、溶液褪色，把剩余气体排入空气中，很溶液褪色，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快变为红棕色。对于原混合气体成分的 判断中正确的选项是判断中正确的选项是 A 肯定有肯定有SO2 和和NO B 肯定没有肯定没有Cl2 、O2和和NO2 C 可能有可能有Cl2和和O2 D 肯定只有肯定只有NOAB4 4、选用以下物质填空填序号、选用以下物质填空填序号 二氧化碳二氧化碳 二氧化硫二氧化硫 氮氧化物氮氧化物 会破坏臭氧层的物质是会破坏臭氧层的物质是 导致光化学烟雾的物质是导致光化学烟雾的物质是 造成酸雨的物质是造成酸雨的物质是 5 5、盛有、盛有NONO和和NO2NO2的混合气

15、体的量筒倒立在的混合气体的量筒倒立在 盛有水的水槽中，过一段时间后，量盛有水的水槽中，过一段时间后，量 筒内的气体体积减小为原来的一半。筒内的气体体积减小为原来的一半。 那么原混合气体中那么原混合气体中NONO和和NO2NO2的体积比是的体积比是 A A31 B31 B13 C13 C21 D21 D12 12 B B 一氧化氮和二氧化氮对环境的污染一氧化氮和二氧化氮对环境的污染光化学烟雾的产生光化学烟雾的产生 光化学烟雾是一种淡蓝色的烟雾光化学烟雾是一种淡蓝色的烟雾.汽车汽车尾气和工厂废气里含大量碳氢化合物和氮氧尾气和工厂废气里含大量碳氢化合物和氮氧化物化物.由碳氢化合物和氮氧化物在阳光紫外

16、线由碳氢化合物和氮氧化物在阳光紫外线的作用下，发生光化学和热化学反响后，产的作用下，发生光化学和热化学反响后，产生的以臭氧为主的氧化剂及颗粒物混合物。生的以臭氧为主的氧化剂及颗粒物混合物。 在世界环境污染八大公害事件中，这类烟在世界环境污染八大公害事件中，这类烟雾事件便占了雾事件便占了5起，最有代表性的是美国洛杉起，最有代表性的是美国洛杉矶光化学烟雾事件。矶光化学烟雾事件。1955年年9月的几天里，严月的几天里，严重的汽车尾气污染再加上气温偏高，洛杉矶光重的汽车尾气污染再加上气温偏高，洛杉矶光化学烟雾的浓度非常高，导致了几千人受害，化学烟雾的浓度非常高，导致了几千人受害，两天之内就有两天之内就有400多名多名65岁以上老人死亡。岁以上老人死亡。 光化学烟雾的危害光化学烟雾的危害 光化学烟雾对人体有很大的刺激性和毒光化学烟雾对人体有很大的刺激性和毒害作用。它刺激人的眼、鼻、气管和肺等害作用。它刺激人的眼、鼻、气管和肺等器官，产生眼红流泪、气喘咳嗽等病症，器官，产生眼红流泪、气喘咳嗽等病症，长期慢性危害使肺机能减退、支气管发炎，长期慢性危害使肺机能减退、支气管发炎，甚至开展成癌。