2018-2019学年高中化学专题4硫氮和可持续发展第2单元生产生活中的含氮化合物第1课时氮氧化物的产生

第1课时氮氧化物的产生及转变学习目标：1.认识氮氧化物产生的反响原理及应用。(要点)2.认识NO、NO2的性质及应用。(重难点)3.认识氮氧化物的污染与防治。[自主预习·探新知]1．氮元素的存在大多数氮元素以游离态(N2)存在于空气中，少量氮元素以化合态存在于铵盐、硝酸盐和蛋白质中。2．化合态氮的形成少量植物将N2转变成化合态的氮，如植物的根瘤菌。“雷雨发庄稼”形成化合态的氮的反响过程。①放电或高温条件下，空气中的N与O反响的方程式放电N＋O=====2NO。2222或高温②NO在空气中易被O氧化为NO，化学方程式为2NO＋O===2NO。222③NO2与H2O易反响生成HNO3和NO，化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。④雨水中的HNO浸透土壤中与矿物质作用生成硝酸盐，此中－转NO被植物的根系汲取，33化为植物生长所需的养料。3．N2、NO、NO2的物理性质NNONO22色态无色气体无色气体红棕色气体气味无味无味有刺激性气味密度比空气的略小比空气的略小比空气的大溶解性难溶微溶与水反响毒性无毒有毒有毒4．氮的氧化物对环境的污染氮氧化物的根源：氮肥的生产、金属的冶炼和汽车等交通工具的使用等，会产生大批的氮氧化物，火山迸发、雷鸣电闪等也会将氮气转变成氮氧化物。(2)光化学烟雾的形成：空气中的

NO2不单好形成酸雨，在日光照耀下，

NO2还可以使氧气经过复杂的反响生成臭氧(O3)，臭氧与空气中的一些碳氢化合物发生作用后，产生了一种有毒的烟雾，人们称之为光化学烟雾。光化学烟雾对人体的健康、植物的生长都有很大的影响。氮氧化物污染的防治：①使用干净能源；②为汽车安装尾气转变妆置，将汽车尾气中的一氧化碳和一氧化氮转变成二氧化碳和氮气；③对生产氮肥、硝酸的工厂排放的废气进行办理。[基础自测]1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)空气中

N2的体积分数约为

78%。(

)(2)N2在高温条件下与

O2发生反响生成

NO。(

)(3)自然界中只存在游离态的氮元素，不存在化合态的氮元素。

(

)(4)NO

在空气中易转变成红棕色

NO2。(

)(5)NO2与

H2O的反响，

NO2只作氧化剂。

(

)(6)空气质量日报报导的大气污染物包含

CO2、SO2、氮氧化物、固体悬浮颗粒。

(

)【答案】

(1)√

(2)√

(3)×

(4)√

(5)×

(6)×2．NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。(1)NOx能形成酸雨，写出

NO2转变成

HNO3的化学方程式：______________________________________________________________

。(2)在汽车尾气系统中安装催化转变器，可有效降低

NOx的排放。当尾气中空气不足时，NOx在催化转变器中被复原成N2排出。写出NO被CO复原的化学方程式：_________________________________________________________。【答案】(1)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO催化剂(2)2NO＋2CO=====N2＋2CO[合作研究·攻重难]NO、NO2的主要性质研究[思虑沟通]二氧化氮溶于水和NaOH溶液的实验以以下图，据图回答以下问题：图1图2图3①图1实验试管内气体的颜色慢慢变成________色，水面________，最后静止在距试管底部的________处。②图2实验把充满NO2的试管倒立水中，试管内水面上涨且液面不变后，再通入氧气，最后试管________液体。③图3实验试管内液面________，最后试管________液体。【提示】①无上涨1③上涨所有充满②所有充满3(2)将NO2和O2的混淆气体充满试管，倒置于水中。若试管充满液体，则NO2与O2的体积比为多少？___________________________________________。【提示】V(NO2)∶V(O2)＝4∶1氮的氧化物溶于水的有关数目关系有关反响原理3NO2＋H2O===2HNO3＋NO2NO＋O2===2NO

①②由方程式①×

2＋②得：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3

③由方程式①×

2＋②×3得：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3

④氮氧化物溶于水的不同样状况及节余气体①NO2与O2的混淆气体溶于水(反响③)。＝4∶1，恰巧完满反响当V(NO2)∶V(O2)＞4∶1，NO2过分，节余NO＜4∶1，O2过分，节余O2②NO与O2的混淆气体溶于水(反响④)。4∶3，恰巧完满反响当V(NO)∶V(O2)＞4∶3，节余NO4∶3节余O2注意：氮的氧化物或氮的氧化物与O2的混淆气体溶于水时，节余的气体可能是可能是NO，但不可以能是NO2，由于NO2会与水反响又生成NO。

O2，也[对点训练]1．最新的病毒学研究证明，一氧化氮对SARS病毒有直接控制作用。以下对于一氧化氮和二氧化氮的表达正确的选项是( )A．一氧化氮是一种红棕色气体B．常温常压下，一氧化氮不可以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获得D．二氧化氮与H2O反响中氧化剂与复原剂的质量比为1∶1[A项，NO为无色气体；B项，常温下NO易被氧气氧化；D项，依据3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可知氧化剂与复原剂均为NO2，两者质量比为1∶2。]2．以以下图，室温下向盛有

3.0mLNO

的试管中慢慢通入

1.5mLO

2(所有气体均在标准状况下测定)。试回答以下问题：写出察看到的现象(可不写满，也可增补)：___________________________________________________________；②___________________________________________________________；___________________________________________________________。最后试管中节余的气体是______，体积为______。【解析】(1)通入的成。生成的NO2溶于水：②

O2与NO发生反响：①2NO＋O2===2NO，因此看到有红棕色气体生3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，①②两反响的总反响方程式为4NO＋3O22H2O===4HNO3，气体耗费，又会看到液面上涨。V(NO)∶V(O2)＞4∶3，故最后NO气体节余，为无色气体。4

4(2)1.5mLO

2所有参加反响，反响的

NO为

V(NO)＝V(O2)×3＝1.5mL×3＝2.0mL，由NO整体积为3.0mL可得节余NO气体为1.0mL【答案】(1)①试管内气体变成红棕色

。②试管内液面高升

③最后试管内节余无色气体(2)NO

1.0mL常有的环境污染与保护1．氮氧化物对环境的影响硝酸型酸雨的形成：放电O2H2ON2、O2――→NO――→NO2――→HNO3光化学烟雾的形成：①汽车尾气排放的NO被空气中的氧气氧化为NO2；②在日光照耀下，NO2与O2经过复杂的反响生成臭氧；③臭氧与空气中的一些碳氢化合物发生作用后，形成光化学烟雾。氮氧化物对臭氧层的损坏：飞机尾气中的氮氧化物(NO和NO2)对臭氧层(含O3和O)损坏的反响简单表示为：O3＋NO===O2＋NO2；O＋NO2===NO＋O2在低空，氮氧化物是空气中氧气转变成臭氧的催化剂，造成臭氧污染；在高空，氮氧化物是臭氧转变成氧气的催化剂，损坏臭氧层。2．常有其余环境污染温室效应——主假如由大气中CO2含量的不停增添造成的；会使全世界天气变暖。白色污染——形成原由是聚乙烯塑料的大批使用，任意抛弃；会损坏土壤构造和生态环境。赤潮和水华——形成原由是生活污水、农业废水和某些工业废水的任意排放，使水体中的N、P等植物营养成分大批富集，致使藻类过分生殖，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”。水俣病——含汞的工业废水惹起的水体污染，可使鱼类中毒，人食用中毒后的鱼会造成人体汞中毒。[对点训练]3．“保护环境，就是保护人类自己”。以下环境问题与产生的主要原由不吻合的是( )①“臭氧空洞”主假如大批使用氟氯代烃等惹起的②“光化学烟雾”主假如由NO2等惹起的③“酸雨”主假如由空气中CO2浓度增大惹起的④“白色污染”主假如由聚乙烯塑料等惹起的⑤“厄尔尼诺”现象是由空气中CO2浓度增大惹起的⑥“温室效应”主假如由空气中CO2浓度增大惹起的⑦“赤潮”主假如由水体中P、N等元素过分惹起的A．只有①②

B．只有②③⑤C．所有D．只有③D[“保护环境，就是保护人类自己”，环境问题已愈来愈惹起社会的关注，认识一些环境问题产生的主要原由，才能提出合理的治理方案。“臭氧空洞”主假如氟氯代烃惹起的，而NOx对“臭氧空洞”的形成也有必定作用；光化学烟雾主假如NOx惹起的；“酸雨”的形成主假如SO2及NOx惹起的，故③不正确；“白色污染”是指聚乙烯塑料惹起的污染；空气中CO2浓度增大，惹起“温室效应”，“厄尔尼诺”也由此而起；“赤潮”“水华”则是水体中由N、P等营养元素的过分惹起的。综上所述，正确答案为D。]4．光化学烟雾形成的化学过程是：当汽车尾气产生的NO2在日光照耀下分解成NO和O时，即开始光化学烟雾的循环，不停地产生O，这个循环包含以下三个化学方程式，请增补3化学方程式②：(1)①NO2===NO＋O，__________________________________________________________，③O＋O2===O3。(2)以上三个化学方程式的总反响式：________________________________________________________________________________________

。【解析】

(1)题目明确指出：光化学烟雾的循环过程包含①②③三个化学反响。由此可推测：反响①

NO2===NO＋O中的生成物

NO是反响②中的反响物。若要反响③

O＋O2===O3不断地发生，就需要反响①不停产生O，故反响②的生成物必定是NO2，不然没法实现“循环过程”，反响②为2NO＋O2===2NO。叠加①、②、③三个化学方程式，即得结果：3O2===2O3。【答案】(1)2NO＋O2===2NO(2)3O2===2O3[当堂达标·固双基]1．以下非金属氧化物与其惹起的环境问题及主要根源对应正确的选项是( )选项氧化物环境问题主要根源ACO损坏臭氧层化石燃料的焚烧2BSO2温室效应汽车尾气的排放CNO光化学烟雾工厂废气的排放2DCO酸雨汽车尾气和化石燃料的不完满焚烧[CO2―→温室效应；SO2、NO2―→酸雨；NO2―→光化学烟雾。]2．以下有关氮气的表达中，错误的选项是( )A．镁在空气中焚烧除生成氧化镁外还生成氮化镁B．在雷雨天，空气中的N2和O2可反响生成NOC．氮气既可作氧化剂又可作复原剂D．任何植物都不可以能将游离态的氮转变成化合态的氮D[豆类植物的根瘤菌可直接将

N2转变成化合态的氮。

]3．运载火箭的推动剂引燃后，尾部喷出大批高温气体。该气体主要成分是CO2、H2O、N2、NO等，在发射现场可看到火箭尾部产生大批红棕色气体，其原由是( )A．高温下N2遇空气生成NO2B．NO遇空气生成NO2C．CO2与NO反响生成CO和NO2D．NO与H2O反响生成H2和NO2[NO碰到O2生成红棕色的NO2，B项正确。]4．在同样状况下，将以下四种混淆气体：

①体积比为

3∶1的HCl和

N2

②体积比为

1∶1的

NO2和

N2

③体积比为

1∶1的

NO2和

O2

④体积比为

4∶1的

NO2和

O2，分别置于同样的四支试管中并倒置于水槽中，充分反响后液面上涨高度分别为

h1、h2、h3、h4，以下关系正确的是

(

)A．h1>h2>h3>h4

B．h4>h3>h2>h1C．h4>h1>h3>h2D．h2>h3>h1>h4C[①HCl极易溶于水，试管中节余气体占试管体积为1/4；②体积比为1∶1的NO2和N2，在试管中发生以下反响：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，节余气体占试管体积为11122＋2×3＝3；③体积比为1∶1的NO和O，发生以下反响：4NO＋2HO＋O===4HNO，节余气体占试管体积2222231134∶1的NO2和O2溶于水恰巧完满反响，试管中无气体节余。为×1－＝；④体积比