2024-2025学年高中化学第四章非金属及其化合物3第2课时二氧化氮和一氧化氮学案新人教版必修1

PAGE9-第2课时二氧化氮和一氧化氮二氧化硫和二氧化氮对大气的污染课程目标1．了解NO、NO2的性质。2．了解SO2、NO、NO2对环境质量的影响。3．能对NO、NO2、O2溶于水进行简洁计算。图说考点,[新知预习]一、氮气、一氧化氮和二氧化氮1．物理性质N2NONO2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(与空气相比)略小略大大溶解性不溶于水不溶于水与水反应毒性无毒有毒有毒2.化学性质N2eq\o(→,\s\up7(a.O2))NOeq\o(,\s\up7(b.O2),\s\do5(c.H2O))NO2有关反应的化学方程式为：a.N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放电或高温))2NO；b.2NO＋O2=2NO2；c.3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。二、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染1．酸雨2．SO2和NO2的主要来源、危害和防治[即时性自测]1．推断正误，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发生燃烧生成NO。()(3)NO在空气中易转化为红棕色NO2。()(4)NO2与H2O的反应，NO2只作氧化剂。()(5)空气质量日报报道的大气污染物是CO2、SO2、氮氧化物、固体悬浮颗粒。()(6)pH<7的降雨均为酸雨。()(7)光化学烟雾是由SO2干脆造成的大气污染现象。()答案：(1)√(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×(7)×2．关于氮气的性质说法中，错误的是()A．氮在自然界中既以游离态存在又以化合态存在B．通常状况下，氮气性质很不活泼C．可在氧气中燃烧生成一氧化氮D．大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环解析：通常状况下氮气的性质很不活泼，在放电或高温条件下，能跟氧气反应。答案：C3．下列改变过程属于物理改变的是()A．活性炭使红墨水褪色B．雷雨天氮气与氧气化合C．二氧化氮溶于水D．酸雨侵蚀建筑物答案：A4．在NO2与水的反应中，水的作用是()A．是还原剂B．既是氧化剂又是还原剂C．是氧化剂D．既不是氧化剂又不是还原剂答案：D5．为除去混入NO中的少量NO2，应将气体通过()A．Na2CO3溶液B．NaHCO3溶液C．H2OD．浓硫酸解析：通过A、B两项都会生成CO2，导致带入新的杂质；H2SO4不和NO2反应；由反应：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO知，水洗可除去NO中的NO2。答案：C6．大气污染是环境污染的一个重要方面，常见的大气污染可分为一次污染和二次污染，二次污染是排入环境中的一次污染物在物理化学因素或生物作用下发生改变，或与其他物质发生反应，生成新的污染物。有下列物质：①SO2；②NO；③NO2；④CO2，其中不易导致二次污染的是()A．①②③④B．①③C．②④D．④答案：D提升点一氮的氧化物性质及有关计算[例1]按图进行试验。试管中装有12mLNO，然后间歇而又缓慢地通入8mLO2，下列是有关最终状态的描述：①试管内气体呈棕色②试管内气体呈无色③试管内液面不变④试管内液面上升⑤试管内气体是O2⑥试管内气体是NO其中正确的是()A．①③B．②④⑤C．②④⑥D．②③⑤【解析】由反应4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3可得，剩余气体应为NO，体积为eq\f(4,3)mL，试管内液面上升。【答案】C留意：学会对化学试验的定性描述和定量计算。[提升1]在肯定条件下，将充溢NO2和O2的试管倒立于水槽中，充分反应后，剩余气体体积为原混合气体体积的eq\f(1,8)，则原混合气体中NO2和O2的体积之比可能是()①8:1②7:3③7:1④4:1A．①②B．①③C．②③D．②④解析：反应为4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，设原气体体积为8L，则剩余气体为1L。①若剩余的1L气体为O2。则V(NO2)＝(eq\f(4,5)×7)L，V(O2)＝(eq\f(1,5)×7＋1)L。二者体积比为7:3。②若剩余的1L气体为NO，而上述反应后剩余3LNO2，则V(NO2)＝(3＋eq\f(4,5)×5)L，V(O2)＝(eq\f(1,5)×5)L。二者体积比为7:1。答案：C,氮的氧化物与O2混合通入水中，剩余气体只可能是NO或O2，不行能是NO2，因为过量的NO2会与水反应生成NO，且形成溶液中的溶质为HNO3。,[提升2]在肯定条件下，将m体积NO与n体积O2先后通入倒立在水中且盛满水的容器中，充分反应后，容器内残留eq\f(m,2)体积的气体，该气体与空气接触后变为红棕色，则m与n的比值为()A．32B．23C．83D．38解析：由题意可知，容器内eq\f(m,2)体积的气体为NO。解法Ⅰ(化学方程式法)：4NO＋3O2＋2H2O=4HNO343m－eq\f(m,2)n(m－eq\f(m,2)):n＝4:3，解得m:n＝8:3。解法Ⅱ(得失电子守恒法)：从整个反应过程看，NO与O2混合后溶于水是氧化还原过程，故得失电子数相等，在该过程中，eq\o(N,\s\up6(＋2))O→Heq\o(N,\s\up6(＋5))O3，NO失电子，eq\o(O,\s\up6(0))2→HNeq\o(O,\s\up6(－2))3，O2得电子，则有(m－eq\f(m,2))×3＝n×2×2，解得m:n＝8:3。解法Ⅲ(原子守恒法)：由题意知反应后所得溶液为HNO3溶液，而总反应式与N2O5＋H2O=2HNO3等效，据此可知参与反应的NO和O2中，N与O原子数之比肯定为2:5，即N(N):N(O)＝2:5得[(m－eq\f(m,2))×1]:[(m－eq\f(m,2))×1＋n×2]＝2:5，解得m:n＝8:3，故本题答案为C。答案：C[关键实力]氮氧化物的计算类型1．相关反应原理：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO①2NO＋O2=2NO2②由方程式①×2＋②得：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3③由方程式①×2＋②×3得：4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3④2．计算类型：①NO2(或NO2与NO的混合气体)气体溶于水(反应①)利用气体体积差法进行计算。V剩＝V(NO)原＋eq\f(1,3)V(NO2)。②NO2与O2的混合气体溶于水(反应③)。当V(NO2):V(O2)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(＝4:1，恰好完全反应,>4:1，NO2过量，剩余NO,<4:1，O2过量，剩余O2))③NO与O2的混合气体溶于水(反应④)当V(NO):V(O2)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(＝4:3，恰好完全反应,>4:3，剩余NO,<4:3，剩余O2))提升点二常见大气污染的类型[例2]在汽车尾气净扮装置里，气体在催化剂表面吸附与释放的过程如图所示。下列说法正确的是()A．NO是该过程的中间产物B．NO和O2必需在催化剂表面才能反应C．汽车尾气的主要污染成分包括CO2和NOD．汽车尾气的主要污染物是CO和NO【解析】NO2是该过程的中间产物；NO和O2的反应不须要催化剂；汽车尾气的主要污染成分包括CO和NO。【答案】D[提升3]下图所示是酸雨的形成示意图。依据图示回答下列问题。(1)下列气体简洁形成酸雨的是________。A．CO2B．SO2C．N2D．NO(2)现有雨水样品1份，每隔一段时间测定该雨水样品的pH，所得数据如下：测试时间/h01234雨水的pH4.734.634.564.554.55分析数据，回答下列问题：①雨水样品的pH改变的缘由是________________________________________________________________________(用化学方程式表示)。②假如将刚取样的上述雨水和自来水相混合，pH将变________，缘由是_______________________(用化学方程式表示)。(3)下列措施中，可削减酸雨产生的途径的是________(填字母)。①少用煤作燃料②把工厂烟囱造高③燃料脱硫④在已酸化的土壤中加石灰⑤开发新能源A．①②③B．②③④⑤C．①③⑤D．①③④⑤解析：(1)SO2、NO2易形成酸雨。(2)①酸雨放置时pH变小，其缘由是雨水中的H2SO3被空气中氧气氧化所致：SO2＋H2OH2SO3,2H2SO3＋O2=2H2SO4。②雨水和自来水混合，应考虑H2SO3与Cl2(或HClO)的反应：SO2＋2H2O＋Cl2=H2SO4＋2HCl(或H2SO3＋HClO=H2SO4＋HCl)。因此雨水与自来水混合后溶液pH将变小。(3)削减酸雨的产生需削减SO2的排放，将煤转化为清洁能源(如煤的气化和液化)，燃料脱硫、固硫，开发不含硫的新能源(如氢能、核能等)，都是有力措施。因此①③⑤正确。答案：(1)BD(2)①SO2＋H2OH2SO3,2H2SO3＋O2=2H2SO4②小Cl2＋2H2O＋SO2=H2SO4＋2HCl(或H2SO3＋HClO=H2SO4＋HCl)(3)CSO2和NOx污染的防治方法——SO2和NOx的汲取(1)NaOH溶液汲取SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2ONO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O(2)氨气汲取2NH3＋H2O＋SO2=(NH4)2SO38NH3＋6NO2eq\o(=,\s\up7(肯定条件))7N2＋12H2O4NH3＋6NOeq\o(=,\s\up7(肯定条件))5N2＋6H2O,[关键实力]常见的大气污染类型类型形成缘由主要危害温室效应大气中CO2含量不断增加全球变暖，冰川溶化酸雨SO2和氮氧化物的排放使土壤酸化，腐蚀建筑物等光化学烟雾氮氧化物和碳氢化合物的排放危害人体健康和植物生长臭氧空洞氮氧化物和氟氯代烃的排放地球上的生物受太阳紫外线的损害加剧NO在臭氧空洞形成过程中的作用：NO在破坏臭氧层的过程中可发生如下反应：NO＋O3→NO2＋O2NO2＋O→NO＋O2总反应方程式为O3＋O=2O2，从整个反应来看NO作催化剂。

1．环境污染已成为人类社会面临的重大威逼，各种污染数不胜数。下列名词与环境污染无关的是()①白色垃圾②潮汐③酸雨④光化学烟雾⑤臭氧空洞⑥可吸入颗粒物⑦赤潮⑧绿色化学A．①⑦B．②⑤C．②⑧D．⑦⑧解析：潮汐是自然现象；白色垃圾主要是难降解的白色塑料，会造成土壤污染；酸雨是氮的氧化物和硫的氧化物造成的污染；光化学烟雾是氮的氧化物等排放造成的；臭氧空洞由氟氯烃等物质造成的；赤潮是水体的富养分化造成的，其危害是造成水中溶解氧削减，导致生物死亡。答案：C2．最新的病毒学探讨证明，一氧化氮对SARS病毒有干脆抑制作用。下列关于一氧化氮的叙述正确的是()A．一氧化氮是一种红棕色气体B．常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气干脆化合C．一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下干脆化合得到D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集解析：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简洁与氧气干脆化合生成NO2。答案：C3．关于二氧化硫和二氧化氮叙述正确的是()A．两种气体都是无色有毒的气体，且都可用水汲取以消退对空气的污染B．二氧化硫与过量的二氧化氮混合后通入水中能得到两种常用的强酸C．两种气体都具有强氧化性，因此都能够使品红溶液褪色D．两种气体溶于水都可以与水反应，且只生成相应的酸解析：二氧化氮跟水反应，生成硝酸和一氧化氮，二氧化硫溶于水生成亚硫酸，硝酸氧化亚硫酸生成硫酸。二氧化硫的漂白原理不是利用强氧化性，二氧化硫也不具有强氧化性。答案：B4．在标准状况下，将O2和NO2按14体积比充溢干燥烧瓶，把烧瓶倒置于水中，瓶内液体渐渐上升，假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶液里溶质的物质的量浓度为()A.eq\f(1,14)mol·L－1B.eq\f(4,5)mol·L－1C.eq\f(1,28)mol·L－1D.eq\f(1,42)mol·L－1解析：设烧瓶的体积为VL，由4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3知NO2的体积为eq\f(4,5)VL，又O2和NO2的体积比为14，所以最终液体充溢整个烧瓶，溶液的体积为VL，NO2的物质的量为eq\f(4,5)VL÷22.4L·mol－1＝eq\f(1,28)Vmol，所以硝酸的物质的量浓度为eq\f(1,28)Vmol÷VL＝eq\f(1,28)mol·L－1。答案：C5．酸雨形成的最主要缘由是()A．森林遭乱砍滥伐，破坏了生态平衡B．工业上大量燃烧含硫燃料C．大气中二氧化碳的含量增多D．汽车排出大量尾气解析：空气中硫的氧化物和氮氧化物随雨水降下就形成酸雨。酸雨的形成主要是由于空气中SO2和NOx