5.2.1氮?dú)馀c氮氧化物【化學(xué)課外】

1、氮?dú)馀c氮氧化物科學(xué)的光芒拉瓦錫獨(dú)具慧眼，發(fā)現(xiàn)氮?dú)?1774，拉瓦錫在發(fā)現(xiàn)氧的著名實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)過(guò)科學(xué)的分析后，得出了反映事物本質(zhì)的結(jié)論：空氣是由兩種氣體組成，一種是能夠幫助燃燒和呼吸的氣體。另一種是不能幫助燃燒和呼吸的氣體（這就是盧瑟福發(fā)現(xiàn)的“濁氣”、舍勒發(fā)現(xiàn)的“濁空氣”、普利斯特里發(fā)現(xiàn)的“吸飽了燃素的空氣”、卡文迪許發(fā)現(xiàn)的“窒息的空氣”），命名為氮，意思是“無(wú)益于生命”，拉瓦錫拭凈了蒙在這一元素上的塵灰，人們終于科學(xué)地認(rèn)識(shí)了空氣的基本組成。一、氮?dú)?氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì)氮?dú)馐菬o(wú)色、無(wú)味的氣體，密度比空氣稍小，熔、沸點(diǎn)低，難溶于水。2氮分子的結(jié)構(gòu) 氮氮三鍵，鍵能大，大于其它的雙原子分子 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。3氮?dú)?/p>

2、的化學(xué)性質(zhì)【問(wèn)題】這樣結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，決定了氮分子有什么樣的化學(xué)性質(zhì)？通常不活潑。說(shuō)明：在一定條件下，氮?dú)庖材芨鷼錃?、氧氣、金屬等物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。（1）氮?dú)飧鷼錃獾姆磻?yīng) 工業(yè)上利用這個(gè)反應(yīng)原理來(lái)合成氨，反應(yīng)條件是高溫、高壓、催化劑。N2 + 3H2 2NH3高溫、高壓催化劑（2）氮?dú)飧鯕獾姆磻?yīng)方程式： N2+O2 2NO2NOO2 2NO 2 放電現(xiàn)象：開(kāi)動(dòng)抽氣緩慢抽氣后，干燥管C處仍是無(wú)色的。在容器D中看到的顏色是紅棕色。二氧化氮溶于水的方程式為： 3NO2H2O = 2HNO 3NO小知識(shí)：雷雨發(fā)莊稼的道理？ 空氣中氮?dú)夂脱鯕庠诜烹娤律梢谎趸?，一氧化氮再和氧氣反?yīng)生成硝酸，硝酸與土壤中礦

3、物質(zhì)作用形成可溶性硝酸鹽，成為氮肥被植物吸收。（3）氮?dú)飧承┙饘俚姆磻?yīng)（3）氮?dú)飧承┙饘俚姆磻?yīng) 鎂在氮?dú)庵腥紵仍谘鯕庵腥紵齽×页潭炔?。方程式為?3MgN2 Mg3N 2（微黃色 ）點(diǎn)燃 Mg3N2 + 6H2O 3Mg(OH)2+ 2NH3 氮?dú)膺€可跟Li、Ca、Sr、Ba等金屬反應(yīng)。4、N2的用途氮?dú)饧Z食燈泡焊接合成硝酸合成氨冷凍劑低溫環(huán)境制氮肥5.氮?dú)獾闹品üI(yè)制法：實(shí)驗(yàn)室制法：加熱亞硝酸銨的溶液： NH4NO2 = N2+ 2H2O亞硝酸鈉與氯化銨的飽和溶液相互作用： NH4Cl + NaNO2 = NaCl + 2 H2O + N2 將氨通過(guò)紅熱的氧化銅： 2 NH3+ 3 C

4、uO = 3 Cu + 3 H2O + N2氮的固定自然過(guò)程人工過(guò)程雷雨豆科植物 根瘤菌 合成氨6.氮的固定將氮元素由游離態(tài)轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的過(guò)程N(yùn)2 + 3H2 2NH3高溫、高壓催化劑小結(jié):N-3N0N+2N+4N+5Mg3N2N2NONO2HNO3NH32NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NON2+ 3H22 NH3高溫、高壓催化劑N2+3Mg=Mg3N2點(diǎn)燃N2+O2=2NO放電二、氮的氧化物N的化合價(jià)化學(xué)式色態(tài)+1N2O無(wú)色有甜味氣體，又稱(chēng)笑氣 +2NO無(wú)色氣體+3N2O3 紅棕色氣體, 低溫時(shí)為深藍(lán)色揮發(fā)性液體或藍(lán)色固體 亞硝酐+4NO2紅棕色有刺激性氣味有毒氣體+4N

5、2O4無(wú)色 氧化劑+5N2O5無(wú)色晶體 硝酐1、氮的氧化物伊格納羅博士和他的兩位工作伙伴(芬奇戈特博士、穆拉博士）成功發(fā)現(xiàn)氧化氮（國(guó)內(nèi)稱(chēng)一氧化氮）是一種可以傳遞信息的氣體，它可以通過(guò)細(xì)胞薄膜(membrane)，去調(diào)節(jié)另一細(xì)胞的功能；他們的發(fā)現(xiàn)，開(kāi)創(chuàng)生物系統(tǒng)(biological systems)信息傳遞的新理論。正是這一重大發(fā)現(xiàn)和對(duì)氧化氮的研究使伊格納羅博士獲得1998年諾貝爾生物醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。 明星分子：NO伊格納羅計(jì)算機(jī)模擬的NO分子的圖像 硝化甘油 百年歷史的古老炸藥和心臟病內(nèi)服藥 患有動(dòng)脈硬化的病人，因血塊堵住了動(dòng)脈的血管，血肌供氧量的減少，引起胸部的疼痛，有時(shí)甚至導(dǎo)致心肌梗塞。服用硝化甘

6、油，就是提供了NO，擴(kuò)大了心肌血管，增大了血流量。2. NO與NO2的重要性質(zhì)NONO2色態(tài)毒性與水反應(yīng)與O2反應(yīng)與水、O2其它反應(yīng) 制法收集尾氣處理無(wú)色氣體紅棕色氣體有毒有毒3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 4NO+3O2+2H2O=4HNO34NO2+O2+2H2O=4HNO32NO2 N2O43Cu+8HNO3(稀)= 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O Cu+4HNO3(濃)= Cu(NO3)2+2NO2+2H2O排水法 向上排氣法NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O2NO + O2 = 2NO23、NO、NO2對(duì)環(huán)境的污染：光化學(xué)煙霧酸雨石油產(chǎn)品和煤燃燒的產(chǎn)

7、物汽車(chē)尾氣制硝酸的工廠污染源危害 大氣圈中NOx的行為與作用在汽車(chē)的做功過(guò)程中 硝酸型酸雨的形成過(guò)程 空氣中NOx的形成在電閃雷鳴中：放電N2 + O2 = 2NO高溫N2 + O2 = 2NO污染的空氣遮蓋著圣路易斯門(mén)的底部 引發(fā)光化學(xué)煙霧 光化學(xué)煙霧是由碳?xì)浠衔锖偷趸镌陉?yáng)光紫外線(xiàn)的作用下，發(fā)生光化學(xué)和熱化學(xué)反應(yīng)后，產(chǎn)生的以臭氧為主的氧化劑及顆粒物混合物。 對(duì)臭氧層的破壞 近年來(lái)由于噴氣式飛機(jī)和火箭、導(dǎo)彈日益增多，將大量廢氣（如：NO2、NO）排放到高空，臭氧遭到耗損。O + NO2NO + O2總反應(yīng)：氮的氧化物在破壞臭氧層的過(guò)程中起催化作用O3 + NONO2 + O2O3 + O

8、 2O2堿液的氧化吸收法2NO2 + 2NaOH = NaNO2 + NaNO3 +H2ONO2 +NO + 2NaOH = 2NaNO2 + H2O NOx 與NH3的氧化還原方法寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式，并配平 減少NOx 對(duì)空氣污染的基本方法思考：若將NO2氣體通入NaOH溶液中， 其發(fā)生的反應(yīng)可表示為： NO2 + NO + 2NaOH = 2NaNO2 + H2O，有體積比為3:1的NO2和NO的混合氣體40mL，將其倒置于NaOH溶液中，試管中剩余的氣體體積為_(kāi)。4、二氧化氮和溴蒸氣的鑒別 NO2和溴蒸氣在性質(zhì)上的相似之處： 均有氧化性 溶于水后溶液呈酸性 能與堿溶液反應(yīng) 鑒別兩者不能

9、用淀粉KI試紙、堿溶液等。NO2和溴蒸氣在性質(zhì)上的差異：A通入水中，NO2溶于水發(fā)生反應(yīng)后溶液 無(wú)色，而溴蒸氣溶于水溶液呈橙色B通入AgNO3溶液，有淡黃色沉淀生成的 為溴蒸氣 C通入CCl4有機(jī)溶劑中， 溶于CCl4而且 CCl4溶液呈橙紅色的為Br2(氣) NO2或NO2與非O2的混合氣體溶于水的計(jì)算 原理 3NO2+H2O=2HNO3+NO5、氮氧化物的相關(guān)計(jì)算例1、將盛有N2和NO2混合氣體的試管倒立于水中，經(jīng)過(guò)足夠時(shí)間后，試管內(nèi)氣體體積縮小為原體積的一半，則原混合氣體中N2和NO2的體積比是_(2)NO與O2混合氣與水反應(yīng)原理：4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 ，余氣

10、：NO或O2規(guī)律 V(NO)/V(O2)=4:3時(shí)，恰好完全反應(yīng)V(NO)/V(O2)4:3時(shí)，剩余氣體為NOV(NO)/V(O2)4:1時(shí)，剩余氣體為NOV(NO2)/V(O2)4:1時(shí)，剩余氣體為O2例5：將盛有40mL NO2 和 O2的混合氣體的量筒倒立于水槽中，充分反應(yīng)后，還剩余5mL無(wú)色氣體，則原混合氣體中NO2、O2的體積比為 A1 : 3 B1 : 1 C7 : 1 D7 : 3 例5：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將NO2、NO、O2混合后充滿(mǎn)容器，倒置于水中，完全溶解，無(wú)氣體剩余，若產(chǎn)物也不擴(kuò)散，則所得溶液物質(zhì)的量濃度的數(shù)值范圍是（ ） A、0c1/22.4 B、1/39.2c1/22.4

11、 C、1/39.2c1/28 D、1/28c1/22.4(4)“NO+NO2+O2+H2O”型(5)“CO2+NO+Na2O2”型 原理 CO2+NO+Na2O2 = Na2CO3+NO2例6： VL NO、CO2的混合氣體通過(guò)足量的Na2O2后氣體的體積變?yōu)閂/2 L，則CO2和NO的體積比不可能是 A、21 B、3 2 C、34 D、5 4規(guī)律：CO2與NO的混合氣體通過(guò)足量固體Na2O2（1）若V(CO2) V(NO)時(shí)，反應(yīng)后氣體的總體積：為原混合氣體體積的一半（2）若V(CO2)V(NO)，反應(yīng)后：縮小的體積就是原來(lái)CO2的體積。（6）“NO+NO2+NaOH溶液”型 原理 NO+NO2+2NaOH 2NaNO2+H2O 2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O規(guī)律 當(dāng)V(NO2)V(NO)時(shí)，混合氣能被NaOH溶液完全吸收；當(dāng)V(NO2)V(NO)時(shí)，混合氣體中NO過(guò)量，被NaOH吸收后，剩余氣體為NO。例7：根據(jù)硝酸尾氣處理的反應(yīng)原理，下列氣體中不可能被過(guò)量的NaOH溶液吸收的是