2018-2019學(xué)年高中化學(xué)專題4硫氮和可持續(xù)發(fā)展第2單元生產(chǎn)生活中的含氮化合物第1課時(shí)氮氧化物的產(chǎn)生

第1課時(shí)氮氧化物的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.認(rèn)識(shí)氮氧化物產(chǎn)生的反響原理及應(yīng)用。(要點(diǎn))2.認(rèn)識(shí)NO、NO2的性質(zhì)及應(yīng)用。(重難點(diǎn))3.認(rèn)識(shí)氮氧化物的污染與防治。[自主預(yù)習(xí)·探新知]1．氮元素的存在大多數(shù)氮元素以游離態(tài)(N2)存在于空氣中，少量氮元素以化合態(tài)存在于銨鹽、硝酸鹽和蛋白質(zhì)中。2．化合態(tài)氮的形成少量植物將N2轉(zhuǎn)變成化合態(tài)的氮，如植物的根瘤菌?！袄子臧l(fā)莊稼”形成化合態(tài)的氮的反響過程。①放電或高溫條件下，空氣中的N與O反響的方程式放電N＋O=====2NO。2222或高溫②NO在空氣中易被O氧化為NO，化學(xué)方程式為2NO＋O===2NO。222③NO2與H2O易反響生成HNO3和NO，化學(xué)方程式為3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。④雨水中的HNO浸透土壤中與礦物質(zhì)作用生成硝酸鹽，此中－轉(zhuǎn)NO被植物的根系汲取，33化為植物生長(zhǎng)所需的養(yǎng)料。3．N2、NO、NO2的物理性質(zhì)NNONO22色態(tài)無(wú)色氣體無(wú)色氣體紅棕色氣體氣味無(wú)味無(wú)味有刺激性氣味密度比空氣的略小比空氣的略小比空氣的大溶解性難溶微溶與水反響毒性無(wú)毒有毒有毒4．氮的氧化物對(duì)環(huán)境的污染氮氧化物的根源：氮肥的生產(chǎn)、金屬的冶煉和汽車等交通工具的使用等，會(huì)產(chǎn)生大批的氮氧化物，火山迸發(fā)、雷鳴電閃等也會(huì)將氮?dú)廪D(zhuǎn)變成氮氧化物。(2)光化學(xué)煙霧的形成：空氣中的

NO2不單好形成酸雨，在日光照耀下，

NO2還可以使氧氣經(jīng)過復(fù)雜的反響生成臭氧(O3)，臭氧與空氣中的一些碳?xì)浠衔锇l(fā)生作用后，產(chǎn)生了一種有毒的煙霧，人們稱之為光化學(xué)煙霧。光化學(xué)煙霧對(duì)人體的健康、植物的生長(zhǎng)都有很大的影響。氮氧化物污染的防治：①使用干凈能源；②為汽車安裝尾氣轉(zhuǎn)變妝置，將汽車尾氣中的一氧化碳和一氧化氮轉(zhuǎn)變成二氧化碳和氮?dú)?；③?duì)生產(chǎn)氮肥、硝酸的工廠排放的廢氣進(jìn)行辦理。[基礎(chǔ)自測(cè)]1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)空氣中

N2的體積分?jǐn)?shù)約為

78%。(

)(2)N2在高溫條件下與

O2發(fā)生反響生成

NO。(

)(3)自然界中只存在游離態(tài)的氮元素，不存在化合態(tài)的氮元素。

(

)(4)NO

在空氣中易轉(zhuǎn)變成紅棕色

NO2。(

)(5)NO2與

H2O的反響，

NO2只作氧化劑。

(

)(6)空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)報(bào)導(dǎo)的大氣污染物包含

CO2、SO2、氮氧化物、固體懸浮顆粒。

(

)【答案】

(1)√

(2)√

(3)×

(4)√

(5)×

(6)×2．NOx是汽車尾氣中的主要污染物之一。(1)NOx能形成酸雨，寫出

NO2轉(zhuǎn)變成

HNO3的化學(xué)方程式：______________________________________________________________

。(2)在汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉(zhuǎn)變器，可有效降低

NOx的排放。當(dāng)尾氣中空氣不足時(shí)，NOx在催化轉(zhuǎn)變器中被復(fù)原成N2排出。寫出NO被CO復(fù)原的化學(xué)方程式：_________________________________________________________?！敬鸢浮?1)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO催化劑(2)2NO＋2CO=====N2＋2CO[合作研究·攻重難]NO、NO2的主要性質(zhì)研究[思慮溝通]二氧化氮溶于水和NaOH溶液的實(shí)驗(yàn)以以下圖，據(jù)圖回答以下問題：圖1圖2圖3①圖1實(shí)驗(yàn)試管內(nèi)氣體的顏色慢慢變成________色，水面________，最后靜止在距試管底部的________處。②圖2實(shí)驗(yàn)把充滿NO2的試管倒立水中，試管內(nèi)水面上漲且液面不變后，再通入氧氣，最后試管________液體。③圖3實(shí)驗(yàn)試管內(nèi)液面________，最后試管________液體?！咎崾尽竣贌o(wú)上漲1③上漲所有充滿②所有充滿3(2)將NO2和O2的混淆氣體充滿試管，倒置于水中。若試管充滿液體，則NO2與O2的體積比為多少？___________________________________________?！咎崾尽縑(NO2)∶V(O2)＝4∶1氮的氧化物溶于水的有關(guān)數(shù)目關(guān)系有關(guān)反響原理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樣狀況及節(jié)余氣體①NO2與O2的混淆氣體溶于水(反響③)。＝4∶1，恰巧完滿反響當(dāng)V(NO2)∶V(O2)＞4∶1，NO2過分，節(jié)余NO＜4∶1，O2過分，節(jié)余O2②NO與O2的混淆氣體溶于水(反響④)。4∶3，恰巧完滿反響當(dāng)V(NO)∶V(O2)＞4∶3，節(jié)余NO4∶3節(jié)余O2注意：氮的氧化物或氮的氧化物與O2的混淆氣體溶于水時(shí)，節(jié)余的氣體可能是可能是NO，但不可以能是NO2，由于NO2會(huì)與水反響又生成NO。

O2，也[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]1．最新的病毒學(xué)研究證明，一氧化氮對(duì)SARS病毒有直接控制作用。以下對(duì)于一氧化氮和二氧化氮的表達(dá)正確的選項(xiàng)是( )A．一氧化氮是一種紅棕色氣體B．常溫常壓下，一氧化氮不可以與空氣中的氧氣直接化合C．一氧化氮可由氮?dú)夂脱鯕庠诜烹姉l件下直接化合獲得D．二氧化氮與H2O反響中氧化劑與復(fù)原劑的質(zhì)量比為1∶1[A項(xiàng)，NO為無(wú)色氣體；B項(xiàng)，常溫下NO易被氧氣氧化；D項(xiàng)，依據(jù)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可知氧化劑與復(fù)原劑均為NO2，兩者質(zhì)量比為1∶2。]2．以以下圖，室溫下向盛有

3.0mLNO

的試管中慢慢通入

1.5mLO

2(所有氣體均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定)。試回答以下問題：寫出察看到的現(xiàn)象(可不寫滿，也可增補(bǔ))：___________________________________________________________；②___________________________________________________________；___________________________________________________________。最后試管中節(jié)余的氣體是______，體積為______。【解析】(1)通入的成。生成的NO2溶于水：②

O2與NO發(fā)生反響：①2NO＋O2===2NO，因此看到有紅棕色氣體生3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，①②兩反響的總反響方程式為4NO＋3O22H2O===4HNO3，氣體耗費(fèi)，又會(huì)看到液面上漲。V(NO)∶V(O2)＞4∶3，故最后NO氣體節(jié)余，為無(wú)色氣體。4

4(2)1.5mLO

2所有參加反響，反響的

NO為

V(NO)＝V(O2)×3＝1.5mL×3＝2.0mL，由NO整體積為3.0mL可得節(jié)余NO氣體為1.0mL【答案】(1)①試管內(nèi)氣體變成紅棕色

。②試管內(nèi)液面高升

③最后試管內(nèi)節(jié)余無(wú)色氣體(2)NO

1.0mL常有的環(huán)境污染與保護(hù)1．氮氧化物對(duì)環(huán)境的影響硝酸型酸雨的形成：放電O2H2ON2、O2――→NO――→NO2――→HNO3光化學(xué)煙霧的形成：①汽車尾氣排放的NO被空氣中的氧氣氧化為NO2；②在日光照耀下，NO2與O2經(jīng)過復(fù)雜的反響生成臭氧；③臭氧與空氣中的一些碳?xì)浠衔锇l(fā)生作用后，形成光化學(xué)煙霧。氮氧化物對(duì)臭氧層的損壞：飛機(jī)尾氣中的氮氧化物(NO和NO2)對(duì)臭氧層(含O3和O)損壞的反響簡(jiǎn)單表示為：O3＋NO===O2＋NO2；O＋NO2===NO＋O2在低空，氮氧化物是空氣中氧氣轉(zhuǎn)變成臭氧的催化劑，造成臭氧污染；在高空，氮氧化物是臭氧轉(zhuǎn)變成氧氣的催化劑，損壞臭氧層。2．常有其余環(huán)境污染溫室效應(yīng)——主假如由大氣中CO2含量的不停增添造成的；會(huì)使全世界天氣變暖。白色污染——形成原由是聚乙烯塑料的大批使用，任意拋棄；會(huì)損壞土壤構(gòu)造和生態(tài)環(huán)境。赤潮和水華——形成原由是生活污水、農(nóng)業(yè)廢水和某些工業(yè)廢水的任意排放，使水體中的N、P等植物營(yíng)養(yǎng)成分大批富集，致使藻類過分生殖，魚類死亡，水質(zhì)惡化，若發(fā)生在淡水中稱為“水華”，發(fā)生在海水中稱為“赤潮”。水俁病——含汞的工業(yè)廢水惹起的水體污染，可使魚類中毒，人食用中毒后的魚會(huì)造成人體汞中毒。[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]3．“保護(hù)環(huán)境，就是保護(hù)人類自己”。以下環(huán)境問題與產(chǎn)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烴等惹起的②“光化學(xué)煙霧”主假如由NO2等惹起的③“酸雨”主假如由空氣中CO2濃度增大惹起的④“白色污染”主假如由聚乙烯塑料等惹起的⑤“厄爾尼諾”現(xiàn)象是由空氣中CO2濃度增大惹起的⑥“溫室效應(yīng)”主假如由空氣中CO2濃度增大惹起的⑦“赤潮”主假如由水體中P、N等元素過分惹起的A．只有①②

B．只有②③⑤C．所有D．只有③D[“保護(hù)環(huán)境，就是保護(hù)人類自己”，環(huán)境問題已愈來(lái)愈惹起社會(huì)的關(guān)注，認(rèn)識(shí)一些環(huán)境問題產(chǎn)生的主要原由，才能提出合理的治理方案。“臭氧空洞”主假如氟氯代烴惹起的，而NOx對(duì)“臭氧空洞”的形成也有必定作用；光化學(xué)煙霧主假如NOx惹起的；“酸雨”的形成主假如SO2及NOx惹起的，故③不正確；“白色污染”是指聚乙烯塑料惹起的污染；空氣中CO2濃度增大，惹起“溫室效應(yīng)”，“厄爾尼諾”也由此而起；“赤潮”“水華”則是水體中由N、P等營(yíng)養(yǎng)元素的過分惹起的。綜上所述，正確答案為D。]4．光化學(xué)煙霧形成的化學(xué)過程是：當(dāng)汽車尾氣產(chǎn)生的NO2在日光照耀下分解成NO和O時(shí)，即開始光化學(xué)煙霧的循環(huán)，不停地產(chǎn)生O，這個(gè)循環(huán)包含以下三個(gè)化學(xué)方程式，請(qǐng)?jiān)鲅a(bǔ)3化學(xué)方程式②：(1)①NO2===NO＋O，__________________________________________________________，③O＋O2===O3。(2)以上三個(gè)化學(xué)方程式的總反響式：________________________________________________________________________________________

?！窘馕觥?/p>

(1)題目明確指出：光化學(xué)煙霧的循環(huán)過程包含①②③三個(gè)化學(xué)反響。由此可推測(cè)：反響①

NO2===NO＋O中的生成物

NO是反響②中的反響物。若要反響③

O＋O2===O3不斷地發(fā)生，就需要反響①不停產(chǎn)生O，故反響②的生成物必定是NO2，不然沒法實(shí)現(xiàn)“循環(huán)過程”，反響②為2NO＋O2===2NO。疊加①、②、③三個(gè)化學(xué)方程式，即得結(jié)果：3O2===2O3?！敬鸢浮?1)2NO＋O2===2NO(2)3O2===2O3[當(dāng)堂達(dá)標(biāo)·固雙基]1．以下非金屬氧化物與其惹起的環(huán)境問題及主要根源對(duì)應(yīng)正確的選項(xiàng)是( )選項(xiàng)氧化物環(huán)境問題主要根源ACO損壞臭氧層化石燃料的焚燒2BSO2溫室效應(yīng)汽車尾氣的排放CNO光化學(xué)煙霧工廠廢氣的排放2DCO酸雨汽車尾氣和化石燃料的不完滿焚燒[CO2―→溫室效應(yīng)；SO2、NO2―→酸雨；NO2―→光化學(xué)煙霧。]2．以下有關(guān)氮?dú)獾谋磉_(dá)中，錯(cuò)誤的選項(xiàng)是( )A．鎂在空氣中焚燒除生成氧化鎂外還生成氮化鎂B．在雷雨天，空氣中的N2和O2可反響生成NOC．氮?dú)饧瓤勺餮趸瘎┯挚勺鲝?fù)原劑D．任何植物都不可以能將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)變成化合態(tài)的氮D[豆類植物的根瘤菌可直接將

N2轉(zhuǎn)變成化合態(tài)的氮。

]3．運(yùn)載火箭的推動(dòng)劑引燃后，尾部噴出大批高溫氣體。該氣體主要成分是CO2、H2O、N2、NO等，在發(fā)射現(xiàn)場(chǎng)可看到火箭尾部產(chǎn)生大批紅棕色氣體，其原由是( )A．高溫下N2遇空氣生成NO2B．NO遇空氣生成NO2C．CO2與NO反響生成CO和NO2D．NO與H2O反響生成H2和NO2[NO碰到O2生成紅棕色的NO2，B項(xiàng)正確。]4．在同樣狀況下，將以下四種混淆氣體：

①體積比為

3∶1的HCl和

N2

②體積比為

1∶1的

NO2和

N2

③體積比為

1∶1的

NO2和

O2

④體積比為

4∶1的

NO2和

O2，分別置于同樣的四支試管中并倒置于水槽中，充分反響后液面上漲高度分別為

h1、h2、h3、h4，以下關(guān)系正確的是

(

)A．h1>h2>h3>h4

B．h4>h3>h2>h1C．h4>h1>h3>h2D．h2>h3>h1>h4C[①HCl極易溶于水，試管中節(jié)余氣體占試管體積為1/4；②體積比為1∶1的NO2和N2，在試管中發(fā)生以下反響：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，節(jié)余氣體占試管體積為11122＋2×3＝3；③體積比為1∶1的NO和O，發(fā)生以下反響：4NO＋2HO＋O===4HNO，節(jié)余氣體占試管體積2222231134∶1的NO2和O2溶于水恰巧完滿反響，試管中無(wú)氣體節(jié)余。為×1－＝；④體積比