2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第四章非金屬及其化合物3第2課時(shí)二氧化氮和一氧化氮學(xué)案新人教版必修1

PAGE9-第2課時(shí)二氧化氮和一氧化氮二氧化硫和二氧化氮對(duì)大氣的污染課程目標(biāo)1．了解NO、NO2的性質(zhì)。2．了解SO2、NO、NO2對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響。3．能對(duì)NO、NO2、O2溶于水進(jìn)行簡(jiǎn)潔計(jì)算。圖說(shuō)考點(diǎn),[新知預(yù)習(xí)]一、氮?dú)?、一氧化氮和二氧化?．物理性質(zhì)N2NONO2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(與空氣相比)略小略大大溶解性不溶于水不溶于水與水反應(yīng)毒性無(wú)毒有毒有毒2.化學(xué)性質(zhì)N2eq\o(→,\s\up7(a.O2))NOeq\o(,\s\up7(b.O2),\s\do5(c.H2O))NO2有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：a.N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放電或高溫))2NO；b.2NO＋O2=2NO2；c.3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。二、二氧化硫和二氧化氮對(duì)大氣的污染1．酸雨2．SO2和NO2的主要來(lái)源、危害和防治[即時(shí)性自測(cè)]1．推斷正誤，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)生燃燒生成NO。()(3)NO在空氣中易轉(zhuǎn)化為紅棕色NO2。()(4)NO2與H2O的反應(yīng)，NO2只作氧化劑。()(5)空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)報(bào)道的大氣污染物是CO2、SO2、氮氧化物、固體懸浮顆粒。()(6)pH<7的降雨均為酸雨。()(7)光化學(xué)煙霧是由SO2干脆造成的大氣污染現(xiàn)象。()答案：(1)√(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×(7)×2．關(guān)于氮?dú)獾男再|(zhì)說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是()A．氮在自然界中既以游離態(tài)存在又以化合態(tài)存在B．通常狀況下，氮?dú)庑再|(zhì)很不活潑C．可在氧氣中燃燒生成一氧化氮D．大氣、陸地和水體中的氮元素在不停地進(jìn)行著氮的循環(huán)解析：通常狀況下氮?dú)獾男再|(zhì)很不活潑，在放電或高溫條件下，能跟氧氣反應(yīng)。答案：C3．下列改變過(guò)程屬于物理改變的是()A．活性炭使紅墨水褪色B．雷雨天氮?dú)馀c氧氣化合C．二氧化氮溶于水D．酸雨侵蝕建筑物答案：A4．在NO2與水的反應(yīng)中，水的作用是()A．是還原劑B．既是氧化劑又是還原劑C．是氧化劑D．既不是氧化劑又不是還原劑答案：D5．為除去混入NO中的少量NO2，應(yīng)將氣體通過(guò)()A．Na2CO3溶液B．NaHCO3溶液C．H2OD．濃硫酸解析：通過(guò)A、B兩項(xiàng)都會(huì)生成CO2，導(dǎo)致帶入新的雜質(zhì)；H2SO4不和NO2反應(yīng)；由反應(yīng)：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO知，水洗可除去NO中的NO2。答案：C6．大氣污染是環(huán)境污染的一個(gè)重要方面，常見(jiàn)的大氣污染可分為一次污染和二次污染，二次污染是排入環(huán)境中的一次污染物在物理化學(xué)因素或生物作用下發(fā)生改變，或與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成新的污染物。有下列物質(zhì)：①SO2；②NO；③NO2；④CO2，其中不易導(dǎo)致二次污染的是()A．①②③④B．①③C．②④D．④答案：D提升點(diǎn)一氮的氧化物性質(zhì)及有關(guān)計(jì)算[例1]按圖進(jìn)行試驗(yàn)。試管中裝有12mLNO，然后間歇而又緩慢地通入8mLO2，下列是有關(guān)最終狀態(tài)的描述：①試管內(nèi)氣體呈棕色②試管內(nèi)氣體呈無(wú)色③試管內(nèi)液面不變④試管內(nèi)液面上升⑤試管內(nèi)氣體是O2⑥試管內(nèi)氣體是NO其中正確的是()A．①③B．②④⑤C．②④⑥D(zhuǎn)．②③⑤【解析】由反應(yīng)4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3可得，剩余氣體應(yīng)為NO，體積為eq\f(4,3)mL，試管內(nèi)液面上升。【答案】C留意：學(xué)會(huì)對(duì)化學(xué)試驗(yàn)的定性描述和定量計(jì)算。[提升1]在肯定條件下，將充溢NO2和O2的試管倒立于水槽中，充分反應(yīng)后，剩余氣體體積為原混合氣體體積的eq\f(1,8)，則原混合氣體中NO2和O2的體積之比可能是()①8:1②7:3③7:1④4:1A．①②B．①③C．②③D．②④解析：反應(yīng)為4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，設(shè)原氣體體積為8L，則剩余氣體為1L。①若剩余的1L氣體為O2。則V(NO2)＝(eq\f(4,5)×7)L，V(O2)＝(eq\f(1,5)×7＋1)L。二者體積比為7:3。②若剩余的1L氣體為NO，而上述反應(yīng)后剩余3LNO2，則V(NO2)＝(3＋eq\f(4,5)×5)L，V(O2)＝(eq\f(1,5)×5)L。二者體積比為7:1。答案：C,氮的氧化物與O2混合通入水中，剩余氣體只可能是NO或O2，不行能是NO2，因?yàn)檫^(guò)量的NO2會(huì)與水反應(yīng)生成NO，且形成溶液中的溶質(zhì)為HNO3。,[提升2]在肯定條件下，將m體積NO與n體積O2先后通入倒立在水中且盛滿(mǎn)水的容器中，充分反應(yīng)后，容器內(nèi)殘留eq\f(m,2)體積的氣體，該氣體與空氣接觸后變?yōu)榧t棕色，則m與n的比值為()A．32B．23C．83D．38解析：由題意可知，容器內(nèi)eq\f(m,2)體積的氣體為NO。解法Ⅰ(化學(xué)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(得失電子守恒法)：從整個(gè)反應(yīng)過(guò)程看，NO與O2混合后溶于水是氧化還原過(guò)程，故得失電子數(shù)相等，在該過(guò)程中，eq\o(N,\s\up6(＋2))O→Heq\o(N,\s\up6(＋5))O3，NO失電子，eq\o(O,\s\up6(0))2→HNeq\o(O,\s\up6(－2))3，O2得電子，則有(m－eq\f(m,2))×3＝n×2×2，解得m:n＝8:3。解法Ⅲ(原子守恒法)：由題意知反應(yīng)后所得溶液為HNO3溶液，而總反應(yīng)式與N2O5＋H2O=2HNO3等效，據(jù)此可知參與反應(yīng)的NO和O2中，N與O原子數(shù)之比肯定為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，故本題答案為C。答案：C[關(guān)鍵實(shí)力]氮氧化物的計(jì)算類(lèi)型1．相關(guān)反應(yīng)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．計(jì)算類(lèi)型：①NO2(或NO2與NO的混合氣體)氣體溶于水(反應(yīng)①)利用氣體體積差法進(jìn)行計(jì)算。V剩＝V(NO)原＋eq\f(1,3)V(NO2)。②NO2與O2的混合氣體溶于水(反應(yīng)③)。當(dāng)V(NO2):V(O2)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(＝4:1，恰好完全反應(yīng),>4:1，NO2過(guò)量，剩余NO,<4:1，O2過(guò)量，剩余O2))③NO與O2的混合氣體溶于水(反應(yīng)④)當(dāng)V(NO):V(O2)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(＝4:3，恰好完全反應(yīng),>4:3，剩余NO,<4:3，剩余O2))提升點(diǎn)二常見(jiàn)大氣污染的類(lèi)型[例2]在汽車(chē)尾氣凈扮裝置里，氣體在催化劑表面吸附與釋放的過(guò)程如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．NO是該過(guò)程的中間產(chǎn)物B．NO和O2必需在催化劑表面才能反應(yīng)C．汽車(chē)尾氣的主要污染成分包括CO2和NOD．汽車(chē)尾氣的主要污染物是CO和NO【解析】NO2是該過(guò)程的中間產(chǎn)物；NO和O2的反應(yīng)不須要催化劑；汽車(chē)尾氣的主要污染成分包括CO和NO?！敬鸢浮緿[提升3]下圖所示是酸雨的形成示意圖。依據(jù)圖示回答下列問(wèn)題。(1)下列氣體簡(jiǎn)潔形成酸雨的是________。A．CO2B．SO2C．N2D．NO(2)現(xiàn)有雨水樣品1份，每隔一段時(shí)間測(cè)定該雨水樣品的pH，所得數(shù)據(jù)如下：測(cè)試時(shí)間/h01234雨水的pH4.734.634.564.554.55分析數(shù)據(jù)，回答下列問(wèn)題：①雨水樣品的pH改變的緣由是________________________________________________________________________(用化學(xué)方程式表示)。②假如將剛?cè)拥纳鲜鲇晁妥詠?lái)水相混合，pH將變________，緣由是_______________________(用化學(xué)方程式表示)。(3)下列措施中，可削減酸雨產(chǎn)生的途徑的是________(填字母)。①少用煤作燃料②把工廠煙囪造高③燃料脫硫④在已酸化的土壤中加石灰⑤開(kāi)發(fā)新能源A．①②③B．②③④⑤C．①③⑤D．①③④⑤解析：(1)SO2、NO2易形成酸雨。(2)①酸雨放置時(shí)pH變小，其緣由是雨水中的H2SO3被空氣中氧氣氧化所致：SO2＋H2OH2SO3,2H2SO3＋O2=2H2SO4。②雨水和自來(lái)水混合，應(yīng)考慮H2SO3與Cl2(或HClO)的反應(yīng)：SO2＋2H2O＋Cl2=H2SO4＋2HCl(或H2SO3＋HClO=H2SO4＋HCl)。因此雨水與自來(lái)水混合后溶液pH將變小。(3)削減酸雨的產(chǎn)生需削減SO2的排放，將煤轉(zhuǎn)化為清潔能源(如煤的氣化和液化)，燃料脫硫、固硫，開(kāi)發(fā)不含硫的新能源(如氫能、核能等)，都是有力措施。因此①③⑤正確。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)氨氣汲取2NH3＋H2O＋SO2=(NH4)2SO38NH3＋6NO2eq\o(=,\s\up7(肯定條件))7N2＋12H2O4NH3＋6NOeq\o(=,\s\up7(肯定條件))5N2＋6H2O,[關(guān)鍵實(shí)力]常見(jiàn)的大氣污染類(lèi)型類(lèi)型形成緣由主要危害溫室效應(yīng)大氣中CO2含量不斷增加全球變暖，冰川溶化酸雨SO2和氮氧化物的排放使土壤酸化，腐蝕建筑物等光化學(xué)煙霧氮氧化物和碳?xì)浠衔锏呐欧盼：θ梭w健康和植物生長(zhǎng)臭氧空洞氮氧化物和氟氯代烴的排放地球上的生物受太陽(yáng)紫外線的損害加劇NO在臭氧空洞形成過(guò)程中的作用：NO在破壞臭氧層的過(guò)程中可發(fā)生如下反應(yīng)：NO＋O3→NO2＋O2NO2＋O→NO＋O2總反應(yīng)方程式為O3＋O=2O2，從整個(gè)反應(yīng)來(lái)看NO作催化劑。

1．環(huán)境污染已成為人類(lèi)社會(huì)面臨的重大威逼，各種污染數(shù)不勝數(shù)。下列名詞與環(huán)境污染無(wú)關(guān)的是()①白色垃圾②潮汐③酸雨④光化學(xué)煙霧⑤臭氧空洞⑥可吸入顆粒物⑦赤潮⑧綠色化學(xué)A．①⑦B．②⑤C．②⑧D．⑦⑧解析：潮汐是自然現(xiàn)象；白色垃圾主要是難降解的白色塑料，會(huì)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；光化學(xué)煙霧是氮的氧化物等排放造成的；臭氧空洞由氟氯烴等物質(zhì)造成的；赤潮是水體的富養(yǎng)分化造成的，其危害是造成水中溶解氧削減，導(dǎo)致生物死亡。答案：C2．最新的病毒學(xué)探討證明，一氧化氮對(duì)SARS病毒有干脆抑制作用。下列關(guān)于一氧化氮的敘述正確的是()A．一氧化氮是一種紅棕色氣體B．常溫常壓下，一氧化氮不能與空氣中的氧氣干脆化合C．一氧化氮可由氮?dú)夂脱鯕庠诜烹姉l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是一種無(wú)色難溶于水的氣體，可以用排水法收集。常溫常壓下，NO簡(jiǎn)潔與氧氣干脆化合生成NO2。答案：C3．關(guān)于二氧化硫和二氧化氮敘述正確的是()A．兩種氣體都是無(wú)色有毒的氣體，且都可用水汲取以消退對(duì)空氣的污染B．二氧化硫與過(guò)量的二氧化氮混合后通入水中能得到兩種常用的強(qiáng)酸C．兩種氣體都具有強(qiáng)氧化性，因此都能夠使品紅溶液褪色D．兩種氣體溶于水都可以與水反應(yīng)，且只生成相應(yīng)的酸解析：二氧化氮跟水反應(yīng)，生成硝酸和一氧化氮，二氧化硫溶于水生成亞硫酸，硝酸氧化亞硫酸生成硫酸。二氧化硫的漂白原理不是利用強(qiáng)氧化性，二氧化硫也不具有強(qiáng)氧化性。答案：B4．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將O2和NO2按14體積比充溢干燥燒瓶，把燒瓶倒置于水中，瓶?jī)?nèi)液體漸漸上升，假設(shè)燒瓶?jī)?nèi)溶液不擴(kuò)散，最終燒瓶?jī)?nèi)溶液里溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為()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：設(shè)燒瓶的體積為VL，由4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3知NO2的體積為eq\f(4,5)VL，又O2和NO2的體積比為14，所以最終液體充溢整個(gè)燒瓶，溶液的體積為VL，NO2的物質(zhì)的量為eq\f(4,5)VL÷22.4L·mol－1＝eq\f(1,28)Vmol，所以硝酸的物質(zhì)的量濃度為eq\f(1,28)Vmol÷VL＝eq\f(1,28)mol·L－1。答案：C5．酸雨形成的最主要緣由是()A．森林遭亂砍濫伐，破壞了生態(tài)平衡B．工業(yè)上大量燃燒含硫燃料C．大氣中二氧化碳的含量增多D．汽車(chē)排出大量尾氣解析：空氣中硫的氧化物和氮氧化物隨雨水降下就形成酸雨。酸雨的形成主要是由于空氣中SO2和NOx