2024-2025學年高中化學第四章非金屬及其化合物3第2課時二氧化氮和一氧化氮學案新人教版必修1

PAGE9-第2課時二氧化氮和一氧化氮二氧化硫和二氧化氮對大氣的污染課程目標1．了解NO、NO2的性質(zhì)。2．了解SO2、NO、NO2對環(huán)境質(zhì)量的影響。3．能對NO、NO2、O2溶于水進行簡潔計算。圖說考點,[新知預習]一、氮氣、一氧化氮和二氧化氮1．物理性質(zhì)N2NONO2色、態(tài)無色氣體無色氣體紅棕色氣體氣味無味無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毒性無毒有毒有毒2.化學性質(zhì)N2eq\o(→,\s\up7(a.O2))NOeq\o(,\s\up7(b.O2),\s\do5(c.H2O))NO2有關反應的化學方程式為：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大氣的污染1．酸雨2．SO2和NO2的主要來源、危害和防治[即時性自測]1．推斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”(1)空氣中N2的體積分數(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，NO2只作氧化劑。()(5)空氣質(zhì)量日報報道的大氣污染物是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．關于氮氣的性質(zhì)說法中，錯誤的是()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，氮氣性質(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行著氮的循環(huán)解析：通常狀況下氮氣的性質(zhì)很不活潑，在放電或高溫條件下，能跟氧氣反應。答案：C3．下列改變過程屬于物理改變的是()A．活性炭使紅墨水褪色B．雷雨天氮氣與氧氣化合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，應將氣體通過()A．Na2CO3溶液B．NaHCO3溶液C．H2OD．濃硫酸解析：通過A、B兩項都會生成CO2，導致帶入新的雜質(zhì)；H2SO4不和NO2反應；由反應：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO知，水洗可除去NO中的NO2。答案：C6．大氣污染是環(huán)境污染的一個重要方面，常見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，生成新的污染物。有下列物質(zhì)：①SO2；②NO；③NO2；④CO2，其中不易導致二次污染的是()A．①②③④B．①③C．②④D．④答案：D提升點一氮的氧化物性質(zhì)及有關計算[例1]按圖進行試驗。試管中裝有12mLNO，然后間歇而又緩慢地通入8mLO2，下列是有關最終狀態(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4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3可得，剩余氣體應為NO，體積為eq\f(4,3)mL，試管內(nèi)液面上升。【答案】C留意：學會對化學試驗的定性描述和定量計算。[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：反應為4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，設原氣體體積為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，因為過量的NO2會與水反應生成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水的容器中，充分反應后，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)：從整個反應過程看，NO與O2混合后溶于水是氧化還原過程，故得失電子數(shù)相等，在該過程中，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)：由題意知反應后所得溶液為HNO3溶液，而總反應式與N2O5＋H2O=2HNO3等效，據(jù)此可知參與反應的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[關鍵實力]氮氧化物的計算類型1．相關反應原理：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．計算類型：①NO2(或NO2與NO的混合氣體)氣體溶于水(反應①)利用氣體體積差法進行計算。V剩＝V(NO)原＋eq\f(1,3)V(NO2)。②NO2與O2的混合氣體溶于水(反應③)。當V(NO2):V(O2)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(＝4:1，恰好完全反應,>4:1，NO2過量，剩余NO,<4:1，O2過量，剩余O2))③NO與O2的混合氣體溶于水(反應④)當V(NO):V(O2)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(＝4:3，恰好完全反應,>4:3，剩余NO,<4:3，剩余O2))提升點二常見大氣污染的類型[例2]在汽車尾氣凈扮裝置里，氣體在催化劑表面吸附與釋放的過程如圖所示。下列說法正確的是()A．NO是該過程的中間產(chǎn)物B．NO和O2必需在催化劑表面才能反應C．汽車尾氣的主要污染成分包括CO2和NOD．汽車尾氣的主要污染物是CO和NO【解析】NO2是該過程的中間產(chǎn)物；NO和O2的反應不須要催化劑；汽車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)圖示回答下列問題。(1)下列氣體簡潔形成酸雨的是________。A．CO2B．SO2C．N2D．NO(2)現(xiàn)有雨水樣品1份，每隔一段時間測定該雨水樣品的pH，所得數(shù)據(jù)如下：測試時間/h01234雨水的pH4.734.634.564.554.55分析數(shù)據(jù)，回答下列問題：①雨水樣品的pH改變的緣由是________________________________________________________________________(用化學方程式表示)。②假如將剛?cè)拥纳鲜鲇晁妥詠硭嗷旌?，pH將變________，緣由是_______________________(用化學方程式表示)。(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雨水和自來水混合，應考慮H2SO3與Cl2(或HClO)的反應：SO2＋2H2O＋Cl2=H2SO4＋2HCl(或H2SO3＋HClO=H2SO4＋HCl)。因此雨水與自來水混合后溶液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,[關鍵實力]常見的大氣污染類型類型形成緣由主要危害溫室效應大氣中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煙霧氮氧化物和碳氫化合物的排放危害人體健康和植物生長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紫外線的損害加劇NO在臭氧空洞形成過程中的作用：NO在破壞臭氧層的過程中可發(fā)生如下反應：NO＋O3→NO2＋O2NO2＋O→NO＋O2總反應方程式為O3＋O=2O2，從整個反應來看NO作催化劑。

1．環(huán)境污染已成為人類社會面臨的重大威逼，各種污染數(shù)不勝數(shù)。下列名詞與環(huán)境污染無關的是()①白色垃圾②潮汐③酸雨④光化學煙霧⑤臭氧空洞⑥可吸入顆粒物⑦赤潮⑧綠色化學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，導致生物死亡。答案：C2．最新的病毒學探討證明，一氧化氮對SARS病毒有干脆抑制作用。下列關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．一氧化氮可由氮氣和氧氣在放電條件下干脆化合得到D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集解析：NO是一種無色難溶于水的氣體，可以用排水法收集。常溫常壓下，NO簡潔與氧氣干脆化合生成NO2。答案：C3．關于二氧化硫和二氧化氮敘述正確的是()A．兩種氣體都是無色有毒的氣體，且都可用水汲取以消退對空氣的污染B．二氧化硫與過量的二氧化氮混合后通入水中能得到兩種常用的強酸C．兩種氣體都具有強氧化性，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，且只生成相應的酸解析：二氧化氮跟水反應，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氧化性，二氧化硫也不具有強氧化性。答案：B4．在標準狀況下，將O2和NO2按14體積比充溢干燥燒瓶，把燒瓶倒置于水中，瓶內(nèi)液體漸漸上升，假設燒瓶內(nèi)溶液不擴散，最終燒瓶內(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