第三节氮和氮的氧化物

第二课时N2NONO2氮元素是一切动植物的生长都需要的营养元素。大气中含有大量的氮气，但是不能被多数生物直接吸收，多数生物只能吸收含氮元素的化合物。一、氮的存在1.氮的固定游离态的氮工业合成氨一、N2、NO和NO21．氮气通常状况下，N2性质稳定，与O2不发生反应，但在或高温条件下，两者可直接化合，化学方程式为。放电N2＋O2==========高温或放电2NO2．氮的常见氧化物(1)物理性质：颜色气味毒性密度溶解性NO有毒与空气接近溶于水NO2有毒比空气与水发生反应无色红棕色大不刺激性气味无味(2)化学性质：①NO常温下与O2反应，化学方程式为。②NO2与水反应的化学方程式为。2NO＋O2=2NO23NO2＋H2O=2HNO3＋NO二氧化氮溶于水时生成硝酸和一氧化氮——工业上制硝酸的原理。•NO2中有2/3的氮元素化合价升高，被氧化；有1/3的氮元素化合价降低，被还原。•NO2既是氧化剂又是还原剂。•氧化剂与还原剂物质的量之比为1：23NO2+H2O=2HNO3+NO+4+5+2想想看：若将NO2和O2同时通入水中的反应是什么？NO与O2同时通入水中呢？①3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO+O2=2NO2②①×2+②得：4NO2+O2+2H2O=4HNO3同理①×2+②×3得：4NO+3O2+2H2O=4HNO31实验步骤现象解释(可用化学方程式表示)(1)(2)(3)将充满NO2的试管倒立于水槽红棕色气体逐渐消失，水充满整个试管的2/3，无色气体充满试管的1/3(上部)3NO2+H2O=2HNO3+NO2H2O22H2O+O2↑MnO2制取少量氧气慢慢通入O2或无色气体变为红棕色气体，又变为无色气体，液面不断上升2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO2KClO32KCl+3O2↑MnO2△科学探究现给你一试管二氧化氮，其他药品和仪器自选。1、设计实验尽可能多的使二氧化氮被水吸收。思考：在新疆与青海交界处有一山谷，人称“魔鬼谷”。经常电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击毙。然而谷内却是牧草茂盛，四季常青。这是为什么？N2+O2=2NO2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO雷雨发庄稼NON2NO2HNO3O2O2H2O氮肥土壤氮的几种重要氧化物氧化物化合价N2ONON2O3NO2N2O4N2O5+1+2+3+4+4+5----亚硝酸（HNO2）酸酐硝酸（HNO3）酸酐------------酸酐？结论：N2O3是亚硝酸（HNO2）的酸酐，HNO2是弱酸。N2O5是硝酸（HNO3）的酸酐俗名笑气，是一种麻醉剂NONO2色态毒性与水反应与O2反应与水、O2其它反应制法收集尾气处理无色气体红棕色气体有毒有毒3NO2+H2O=2HNO3+NO不反应不反应4NO+3O2+2H2O=4HNO34NO2+O2+2H2O=4HNO33Cu+8HNO3(稀)=３Cu(NO3)2+２NO↑+４H2OCu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+２H2O排水集气法向上排空气法NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O2NO+O2=2NO22NO2N2O4（无色气体）Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2ONO的实验室制法NO的工业制法NO2的实验室制法NO2的工业制法3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O4NH3+5O2=4NO+6H2O催化剂：铂丝△2NO+O2=2NO2催化剂请阅读P92[科学视野]火箭为什么能飞上天火箭使用偏二甲肼（C2H8N2）作燃料，四氧化氮(N2O4)为氧化剂,燃料反应放出的巨大能量，把火箭送入太空。反应方程式：C2H8N2+2N2O4=2CO2↑+3N2↑+4H2O↑大气污染：当大气中某些有害有毒物质的含量超过正常值或大气的自净能力。三、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染1、二氧化硫和二氧化氮是主要的大气污染物。它们能直接危害人体健康，引起呼吸道疾病，严重时全使人死亡。2、污染物的来源：酸雨形成的主要原因（1）SO2主要来自于化石燃料（如煤与石油）的燃烧、含硫金属的冶炼以及制造硫酸、磷肥等产生的废气。（2）NO2主要来自于汽车尾气。工厂排放的废气烧毁炮竹汽车尾气3．酸雨(1)概念：的降水称为酸雨，主要是大气中的和溶于水造成的。(2)形成原理：①硫酸型酸雨的生成：SO2＋H2OH2SO3；2H2SO3＋O2=2H2SO4。②硝酸型酸雨的生成：。pH5.6SO2NO23NO2＋H2O=2HNO3＋NO(3)危害：①直接破坏农作物、森林、草原，使土壤、湖泊酸化。②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。酸雨危害，植物死亡酸雨的危害酸湖形成，鱼虾难存土壤酸化，作物减产酸雨一下,生物亦死死物亦死酸雨——“天堂的眼泪”酸雨酸雨————““天堂的眼泪天堂的眼泪””酸雨的危害酸雨的危害酸雨的危害很大，能直接破坏农作物、森林、草原，使土壤、湖泊酸化,还会加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀、文物面目皆非...1、调整能源结构，发展清洁能源。2、优化能源质量，提高能源利用率，减少燃煤产生的二氧化硫和氮氧化物。3、加强环境管理，强化环保执法，提高汽车尾气排放标准，严格控制二氧化硫的排放量。4、研究、开发适合我国国情的二氧化硫治理技术和设备：（1）原煤脱硫技术（2）改进燃烧技术（3）对煤燃烧后形成的烟气脱硫具体措施：如何控制酸雨的形成呢？实践活动：分析空气污染的成因在人们的日常生活中、生产及各种活动中，有许多做法会对空气造成污染，请每位同学发现、分析、做出判断，然后讨论交流：有哪些做法会对空气造成污染？有什么控制污染的方法？•1、工厂排出的废气•2、工厂、家庭燃烧含硫的燃料•3、焚烧农作物的秸杆，森林火灾中的浓烟•4、焚烧生活垃圾、废旧塑料、工业废弃物产生的烟气•5、吸烟•6、做饭时厨房里的烟气•7、垃圾腐烂释放的有害气体•8、居室装修气体•9、用涂改液•10、农业生产中使用的有毒农药•11、工厂有毒气体的泄漏•12、风沙、扬尘•13、电视机、复印机、打印机、手机等电器产生的有害气体防治措施:保持室内清洁通风对电器辐射采取防护措施,并保持距离厨房要有通风换气设施宠物要经常洗浴,养成良好的排便习惯,并注意及时清除.女性朋友要慎用化妆品和日常化学用品建议男士少抽烟或不抽烟拓展·延伸中学阶段涉及的环境问题主要有哪些？其危害是什么？1．酸雨——形成原因主要是SO2和氮氧化物；能使土壤酸化，腐蚀建筑物等。2．光化学烟雾——主要是氮氧化物、碳氢化合物造成的；危害人体健康，影响植物生长。3．臭氧空洞——主要是氮氧化物、氟氯代烃等的排放引起的；使地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧。4．温室效应——主要是由于大气中的CO2含量的不断增加造成的；会使全球气候变暖。5．白色污染——形成原因是聚乙烯塑料的大量使用，随意丢弃；会破坏土壤结构和生态环境。6．赤潮——形成原因是含磷洗衣粉的大量使用及其废水的任意排放；会使藻类过度繁殖，鱼类死亡，水质恶化。7．硫化氢的毒性——硫化氢是一种无色有臭鸡蛋气味的气体，有剧毒，是一种大气污染物。天然气矿发生井喷时喷出的气体中以及某些工业的废气中含有硫化氢。小结：当我们向自然界索取，创造文化与富裕的同时，不能以牺牲自身生存的环境为代价，也不能以危害后代为代价！保护环境，从小做起，从我做起，从身边做起。要点一氮的氧化物溶于水的计算1．相关化学方程式①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO②2NO＋O2===2NO2⇒总反应式：③4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3④4NO＋3O2＋2H2O===4HNO32．氮的氧化物溶于水的可能情况序号气体反应剩余气体ⅠNO2①NOⅡNO2＋NO①NOⅢNO2＋O2VNO2VO2＝4∶1③无VNO2VO24∶1③O2VNO2VO24∶1先③后①NOⅣNO＋O2VNOVO2＝4∶3④无VNOVO24∶3④NOVNOVO24∶3④O2[温馨提示](1)氮的氧化物或氮的氧化物与O2的混合气体溶于水时，剩余的气体可能是O2，也可能是NO，但不可能是NO2，因为NO2会与水反应又生成NO。(2)对于连续发生的化学反应，可用化学方程式叠加的反应而得到复合反应，解决问题更简便。1．同温同压下，在三支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体，它们是①NO和NO2；②NO2和O2；③NH3和N2。现将三支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列关系正确的是()A．V1V2V3B．V1V3V2C．V2V3V1D．V3V1V2答案：B解析：有关反应为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO,4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。各取每种气体4体积，则剩余气体①中为4＋43，②中为3；③中为4。NO2或（NO2、NO、O2）混合气体溶于水的计算1.NO2被水吸收时计算原理：剩余气体为NO,3NO2+H2O=2HNO3+NOV(NO)=V(NO2)31故有：V(NO2)∶V(O2)2．NO2与O2的混合气体溶于水时计算原理：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO①2NO＋O2=2NO2②①×2＋②得4NO2＋O2＋2H2O=4HNO33．NO与O2的混合气体溶于水时计算原理：2NO＋O2=2NO2①3NO2＋H2O=2HNO3＋NO②①×3＋②×2得4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3故有：V(NO)∶V(O2)＞4∶3时，剩余NO，V(剩余)＝V(NO)－4V(O2)/3＝4∶3时，恰好完全反应，V(剩余)＝0＜4∶3时，剩余O2，V(剩余)＝V(O2)－3V(NO)/44.NO、NO2、O2与水反应计算2NO＋O2=2NO2①3NO2＋H2O=2HNO3＋NO②①＋②得NO+NO2+O2+H2O=2HNO32、通常情况下，下列各组气体不能共存的是（）A.N2和O2B.H2和Cl2C.H2和O2D.NO和O2D3、下列气体溶于水，没有发生氧化还原反应的是（）A.SO2B.CO2C.NO2D.Cl2AB1.某试管内盛有NO2气体12体积，把它倒立于盛水的水槽中，剩余____气体，试管内的气体为_____体积；试管内的溶液为____溶液。如要使试管内充满水，则应通入02___体积。4NOHNO33针对练习2.将20mL充满NO2和O2的混合气体的试管倒立于盛水的水槽中，充分反应后，剩余气体5mL，求原混合气体的中NO2和O2的体积。2.将NO和NO2的混合气体10mL通入水中，充分反应后，反应后逸出6mL，试求原混合气体的中NO和NO2的体积之比。2：31.在标准状况下，用排水法收集一试管NO气体，然后慢慢地向试管中通入纯净的O2，当试管恰好充满水时停止通气，试计算所得溶液溶质的物质的量浓度。1/22.41.将20mL充满NO和NO2的混合气体的试管倒立于盛水的水槽中，充分反应后，剩余气体10mL，求原混合气体的中NO和NO2的体积。2.一定条件下，将等体积的NO和O2混合于一试管中，然后将试管倒立于盛水的水槽中，充分反应后，剩余气体的体积约占原气体总体积的（）A.1/4B.3/4C.1/8D.3/8NO5mLNO215mLC补充练习