二氧化氮和一氧化氮详解

丰收在望的田野美丽的闪电在新疆和青海交界处有一狭长山谷，每当牧民和牲畜进入后，风和日丽的晴天顷刻间电闪雷鸣，狂风大作，人畜往往遭雷击倒下。奇怪的是这里的牧草茂盛，四季常青，被当地牧民称为“魔鬼谷”。你能用化学方程式及必要的文字叙述解释“魔鬼谷”牧草茂盛、四季常青的原因吗?•NO是无色、不溶于水、密度比空气略大的气体。•NO2是一种红棕色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气的大，易液化，易溶于水。一氧化氮和二氧化氮一、物理性质二、NO和NO2的生成：在放电或高温下：N2＋O22NO（无色）一氧化氮在常温下：2NO＋O2＝2NO2（红棕色）二氧化氮放电或高温三、NO2与水反应：3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO工业上利用这一原理生产硝酸。现在知道“魔鬼谷”牧草茂盛、四季常青的原因吗?NONO2颜色、状态气味溶解性毒性稳定性收集方法无色气体红棕色气体无味有刺激性气味难溶于水易溶于水且与水反应有毒性有毒性排水法向上排空气法NO和NO2的性质比较：不稳定(易氧化)稳定NO2与水反应：3NO2＋H2O＝2HNO3＋NONO2与水反应会产生NO，那么如何才能使NO2完全转化为HNO3呢？思考：科学探究现给你一试管二氧化氮，其他药品和仪器自选。请你设计实验，要求尽可能多地使NO2被水吸收。实验步骤现象解释（反应式）（1）（2）（3）实验装置图O2阀门科学探究现给你一试管二氧化氮，其他药品和仪器自选。1、请你设计实验，要求尽可能多地NO2被水吸收。实验步骤现象解释（反应式）（1）（2）（3）将充满NO2的试管倒立在水槽红棕色逐渐消失，试管水位上升到2/3处3NO2+H2O=2HNO3+NO打开阀门往试管通入O2无色气体变成红棕色；水位继续上升，红棕色又消失2NO+O2=2NO2继续通入氧气水逐渐充满试管3NO2+H2O=2HNO3+NO在这个过程中要通入多少O2，NO2才能完全转变成HNO3呢？3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO2NO+O2＝2NO24NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3NO2与O2以4︰1的体积比混合，与足量的水反应就可以完全转变成硝酸。①②①×2得：(工业合成硝酸)6NO2＋2H2O＝4HNO3＋2NO③②+③得：你的设计对工业上生产硝酸有什么启示？工业生产硝酸，将尾气（NO）吸收通入适量的氧气后再溶解于水，经过多次循环氧化、溶解，可充分利用原料，并减少NO的排放，保护环境。要通入多少O2，NO能完全转变成HNO3呢？思考与交流：3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO2NO+O2＝2NO2①②NO与O2以4︰3的体积比混合，与足量的水反应就可以完全转变成硝酸。②×3得：6NO+3O2＝6NO2①×2得：6NO2＋2H2O＝4HNO3＋2NO两式相加得：4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3【科学视野】：火箭为什么能飞上天？N2O4作氧化剂为火箭发射提供能量四、氮氧化合物的用途：（2）、制造硝酸、化肥和炸药;（1）、为火箭发射提供能量（3）.明星分子NO1998年诺贝尔奖获得者伊格纳罗发现少量的NO在生物体内许多组织中存在，它有扩张血管、免疫、增强记忆等功能，成为当前生命科学的研究热点，NO亦称为“明星分子”。1998年诺贝尔奖获得者伊格纳罗发现一氧化氮(NO)是人体内保护机体抵抗心血管疾病与其他疾病的信号分子1952年12月5日的伦敦，前所未见的浓雾弥漫全城，市内某些地区的能见度曾经降到零。仅四天时间内死亡了4000多人，在之后的两个月时间内，又有8000人陆续死亡。这就是著名的“1952年伦敦大雾事件”。1948年10月26-31日，美国宾夕法尼亚州多诺拉镇持续雾天，使6000人突然发生眼痛、咽喉痛、流鼻涕、头痛、胸闷等不适，其中20人很快死亡。世界重大环境污染事件树叶森林雕像鱼电线杆左侧图片摄于1908年右侧图片摄于1968年二氧化硫和二氧化氮对大气的污染1、酸雨定义：pH＜5.6的雨水成因：空气中S的氧化物和N的氧化物随雨水降下就成为酸雨(H2SO4、HNO3)。硫的氧化物主要来自含硫化合物的燃烧，氮的氧化物主要来自汽车尾气。SSO2SO3H2SO4（1）硫酸型酸雨：（2）硝酸型酸雨：NOHNO3NO22、酸雨的形成：石油煤含硫矿物燃烧CO2SO2NOx（1）对人体的直接危害，首先是它的刺激性，其次是它会形成硫酸雾和硫酸盐雾,其毒性比SO2大,能浸入人的肺部,引起肺水肿使人致死（2）引起河流、湖泊的水体酸化，严重影响水生动物生长（3）破坏土壤、植被、森林；（4）腐蚀金属、油漆、纺织品及建筑材料等；（5）渗入地下，可引起地下水酸化，酸化后的地下水中有害金属元素的含量会偏高。3、酸雨的主要危害我国的酸雨主要为硫酸雨，其发展速度很快，在23个调查的省、市及自治区中有20个出现过酸雨，有不少地区的酸雨已相当严重且逐年增加，据2001年4月9日南京晨报报导：国家环保总局局长解振华讲我国相当多的城市空气污染程度超标，酸雨区面积为国土面积的30%，全国七大水系中有1/3的河段达不到使用功能要求……我国其它酸雨区：1、珠江三角洲及其北部2、杭州湾（1）调整能源结构，发展清洁能源，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等。（2）加强环境管理，强化环保执法，严格控制二氧化硫的排放量。（3）研究、开发适合我国国情的二氧化硫治理技术和设备：防治酸雨的措施①原煤脱硫技术，可以除去燃煤中大约40%-60%的无机硫。②改进燃烧技术，减少煤燃烧过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。③对煤燃烧后形成的烟气脱硫。目前主要用石灰法，脱硫效果较好，可以除去烟气中85%—90%的二氧化硫，但是成本较高。发生反应的方程式为CaO+SO2=CaSO3；2CaSO3+O2=2CaSO4一般NO2、NO、O2与H2O反应，可归纳成四种情况：（4）NO、NO2、O2三种混合溶于水（1）NO和O2混合溶于水（3）NO和NO2混合溶于水（2）NO2和O2混合溶于水关于NO2、NO、O2混合气体溶于水的计算例1、一支试管中充有20mLNO气体，倒置于水槽中，现向其中通入一定量的O2，试管内最终有4mL气体，则通入O2的体积可能是多少？1、NO和O2的混合气体通入H2O4NO+3O2+2H2O=4HNO3解：若最终余下气体的成份为NO，则与水反应的NO为20-4＝16mL4NO＋3O2＋2H2O＝＝4HNO34316XX=12mL若最终余下气体的成份为O2，则20mLNO均与水反应4NO＋3O2＋2H2O＝＝4HNO34320XX=15mL此时，通入O2的体积为15+4＝19mL∴通入O2的体积可能是12mL或19mL例1、一支试管中充有20mLNO气体，倒置于水槽中，现向其中通入一定量的O2，试管内最终有4mL气体，则通入O2的体积可能是多少？2、NO2和O2的混合气体通入H2O例2、在一支容积为30mL的试管内充满NO2和O2的混合气体，把试管倒置于水中，充分反应后余5mL，则原混合气体中NO2和O2的体积各是多少？关于NO2、NO、O2混合气体溶于水的计算4NO2+O2+2H2O=4HNO3解：设原混合气体中NO2的体积为xmL，O2的体积为ymL则x+y==30若O2过量，则余下5mL气体为O2,则所有的NO2全部参加反应，而参加反应的O2的体积为(y–5)mL4NO2+O2+2H2O==4HNO341xy-5x==4(y-5)解之得，x=20mLy=10mL若NO2过量，则O2全部参加反应，而过量的NO2还会和H2O继续反应，余下的5mL气体为NO，4NO2+O2+2H2O==4HNO3414yy则过量的NO2体积为(x-4y)mL3NO2+H2O==2HNO3+NO31(x-4y)5则x-4y==15解之得，x=27mLy=3mL∴NO2和O2的体积是20mL和10mL或27mL和3mL（3）NO和NO2混合溶于水例3、一定条件下，将等体积的NO和NO2的混合气体置于试管中，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积约为原混合气体总体积的（）A、1/2B、1/3C、2/3D、5/6C3NO2+H2O=2HNO3+NO例4、将充有5mlNO和6mlNO2混合气体的试管倒置于水槽中，通入7mlO2，充分反应后，试管中剩余的气体是什么？体积多少？（4）NO、NO2、O2三种混合溶于水剩余气体为O2NO2耗氧1.5mlNO耗氧3.75ml剩余O2体积为1.75ml4NO+3O2+2H2O=4HNO34NO2+O2+2H2O=4HNO3把9mLNO气体装入试管，倒立于水槽中，逐渐通入O2，当试管中剩余气3mL时，通入O2的体积可能是（）A、9mlB、4.5mlC、3mlD、9.75ml课堂练习BD剩余NO剩余O2