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1、第二单元 生产生活中的含氮化合物,专题4 硫、氮和可持续发展,氮氧化物的产生及转化,血红蛋白中含有氮元素,农作物生长离不开氮元素,含氮化合物作为火箭的燃料,自然界中氮大多以游离态存在于大气中，不能被植物直接吸收。 如何利用氮气为人类服务？科学家苦苦探索了几百年。,20世纪初，德国化学家哈伯首次用氢气和氮气合成了氨，奠定了大规模工业合成化肥的基础。,天才还是魔鬼？,哈伯（F.Haber 18681934）,他因为攻克氨的合 成这一世界难题， 将无数人从饥饿的 死亡线上拯救出来； 他也因发明大量化 学武器并用于战争， 使无数人伤残致死； 他是诺贝尔化学奖 得主受人尊敬，他也 是战争魔鬼遭人唾骂,人
2、工固氮,合成氨工厂,氮的固定,生物固氮,根瘤菌,与大豆、蚕 豆等豆科植 物共生的根 瘤菌中存在 固氮酶，能 在常温常压 下把空气中 的氮气转变 为氨。,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?,猜猜看： 美丽的闪电除了给我们带来的视觉和听觉上的冲击，还带来了什么？,“雷雨发庄稼”,农村俗话-“雷雨发庄稼” 中所涉及的化学原理,友情提示：各营养元素都是以离子的形式被植物所吸收,链接,2N
3、O + O2 = 2NO2,3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO,雷雨发庄稼,庄稼需要的氮元素,三、一氧化氮和二氧化氮,1. NO和NO2的物理性质：,NO：无色、无味、微溶于水的有毒气体。 NO2：红棕色、有剌激性气味的有毒气体， 密度比空气大，易液化，易溶于水。,想一想： 如果将一支充满NO2的试管倒立 于水槽中你会观察到什么现象？,思 考 现给你一试管二氧化氮，将其倒置于水槽中，问试管内会有什么变化？,红棕色气体消失，水位上升， 最后水充满试管的2/3，,3NO2+H2O=2HNO3+NO,1、设计实验，要求尽可能多的使试管内的气体被水吸收。 2、你的设计对工业生产硝酸有什么启
4、示？,再思考,充分利用原料，减少污染物的排放,2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO ,2. NO和NO2的化学性质, NO不与水反应，在常温下易与O2 化合生成NO2 :, NO2难被O2氧化，易与水反应生成HNO3和NO:,2NO + O2 = 2NO2,3NO2 + H2O =2HNO3 + NO,如何鉴别NO2与Br2蒸汽？,氮的其它氧化物：,N2O俗名笑气，是一种麻醉剂； N2O3是亚硝酸（HNO2）的酸酐； N2O4 是无色气体； N2O5是硝酸的酸酐，是一种固体。,四、氮氧化物的危害与防治,氮氧化物对环境的污染,的危害： 形成酸雨（硝酸型酸雨） 形成光化学烟雾
5、 有毒烟雾 破坏臭氧层（形成臭氧空洞） 氮的氧化物、氟氯烃（氟利昂）等。,城市中的光化学烟雾污染,2氮氧化物对环境污染的防治,（1）来源：,（2）防治：,氮氧化物主要来源于化石燃料的燃烧，汽车尾气、工厂废气的排放，其中，汽车尾气是城市大气中氮氧化物的主要来源之一。,开发使用洁净能源； 对工厂排放的废气进行处理 对汽车尾气进行净化处理。,汽车尾气（含碳氢化合物、CO、NO和NO2等）是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管装上催化转化器，使NO或NO2与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体。发生反应的化学方程式：,2CO+2NO = 2CO2+N2,4CO+2NO2 = 4CO2+
6、N2,催化剂,催化剂,问题解决：,一氧化氮(nitric oxide, NO)是人们熟知的无机小分子化合物，是造成空气污染的主要污染源之一。但长期以来对其生理作用却知道不多。近年来发现一氧化氮广泛的分布于生物体内的各组织中，起着重要的生理作用。尤其是人们惊讶的发现血管内皮松弛因子(EDRF)的化学本质极有可能就是仅仅由一个氮原子和一个氧原子组成的一氧化氮时，一氧化氮的重要生物学作用得到了人们的普遍关注。1992年，一氧化氮（Nitric oxide）由于在生命科学中被发现了新的特性（充当第二信使），这古老的化合物被美国的Science杂志评为年度明星分子。目前，对一氧化氮的生物和化学性质的研究
7、已经成为一个非常热门的课题，每年都有超过4000多篇的关于一氧化氮的论文发表。,荣耀一氧化氮,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,如果同时不断地往试管中通入氧气,问:何时试管才能充满水呢?,2NO+O22NO2,3NO2+H2O2HNO3+NO,3NO2+H2O2HNO3+NO,此时发生如下反应:,想想看：,若将NO2和O2同时通入水中的反应是什么？ 若是NO与O2？,2+得：,4NO2 + O2 +2H2O = 4HNO3,同理2+3得：,4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3,三.氮气的化学性质,（稳
8、定，很难与其他物质反应）,1.氮气跟氢气的反应（合成氨）,2.氮气跟氧气的反应,3.氮气跟某些金属的反应,氮氧化物与环境污染的防治,消除污染的主要方法：碱液吸收法 NO+NO2 +2NaOH=2NaNO2 +H2 O 2NO2 +2NaOH=NaNO2 + NaNO3 + H2 O NH3还原法 6NO+4NH3=5N2 +6H2 0,的危害：形成酸雨 形成光化学烟雾 有毒烟雾 破坏臭氧层（形成臭氧空洞） 氮的氧化物、氟氯烃（氟利昂）等。,现学现用,NO只能排水法， NO2只能向上排气法，,混合气通过水洗,若用排空气法收集则得到NO2； 若用排水法收集则得到NO,将NO2和O2混合气体通入水中
9、,4NO2+2H2O+O2=4HNO3,4NO2+2H2O+O2=4HNO3,4NO2+2H2O+O2=4HNO3,3NO2+H2O=2HNO3+NO,O2,NO,无,4NO2+2H2O+O2=4HNO3,NO、NO2和O2溶于水的情况,4NO2+2H2O+O2=4HNO3,V(NO2):V(O2) = 4:1 时，完全反应，无气体剩余,V(NO2):V(O2) 4:1 时，O2过量，剩余气体为O2,V(NO2):V(O2) 4:1 时，NO2过量，,(2)NO2 和 O2 混和气体溶于水的反应,(1) NO2 溶于水的反应,3NO2+H2O2HNO3+NO,剩余气体体积为原来的1/3,若将NO和O2同时通入水中，反应是什么？ 结论又是怎样的?,想一想：,4NO+2H2O+3O2=4HNO3 V(NO):V(O2) = 4:3 时，完全反应，无气体剩余 V(NO):V(O2) 4:3 时，NO过量，剩余气体为NO,
