《高中化学 第四章 第三节 氮和氮的氧化物课件 新人教版必修1.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学 第四章 第三节 氮和氮的氧化物课件 新人教版必修1.ppt（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一氧化氮一氧化氮一氧化氮一氧化氮和二氧化氮和二氧化氮和二氧化氮和二氧化氮NO，NO2 土壤土壤O2H2O有句农谚有句农谚“雷雨发庄稼雷雨发庄稼”。你知道其中的道理吗。你知道其中的道理吗？N2O2闪电闪电NONO2HNO3氮肥氮肥固氮作用：将游离态氮（N2）转变为化合态氮的过程+5 2 5 N1、N元素的化合价：元素的化合价：-3，0，+1，+2，+3，+4，+5化合价+1+2+3+4+5化学式N2ONON2O3NO2N2O4N2O5名称笑气一氧化氮一氧化氮三氧化二氮二氧化氮二氧化氮四氧化二氮氧化二氮色态无色气体无色气体无色气体蓝色液体红红棕色气棕色气体体无色气体无色固体2、N的氧化物的氧化物N
2、2的电子式的电子式N2的结构式的结构式一、氮气一、氮气(N2)1 1、物理性质：、物理性质：无色无色、无味无味气体，气体，不不溶于水，密度比空气溶于水，密度比空气略略小小N N2 2 + O+ O2 2 = 2NO= 2NO（无色）（无色）放电/高温保护气、填充灯泡、焊接金属、低温制冷等2 2、化学性质：、化学性质：3 3、用途：、用途：(1)(1)常温下不活泼常温下不活泼(2)(2)高温下：高温下：N N2 2 + 3H+ 3H2 2 2NH 2NH3 3催化剂高温，高压N N2 2 + 3Mg+ 3Mg = Mg= Mg3 3N N2 2点燃 降温、加压降温、加压逐渐升温逐渐升温空气空气-
3、液化空气液化空气-氮气（氧气随后挥发）氮气（氧气随后挥发）（1 1）工业上用空气作原料）工业上用空气作原料 空气空气-混合气体混合气体-氮气氮气碳燃烧碳燃烧碱溶液碱溶液4 4、制法：、制法：加热加热NaNO2+NH4Cl=NH4NO2+NaClNH4NO2=N2+2H2O（2 2）实验室制氮气）实验室制氮气二、二氧化氮和一氧化氮二、二氧化氮和一氧化氮（一）、一氧化氮（一）、一氧化氮（NO）1 1、物理性质：、物理性质：无色无色、无味无味、不不溶于水的溶于水的有毒有毒气体，气体，密度比空气密度比空气略略小小2 2、化学性质：、化学性质：常温下：常温下：2NO + O2 = 2NO2（红棕色红棕色
4、）2、如何鉴别、如何鉴别CO与与NO？1、NO气体的收集方法？气体的收集方法？思考思考: :3、在体积为、在体积为VL的密闭容器中通入的密闭容器中通入a mol NO和和b mol O2，反，反应后容器内应后容器内N原子数和原子数和O原子数之比为（原子数之比为（ ）A.a/b B.a/2b C.a/（a+2b）D.b/aC2 2、化学性质、化学性质3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO （二）、二氧化氮（二）、二氧化氮（NO2）1 1、物理性质、物理性质 红棕色红棕色、有刺激性有刺激性气味气味的的有毒有毒气体，气体，易易溶溶于于水，密度比空气大，易液化（水，密度比空气大，易液化（-20
5、-20）。）。（1）2NO2 N2O4现象：红棕色逐渐消失，试管水位上升现象：红棕色逐渐消失，试管水位上升到到2/3处处（2）与水反应）与水反应思考：思考：将充满将充满NO2的试管倒立在水槽中，的试管倒立在水槽中，求此时溶液的物质的量浓度？求此时溶液的物质的量浓度？练习练习1 1、在、在NONO2 2被水吸收的反应中，发生还原反应和发生氧被水吸收的反应中，发生还原反应和发生氧化反应的物质，其质量比为（化反应的物质，其质量比为（ ）A A3:13:1B.1:3B.1:3C.1:2C.1:2D.2:1D.2:1C2、NO2与与Br2蒸气都是红棕色，能否用淀粉蒸气都是红棕色，能否用淀粉KI试纸或试纸
6、或碱溶液碱溶液鉴别鉴别。如果不能，又该如何鉴别？。如果不能，又该如何鉴别？通入水中，通入水中，NO2发生反应：发生反应：3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO ，溶液呈无色；而溴水为橙色溶液呈无色；而溴水为橙色。 通入通入AgNOAgNO3溶液中，溶液中， Br Br2 2蒸气生成淡黄色沉淀，蒸气生成淡黄色沉淀，NO2无明显现无明显现象象。 通入通入CClCCl4溶液等有机溶剂中，溶液等有机溶剂中， Br Br2 2蒸气易溶于蒸气易溶于CClCCl4 ，且，且CClCCl4溶液呈橙红色，溶液呈橙红色，NO2无明显现象无明显现象。 实验步骤实验步骤现象现象解释解释（1）（2）（3）将一支
7、充满将一支充满NO2的试管倒置于盛的试管倒置于盛有水的水槽中有水的水槽中红棕色气体逐渐消失，红棕色气体逐渐消失，水位上升，最后水充水位上升，最后水充满整个试管的满整个试管的233NO2+H2O = 2HNO3+NO NO2：红棕色气体：红棕色气体NO：无色气体：无色气体将将O2慢慢地通入慢慢地通入步骤（步骤（1）的试）的试管中管中无色气体变成红棕色无色气体变成红棕色气体，又变为无色气气体，又变为无色气体，但气体体积逐渐体，但气体体积逐渐缩小，液面不断上升缩小，液面不断上升2NO + O2 = 2NO2 3NO2+H2O = 2HNO3+NO 科学探究科学探究设计实验设计实验，要求尽可能多地，要
8、求尽可能多地NO2被水吸收被水吸收继续通入继续通入O2水充满整个试管水充满整个试管（1）NO和和O2混合溶于水混合溶于水（2）NO2和和O2混合溶于水混合溶于水三、关于三、关于NONO2 2、NONO、O O2 2混合气体溶于水的计算混合气体溶于水的计算（3）NO、NO2和和O2混合溶于水混合溶于水V(NO) :V(O2) =4:34:3恰好完全反应，无气体剩余恰好完全反应，无气体剩余NO过量，剩余气体为过量，剩余气体为NOO2过量，剩余气体为过量，剩余气体为O23NO2 + H2O = 2HNO3 + NO2NO + O2 = 2NO232+）4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3
9、 （1）NO和和O2混合溶于水混合溶于水（1）若最终余下气体的成份为）若最终余下气体的成份为O2，则，则20mLNO均完全反应均完全反应 4NO3O22H2O4HNO3 4 3 20 x x=15mL 此时，通入此时，通入O2的体积为的体积为15+419mL（2）若最终余下气体的成分为若最终余下气体的成分为NO，则与水反应的，则与水反应的NO为：为：20-416mL 4NO3O22H2O4HNO3 4 3 16 x x=12 mL 综上（综上（1）（）（2），通入），通入O2的体积可能是的体积可能是12 mL 或或19 mL 例例1、一支试管中充有、一支试管中充有20mLNO气体，倒置于水槽中
10、，气体，倒置于水槽中，现向其中通入一定量的现向其中通入一定量的O2，试管内最终有，试管内最终有4mL气体，气体，则通入则通入O2的体积可能是多少？的体积可能是多少？V(NO2) :V(O2) =4:14:1恰好完全反应，无气体剩余恰好完全反应，无气体剩余NO2过量，剩余气体为过量，剩余气体为NOO2过量，剩余气体为过量，剩余气体为O23NO2 + H2O = 2HNO3 + NO2NO + O2 = 2NO224NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3 +）3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO（2）NO2和和O2混合溶于水混合溶于水注意：注意：氮的氧化物与氮的氧化物与O2混合通
11、入水中，剩余气体混合通入水中，剩余气体只可只可能是能是NO或或O2，不可能是不可能是NO2。例例1：（1）将）将40mLNO2和和_mLO2混合，与水反混合，与水反应应无气体剩余。无气体剩余。（2）将）将40mLNO2与与15mLO2混合，与水反混合，与水反应应后剩余后剩余的气体的气体为为_； 气体体气体体积为积为_mL;（3）将）将40mLNO2与与5mLO2混合，与水反混合，与水反应应后剩余后剩余的气体的气体为为_；气体体；气体体积为积为_mL;10520/3O2NO解：设原混合气体中解：设原混合气体中NO2的体积为的体积为 x mL ，O2的体积的体积为为 y mL。（1）若）若O2过量
12、，则过量，则NO2全部参加反应，剩下的全部参加反应，剩下的5 mL 气体为气体为O2 ,则参加反应的则参加反应的O2的体积为的体积为(y 5)mL。x：(y-5) =4：1x + y = 30 例例2、在一支容积为、在一支容积为30mL的试管内充满的试管内充满NO2 和和O2的的混合气体，把试管倒置于水中，充分反应后余混合气体，把试管倒置于水中，充分反应后余5mL，则原混合气体中，则原混合气体中NO2 和和O2的体积各是多少？的体积各是多少？x = 20 mLy = 10 mL 得得4 NO2 + O2 +2H2O = 4HNO3 4 1 x y-5 （2）法法1：若若NO2过量，则过量，则O
13、2全部参加反应，而过量的全部参加反应，而过量的NO2还会和还会和H2O继续反应，继续反应，剩剩下的下的5 mL气体为气体为NO。 (x-4y) ： 5 =3：1x + y = 30 x = 27 mLy = 3 mL 得得综上，NO2和O2的体积是20 mL和10 mL 或27 mL和3 mL 4 NO2 + O2 +2H2O = 4HNO3 4 14y y则过量的则过量的NO2体积为体积为 (x-4y) mL，继续与，继续与H2O反应反应 3NO2 + H2O =2HNO3 + NO 3 1 x-4y 5mL （2）法法2：若若NO2过量，则过量，则O2全部参加反应，全部参加反应，剩剩下的下
14、的5 mL气体为气体为NO。(先将先将NO2转化为转化为NO，然后在进，然后在进行计算行计算) (x/3-5) ： y =4：3x + y = 30 x = 27 mLy = 3 mL 得得综上，NO2和O2的体积是20 mL和10 mL 或27 mL和3 mL 4 NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 4 3 (x/3-5) y mL 3NO2 + H2O =2HNO3 + NO 3 1 x mL x/3 mL （3）NO、NO2和和O2混合溶于水混合溶于水例例1、将充有、将充有5mlNO和和6 mlNO2混合气体的试管倒置混合气体的试管倒置于水槽中，通入于水槽中，通入7mlO2，
15、充分反应后，试管中剩余，充分反应后，试管中剩余的气体是什么？体积多少？的气体是什么？体积多少？剩余剩余O2体积为体积为1.75mL4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO一律先将一律先将一律先将一律先将NONO2 2与水反应转化为与水反应转化为与水反应转化为与水反应转化为NONO，然后再计算，然后再计算，然后再计算，然后再计算变式变式若通入的若通入的O2体积为体积为3mL，结果又如何？，结果又如何？例例例例2 2、将、将、将、将40mLNO40mLNO和和和和NONO2 2的混合气体与的混合气体与的混合气体与的混合气体与20mLO20mL
16、O2 2同时通同时通同时通同时通入装满水倒立于水槽中的量筒中，发现有入装满水倒立于水槽中的量筒中，发现有入装满水倒立于水槽中的量筒中，发现有入装满水倒立于水槽中的量筒中，发现有5mL5mL气体剩气体剩气体剩气体剩余，问原余，问原余，问原余，问原NONO和和和和NONO2 2混合气体的体积组成是什么？混合气体的体积组成是什么？混合气体的体积组成是什么？混合气体的体积组成是什么？解：设原有解：设原有解：设原有解：设原有NONO体积为体积为体积为体积为 x mLx mL，NONO2 2的体积为的体积为的体积为的体积为 y mLy mL。3NO3NO2 2+H+H2 2O = 2HNOO = 2HNO
17、3 3+NO+NO3 13 1y y y/3y/3 4NO + 3O4NO + 3O2 2 + 2H+ 2H2 2O = 4HNOO = 4HNO3 3 4 3 4 3x+y/3 (20-5)x+y/3 (20-5) (x+y/3) ： 15 =4：3x + y = 40 x = 10 mLy = 30 mL 得得先将先将先将先将NONO2 2与水反与水反与水反与水反应转化为应转化为应转化为应转化为NONO(1)(1)若剩余气体为若剩余气体为若剩余气体为若剩余气体为OO2 2，则，则，则，则NONO完全反应，参加反应的完全反应，参加反应的完全反应，参加反应的完全反应，参加反应的OO2 2为为为
18、为20-5=15mL20-5=15mL(2)(2)若剩余气体为若剩余气体为若剩余气体为若剩余气体为NONO，则参加反应的，则参加反应的，则参加反应的，则参加反应的NONO为为为为x+y/3-5x+y/3-5，OO2 2为为为为20mL20mL。4NO + 3O4NO + 3O2 2 + 2H+ 2H2 2O = 4HNOO = 4HNO3 3 4 3 4 3 20mL 20mLx+y/3-5x+y/3-5综上，NO和NO2的体积是10 mL和30 mL 或12.5 mL和27.5 mL (x+y/3-5) ： 20 =4：3x + y = 40 x = 12.5 mLy = 27.5 mL 得
19、得(2)(2)若剩余气体为若剩余气体为若剩余气体为若剩余气体为NONO，无，无，无，无OO2 2、NONO2 2剩余剩余剩余剩余; ;3NO3NO2 2 + H+ H2 2O = 2HNOO = 2HNO3 3 + NO+ NO 3 1 3 1 x xx/3x/34NO + 3O4NO + 3O2 2 + 2H+ 2H2 2O = 4HNOO = 4HNO3 3 4 3 4 3 20mL 20mLx/3+y-5x/3+y-5一律先将一律先将一律先将一律先将NONO2 2与水反应转化为与水反应转化为与水反应转化为与水反应转化为NONO，然后再计算，然后再计算，然后再计算，然后再计算综上，NO2和
20、O2的体积是30 mL和10 mL 或27.5 mL和12.5 mL (y+x/3-5) ： 20 =4：3x + y = 40 x = 27.5 mLy = 12.5 mL 得得（1）若）若N：O=2:5；恰好完全反应；恰好完全反应（2）若）若N：O2:5；有；有NO剩余剩余关于关于NO2、NO、O2混合气体溶于水的混合气体溶于水的计计算算1标况下标况下,将体积比为将体积比为1 4的的O2与与NO2充满一个干燥烧瓶充满一个干燥烧瓶,将烧将烧瓶倒置于水中瓶倒置于水中,瓶内液面上升。假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内液面上升。假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶液的物质的量浓度为（瓶内溶液的物质的量
21、浓度为（ ） （单位均为（单位均为mol/L）A1/22.4 B1/28C 4/5 D 1/42B3标况下，将标况下，将NO2、NO、O2混合后充满一个干燥烧瓶，倒置混合后充满一个干燥烧瓶，倒置于水中，无气体剩余，假设烧瓶内溶液不扩散，最终所得溶液于水中，无气体剩余，假设烧瓶内溶液不扩散，最终所得溶液物质的量浓度的数值范围是（物质的量浓度的数值范围是（ ）（单位均为）（单位均为mol/L）A0c1/22.4 B1/39.2c1/22.4C1/39.2c1/28 D1/28c1/22.4C2标况下标况下,将体积比为将体积比为3 4 的的O2与与NO充满一个干燥烧瓶充满一个干燥烧瓶,将烧瓶将烧瓶倒
22、置于水中倒置于水中,瓶内液面上升瓶内液面上升,假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶液的物质的量浓度为溶液的物质的量浓度为( ) （单位均为（单位均为mol/L）A1/22.4 B1/28C4/7 D1/39.2D名称名称一氧化氮一氧化氮二氧化氮二氧化氮化学式化学式物理性质物理性质收集方法收集方法相互转化相互转化与水反应与水反应化化学学性性质质与与O2反应反应其它性质其它性质NONO2无色无色不溶于水的不溶于水的有毒有毒气体气体红棕色红棕色易溶于水的易溶于水的有毒有毒气体气体不反应不反应3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO2NO + O2 = 2NO2 不
23、反应不反应2NO2N2O4只能用排水法只能用排水法只能用排空气法只能用排空气法NO2H2OO2NO1 1、来源：、来源：（1 1）煤、石油等化石燃料的燃烧）煤、石油等化石燃料的燃烧（2 2）汽车尾气（）汽车尾气（COCO、N Nx xO Oy y）（3 3）工厂废气的排放）工厂废气的排放四、氮的氧化物对环境的污染与防治四、氮的氧化物对环境的污染与防治NO2O2O3O3CxHy有毒烟有毒烟雾雾氮的氧化物、氟氯烃（氮的氧化物、氟氯烃（氟利昂氟利昂）等。）等。2 2、危害、危害（1 1）酸雨）酸雨（2 2）光化学烟雾）光化学烟雾（浅蓝色有刺激性的烟雾污染）（3 3）破坏臭氧层）破坏臭氧层2O3=3O
24、2NO臭氧空洞光化学烟雾开发使用洁净能源；开发使用洁净能源；3 3、防治、防治对工厂排放的废气进行处理对工厂排放的废气进行处理对汽车尾气进行净化处理。对汽车尾气进行净化处理。碱液吸收法碱液吸收法碱液吸收法碱液吸收法 NO+NONO+NO2 2 +2NaOH= +2NaOH=2NaNO2NaNO2 2 +H +H2 2 O O 2NO 2NO2 2 +2NaOH= +2NaOH=NaNONaNO2 2 + NaNO + NaNO3 3 + H+ H2 2 O O2CO+NO = 2CO2+N24CO+2NO2 = 4CO2+N2催化剂催化剂催化剂催化剂催化转换器催化转换器催化转换器催化转换器中学
25、阶段涉及的环境问题中学阶段涉及的环境问题酸雨：酸雨：SO2和氮氧化物和氮氧化物光化学烟雾光化学烟雾：主要是氮氧化物和碳氢化合物主要是氮氧化物和碳氢化合物臭氧空洞臭氧空洞：氮的氧化物、氟氯烃（氟利昂）等氮的氧化物、氟氯烃（氟利昂）等温室效应温室效应：CO2 白色污染：白色污染：聚乙烯塑料的大量使用，随意丢弃聚乙烯塑料的大量使用，随意丢弃赤潮：赤潮：含磷洗衣粉的使用，使藻类过度繁殖含磷洗衣粉的使用，使藻类过度繁殖硫化氢的毒性：天然气矿发生井喷以及工业废气硫化氢的毒性：天然气矿发生井喷以及工业废气常见气体的物理性质小结：（1）常温常压下有刺激性气味的气体（2）易液化的气体(可作制冷剂)（3）常温常压下，1体积水中气体的溶解性(4)与水反应气体F2、Cl2、HF、HCl、NH3、NO2、O3、SO2、H2SCl2、SO2、NO2、NH3极易溶：NH3(1:700)、HCl(1:500) 易溶： SO2(1:40)能溶：H2S(1:2.6)、Cl2(1:2)、CO2(1:1) 难溶：H2、O2、N2、CO、NO、CH4易: F2、NO2 能: CO2 、Cl2、SO2、NH3
