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1、第二单元生产生活中的含氮化合物第二单元生产生活中的含氮化合物专题专题4 4硫、氮和可持续发展硫、氮和可持续发展第一课时氮氧化物的产生及转化新新知知初初探探自自学学导导引引自主学习自主学习一、氮元素的存在及氮气一、氮元素的存在及氮气1氮元素的存在氮元素的存在游离游离化合化合2氮气的物理性质3.氮气的化学性质(很稳定)(填化学方程式)颜色颜色气味气味状态状态水溶性水溶性无无无无气体气体_溶溶于水于水难难想一想想一想1为什么不采用向下排气法收集氮气？为什么不采用向下排气法收集氮气？提提示示：空空气气的的相相对对分分子子质质量量(平平均均)为为29，而而氮氮气气的的相相对对分分子子质质量量为为28，二
2、二者者密密度度相相差差很很小，不便于排气。小，不便于排气。二、氮氧化物及环境问题二、氮氧化物及环境问题1在在常常温温下下，一一氧氧化化氮氮为为_色色_味味_毒毒的的气气体体，_溶溶于于水水，在在空空气气中中很很不不稳稳定定，易易被被空空气气中中的的氧氧气气氧氧化化成成_， 其其 反反 应应 的的 化化 学学 方方 程程 式式 为为_。2 常常 温温 下下 ， 二二 氧氧 化化 氮氮 为为 _色色 有有_性性气气味味的的_毒毒气气体体，_溶溶于水且能与水反应，其反应的化学方程式为于水且能与水反应，其反应的化学方程式为_。无无无无有有微微NO22NOO2=2NO2红棕红棕刺激刺激有有易易3NO2H
3、2O=2HNO3NO3空空气气中中的的NO2不不但但能能形形成成_，在在日日光光照照射射下下，还还能能使使氧氧气气经经过过复复杂杂的的反反应应生生成成臭臭氧氧，该该物物质质再再与与空空气气中中的的一一些些碳碳氢氢化化合合物物发发生生作作用用，产产生生一一种种有有毒毒的的烟烟雾雾，称称为为_。为为了了防防止止氮氮的的氧氧化化物物对对空空气气产产生生污污染染，人人们们提提出出许许多多办办法法和和措措施施。例例如如：_、_、_、_。酸雨酸雨光化光化学烟雾学烟雾使用洁净能源使用洁净能源减少氮氧化物的排放减少氮氧化物的排放为汽车安装尾气转化装置为汽车安装尾气转化装置对生产化肥、对生产化肥、硝酸的工厂排放
4、的废气进行处理硝酸的工厂排放的废气进行处理想一想想一想2为什么说为什么说“雷雨发庄稼雷雨发庄稼”？自主体验1.下列有关氮气的叙述正确的是(双选)()A氮气是一种无毒气体，可用向下排空气法收集B氮气是一种很稳定的气体，通常用作保护气C氮气的性质虽然很稳定，但在一定条件下也能与活泼金属、非金属单质发生反应D氮气在一条件下与氮气在一条件下与O2反应，表现出较强反应，表现出较强的氧化性的氧化性解析：选解析：选BC。A项，氮气不能用向下排空项，氮气不能用向下排空气法收集，气法收集，A项不正确；项不正确；D项，氮气与项，氮气与O2反反应表现出还原性，应表现出还原性，D项不正确。项不正确。2导致下列现象的主
5、要原因与排放导致下列现象的主要原因与排放NO2无无关的是关的是()A酸雨酸雨 B光化学烟雾光化学烟雾C臭氧空洞臭氧空洞 D温室效应温室效应解析：选解析：选D。排放到大气中的。排放到大气中的NO2可与雨水可与雨水反应生成反应生成HNO3，形成酸雨；可以在日光照，形成酸雨；可以在日光照射下，形成光化学烟雾；可以破坏臭氧层。射下，形成光化学烟雾；可以破坏臭氧层。3有两瓶无色气体，一瓶是有两瓶无色气体，一瓶是NO,一瓶是一瓶是H2，如何用最简便的方法将这两瓶气体区分开？如何用最简便的方法将这两瓶气体区分开？解解析析：因因为为NO极极易易与与空空气气中中的的O2反反应应生生成成红红棕棕色色的的NO2气气
6、体体,所所以以打打开开集集气气瓶瓶瓶瓶塞塞,立立即即有有红棕色气体生成的是红棕色气体生成的是NO,无此现象的是无此现象的是H2.答答案案：打打开开其其中中一一集集气气瓶瓶瓶瓶塞塞，若若立立即即有有红红棕色气体逸出棕色气体逸出,该瓶气体是该瓶气体是NO(另一瓶是另一瓶是H2);若若无无明明显显现现象象，该该瓶瓶气气体体是是H2(另另一一瓶瓶是是NO)。要要点点突突破破讲讲练练互互动动探探究究导导引引1 NO和和NO2是是酸酸酐酐吗吗？氮氮的的哪哪些些氧化物属于酸性氧化物？氧化物属于酸性氧化物？提提示示：NO不不能能与与碱碱或或酸酸反反应应，所所以以NO为为不不成成盐盐氧氧化化物物即即不不是是酸酸
7、酐酐。NO2不不是是酸酸性性氧氧化化物物即即不不是是酸酸酐酐。N2O3、N2O5是是酸酸性性氧氧化物。化物。要点要点NO、NO2性性质质比比较较及及溶溶于于水时的有关计算水时的有关计算探究导引探究导引2盛盛有有NO2 的的带带刻刻度度试试管管，倒倒扣扣在在盛盛有有足足量量水水的水槽中，有何现象？的水槽中，有何现象？提提示示：红红棕棕色色消消失失，水水进进入入试试管管，试试管管内内水水面以上的气体为无色。面以上的气体为无色。要点归纳(1)NO、NO2性质比较及氮氧化物对环境的危害和防治NONO2色、态色、态(常温下常温下)无色气体无色气体红棕色气体红棕色气体气味气味无气味无气味刺激性气味刺激性气
8、味毒性毒性有毒有毒有毒有毒重要反应重要反应2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NONONO2氮氧化物氮氧化物对环境的对环境的污染、危污染、危害及防治害及防治措施措施硝酸型酸雨的产生及硝酸型酸雨的产生及危害危害造成光化学烟雾的主要造成光化学烟雾的主要因素因素破坏臭氧层破坏臭氧层措施：使用清洁能源，减少氮氧化措施：使用清洁能源，减少氮氧化物的排放；为汽车安装尾气转化装物的排放；为汽车安装尾气转化装置；处理工厂废气置；处理工厂废气(2)氮氧化物溶于水的计算规律氮氧化物溶于水的计算规律有关反应原理：有关反应原理：2NOO2=2NO2；3NO2H2O=2HNO3NO；32：4NO3O22H2O
9、=4HNO3；2：4NO2O22H2O=4HNO3。不同情况下剩余气体及其体积不同情况下剩余气体及其体积即时应用将5 mL NO和15 mL NO2的混合气体，通入倒置于水槽中的充满水的试管中，最后在试管中能收集的气体体积是()A20 mLB15 mLC10 mL D5 mL题题型型探探究究权权威威预预测测题题型型1 1氮氧化物的性质及危害氮氧化物的性质及危害 汽车尾气(含有烃类、CO、SO2、NO等物质)是城市空气的污染源。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个催化转化器(用铂钯合金作催化剂)，它的特点是使CO与NO反应，例例例例1 1生成可参与大气生态循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧及S
10、O2的转化。(1)写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式_。(2)催化转化器的缺点是在一定程度上提高了空气的酸度，其原因是_。(3)控制城市空气污染源的方法有_。a开发氢能源b使用电动车c植树造林 d戴上呼吸面具【解解析析】(1)题题中中指指出出在在汽汽车车的的排排气气管管上上装装一一个个催催化化转转化化器器，CO与与NO反反应应生生成成了了可可参参与与大大气气生生态态循循环环的的无无毒毒气气体体，这这种种无无毒毒气气体体应应该该是是CO2，应应用用氧氧化化还还原原反反应应的的规规律律进进行分析可知，行分析可知，NO反应后的产物是反应后的产物是N2。(2)题题中中指指出出催催化化转转化化器器促
11、促使使烃烃类类充充分分燃燃烧烧及及SO2的的转转化化，SO2转转化化为为SO3。SO2、SO3对应的酸分别是对应的酸分别是H2SO3和和H2SO4，又因为酸性又因为酸性H2SO3H2SO4，所以在一定程，所以在一定程度上提高了空气的酸度。度上提高了空气的酸度。(3)控控制制城城市市空空气气污污染染的的方方法法关关键键在在于于控控制制污污染染源源，即即不不排排放放或或少少排排放放污污染染物物而而不不是是排排放之后的治理。放之后的治理。【名名师师点点睛睛】这这是是一一道道以以“汽汽车车尾尾气气处处理理”这这一一生生活活常常识识为为背背景景材材料料编编写写的的信信息息题题。在在解解答答时时要要读读懂
12、懂题题意意，明明确确问问题题，善善于于联联想想所所学学知知识识。平平时时还还需需多多关关心心与与化化学学知知识识相相关关联联的生产、生活中的热点问题的生产、生活中的热点问题,做到学以致用做到学以致用.题题型型2 2NO、NO2、O2混混合合溶溶于于水水的计算的计算 将盛有12 mL NO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2 mL无色气体，则原混合气体中O2的体积是(双选)()A1.2 mL B2.4 mLC3.6 mL D4 mL例例例例2 2【答案】【答案】AD热点示例思维拓展热点示例思维拓展氮气密度测定方法的探究氮气密度测定方法的探究【经经典典案案例例】雷雷利利是是英
13、英国国物物理理学学家家和和化化学学家，他曾用以下两种方法测定氮气的密度。家，他曾用以下两种方法测定氮气的密度。方法一：将除去水蒸气和二氧化碳的空气通方法一：将除去水蒸气和二氧化碳的空气通过装有烧红的铜屑的玻璃管，充分反应，将过装有烧红的铜屑的玻璃管，充分反应，将空气中的氧气全部除去，测得氮气的密度为空气中的氧气全部除去，测得氮气的密度为1.2572 g/L。方法二:将氨气通过灼热的装有氧化铜的玻璃管,生成铜、氮气和水蒸气,除去水蒸气及剩余的氨气后，测得氮气的密度为1.2508 g/L。若两次测定的状况相同，请回答：(1)方法一中除去氧气反应的化学方程式_；方法二中发生反应的化学方程式_。(2)
14、方法一中为除去空气中的水蒸气和二氧化碳，可供选择的装置如图所示(不可重复利用)：如果气流流向自左向右，在你选择的装置中，各导管口的连接顺序是(用图中相应的字母A、B、C表示)_。所选择装置中盛放的物质按先后顺序分别为_、_。(3)两两种种方方法法所所测测得得的的氮氮气气密密度度数数值值不不同同，你认为测定较为准确的方法是你认为测定较为准确的方法是(填填“方法方法一一”或或“方法二方法二”)_，理由是，理由是_。 【解解析析】利利用用氨氨气气得得到到的的氮氮气气为为纯纯净净的的氮氮气气。空空气气中中除除了了含含有有N2、O2、CO2、H2O(g)外外，还还有有极极少少量量的的稀稀有有气气体体，利利用用空空气气净净化化后后得得到到的的N2中中仍仍有有稀稀有有气气体体等等，所所以以其密度与纯净的其密度与纯净的N2的密度不同。的密度不同。
