氮及其重要化合物氮及其重要化合物 1．氮气．氮气(1)物理性质物理性质 氮气是一种无色、无味的气体，密度比空气略氮气是一种无色、无味的气体，密度比空气略小，小， 难溶于水，难液化难溶于水，难液化 (2)化学性质化学性质通常情况下，氮气化学性质很不活泼通常情况下，氮气化学性质很不活泼1）还原性：）还原性：（（2）氧化性：）氧化性：N2还能与还能与H2和活泼金属反应：和活泼金属反应： 氮的固定氮的固定：将游离态的氮转化为化合态的过程将游离态的氮转化为化合态的过程 N2的性质为什么不活泼？的性质为什么不活泼？氮原子的原子结构示意图为氮原子的原子结构示意图为 ，最外层有，最外层有5个个电子，电子，N2中两个氮原子以三对共用电子对结合，形中两个氮原子以三对共用电子对结合，形成成N≡N键结构，很稳定，故其性质不活泼键结构，很稳定，故其性质不活泼 (3)用途：用途：除了工业上用除了工业上用N2合成氨合成氨外，人们还利用外，人们还利用N2的不活泼的不活泼性做性做保护性气体保护性气体，如，如填充灯泡和特殊要求的车辆轮填充灯泡和特殊要求的车辆轮胎、食品防腐、焊接防氧胎、食品防腐、焊接防氧等，还可用于塑料橡胶中等，还可用于塑料橡胶中的的发泡剂发泡剂，而，而N2和和O2、、He的混合气可以模拟空气用的混合气可以模拟空气用于深海潜水作业。
于深海潜水作业超导材料超导材料在液氮的低温环境下显在液氮的低温环境下显示超导性能，示超导性能，液氮还作为深度冷冻剂液氮还作为深度冷冻剂广泛用于各种广泛用于各种科学研究科学研究 2．一氧化氮和二氧化氮．一氧化氮和二氧化氮物质物质颜色颜色状态状态气味气味密度密度溶解性溶解性 毒性毒性NO无色无色气体气体无味无味与空气接与空气接近近不溶于不溶于水水有毒有毒NO2红棕红棕色色气体气体刺激刺激性性比空气大比空气大易溶于易溶于水水有毒有毒(1)物理性质物理性质思考：思考：NO2和溴蒸气都是刺激性气味的红棕色气体，和溴蒸气都是刺激性气味的红棕色气体，如何才能鉴别呢？如何才能鉴别呢？ ①①NO易与易与O2反应，不溶于水也不与水反应，因反应，不溶于水也不与水反应，因此实验室中此实验室中收集收集NO用排水法用排水法而不能用排空气法而不能用排空气法 ②②NO使人中毒的机理与使人中毒的机理与CO相同 ③③NO2易与水反应，难被易与水反应，难被O2氧化，因此实验室中氧化，因此实验室中收集收集NO2气体用向上排空气法气体用向上排空气法而不能用排水法而不能用排水法 (2)化学性质化学性质①①NO在常温下易与空气中的氧气结合：在常温下易与空气中的氧气结合：②②NO2溶于水时生成溶于水时生成HNO3和和NO：： 第一种方法：用第一种方法：用水溶解水溶解，观察溶液的颜色，溶液为无，观察溶液的颜色，溶液为无色的气体为色的气体为NO2，溶液为橙色的气体为溴蒸气；，溶液为橙色的气体为溴蒸气；第二种方法：将两种气体分别通入第二种方法：将两种气体分别通入AgNO3溶液溶液，有淡，有淡黄色沉淀生成的为溴蒸气，无现象的黄色沉淀生成的为溴蒸气，无现象的NO2。
第三种方法：将第三种方法：将四氯化碳四氯化碳分别加入两种气体中，得到分别加入两种气体中，得到红色溶液的是溴蒸气红色溶液的是溴蒸气思考：思考：NO2和溴蒸气都是刺激性气味的红棕色气体，和溴蒸气都是刺激性气味的红棕色气体，如何才能鉴别呢？如何才能鉴别呢？ 思考：雷雨过后庄稼总是更加旺盛，俗称思考：雷雨过后庄稼总是更加旺盛，俗称“雷雨发雷雨发庄稼庄稼”请用所学的化学知识解释原因请用所学的化学知识解释原因空气中的氮气和氧气在放电下生成一氧化氮，一空气中的氮气和氧气在放电下生成一氧化氮，一氧化氮再和氧气反应，生成二氧化氮，二氧化氮氧化氮再和氧气反应，生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，硝酸与土壤中矿物作用形成和水反应生成硝酸，硝酸与土壤中矿物作用形成可溶性硝酸盐成为氮肥被植物吸收可溶性硝酸盐成为氮肥被植物吸收 3．．模拟工业生产硝酸的实验模拟工业生产硝酸的实验(1)生成硝酸的原理模拟生成硝酸的原理模拟实验装置图实验装置图实验步骤实验步骤现象现象(1)将盛有将盛有NO2的试管倒的试管倒置在水中置在水中①①水进入试管，液面逐水进入试管，液面逐渐升高；渐升高；②②红棕色气体红棕色气体逐渐变为无色；逐渐变为无色；③③试管内液面上升至试试管内液面上升至试管容积的管容积的2/3处处原因：原因：3NO2＋＋H2O===2HNO3＋＋NO 实验装置图实验装置图实验步骤实验步骤现象现象(2)向试管中向试管中通入少量通入少量O2①①无色气体变为红棕无色气体变为红棕色后又变为无色；色后又变为无色；②②试管内液面上升试管内液面上升2NO＋＋O2===2NO23NO2＋＋H2O===2HNO3＋＋NO 实验装置图实验装置图实验步骤实验步骤现象现象(3)持续通持续通入少量入少量O2，，直至试管内直至试管内充满水充满水①①无色气体变为红棕色；无色气体变为红棕色；②②液面逐渐上升，气体液面逐渐上升，气体体积逐渐缩小，最终试体积逐渐缩小，最终试管内充满水管内充满水总反反应：：4NO2＋＋2H2O＋＋O2===4HNO33NO2＋＋H2O===2HNO3＋＋NO2NO＋＋O2===2NO23NO2＋＋H2O===2HNO3＋＋NO 4．氮的氧化物溶于水的计算．氮的氧化物溶于水的计算(1)氮的氧化物溶于水的计算大致有三种类型：氮的氧化物溶于水的计算大致有三种类型：可利用气体体积变化值进行计算。
可利用气体体积变化值进行计算①①NO和和NO2的混合气体溶于水时，的混合气体溶于水时， ②②NO2和和O2的混合气体溶于水时的混合气体溶于水时 ③③NO和和O2同时通入水中时同时通入水中时 规律规律：：4NO2＋＋O2和和4NO＋＋3O2从组成上均相当于从组成上均相当于2N2O5组成，即总反应式都与组成，即总反应式都与N2O5＋＋H2O===2HNO3等效，可利用混合气体中的等效，可利用混合气体中的N、、O原子个数比进行分原子个数比进行分析判断：析判断： 例：将例：将10 mL充满充满NO2和和O2的混合气体的试管倒置在的混合气体的试管倒置在水槽中，反应停止后试管内剩余水槽中，反应停止后试管内剩余2 mL的无色气体，的无色气体，求原混合气中求原混合气中NO2和和O2各多少毫升各多少毫升 SO2和和NO2对大气的污染对大气的污染1．空气中二氧化硫和二氧化氮污染物的来源．空气中二氧化硫和二氧化氮污染物的来源①①煤、石油和某些金属矿物中含硫或硫的化合物，煤、石油和某些金属矿物中含硫或硫的化合物，因此燃烧或冶炼时，往往会产生二氧化硫因此燃烧或冶炼时，往往会产生二氧化硫②②在燃料燃烧产生的高温条件下，空气中的在燃料燃烧产生的高温条件下，空气中的N2往往往也参与反应，生成往也参与反应，生成NO，在空气中，在空气中NO又迅速被氧化又迅速被氧化为为NO2。
③③汽车排放的尾气中也含有汽车排放的尾气中也含有NO，在空气中也转，在空气中也转化为化为NO2 2、二氧化硫和二氧化氮的危害、二氧化硫和二氧化氮的危害二氧化硫和二氧化氮都是有刺激性气味、有毒的二氧化硫和二氧化氮都是有刺激性气味、有毒的气体，其危害性主要表现为：气体，其危害性主要表现为：①①直接危害人体健康，引起呼吸道疾病，严重时直接危害人体健康，引起呼吸道疾病，严重时会使人死亡会使人死亡②②形成酸雨：形成酸雨：大气中硫的氧化物和氮的氧化物随大气中硫的氧化物和氮的氧化物随雨水降下就成为酸雨，酸雨的雨水降下就成为酸雨，酸雨的pH<5.6正常的雨水由正常的雨水由于溶解于溶解CO2形成弱酸形成弱酸H2CO3，其，其pH约为约为5.6酸雨有很酸雨有很大的危害，能直接破坏农作物、森林、草原，使土壤、大的危害，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工具及电信电缆的腐蚀 ③③NO2是造成光化学烟雾的主要因素是造成光化学烟雾的主要因素 3、酸雨的形成及防治、酸雨的形成及防治①①酸雨的成因：化石燃料的燃烧，以及工业上对酸雨的成因：化石燃料的燃烧，以及工业上对含硫矿物的冶炼等，使大气中含硫矿物的冶炼等，使大气中SO2的含量升高；化石的含量升高；化石燃料的燃烧和植物体的焚烧，以及农田土壤和动物排燃料的燃烧和植物体的焚烧，以及农田土壤和动物排泄物中含氮物质的转化等，使大气中泄物中含氮物质的转化等，使大气中NO、、NO2的含的含量升高。
这些氧化物在湿润的空气中发生以下主要化量升高这些氧化物在湿润的空气中发生以下主要化学反应：学反应： ②②防治酸雨的措施防治酸雨的措施a．调整能源结构，发展清洁能源，优化能源质．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氧化物等b．加强环境管理，强化环保执法，严格控制二．加强环境管理，强化环保执法，严格控制二氧化硫的排放量氧化硫的排放量c．研究、开发适合我国国情的二氧化硫治理技术．研究、开发适合我国国情的二氧化硫治理技术和设备 (1)酸雨酸雨——主要是由主要是由SO2和氮氧化物造成的；和氮氧化物造成的； (2)光化学烟雾光化学烟雾——主要由氮氧化物、碳氢化合物造成；主要由氮氧化物、碳氢化合物造成；(3)臭氧空洞臭氧空洞——主要是氮氧化物、氟氯代烃等的排放引主要是氮氧化物、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)温室效应温室效应——主要是由于大气中主要是由于大气中CO2含量的不断增加含量的不断增加造成的；会使全球气候变暖，冰川融化使海平面上升。
造成的；会使全球气候变暖，冰川融化使海平面上升5)白色污染白色污染——形成原因是聚乙烯塑料的大量使用；会形成原因是聚乙烯塑料的大量使用；会破坏土壤结构和生态环境破坏土壤结构和生态环境6)赤潮和水华赤潮和水华——含磷洗衣粉的大量使用及其废水的任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，若发生在意排放；会使藻类过度繁殖，鱼类死亡，水质恶化，若发生在淡水中称为淡水中称为“水华水华”，发生在海水中称为，发生在海水中称为“赤潮赤潮”常见环境污染常见环境污染 。