1、第2节氮的循环第1课时自然界中氮的循环、氮气、氮的氧化物课堂合作探究问题导学一、NO、NO2的性质实验活动与探究1实验操作实验现象化学方程式思考与交流1在持续通入氧气的情况下能否使上述试管内液面不断上升，直至试管完全被液体充满？若能，需要通入多少体积的氧气？2若试管内开始时充满NO气体，要使NO尽可能被水吸收，需要通入多少体积的O2?1NO2和O2同时通入水中时，其反应是3NO2H2O=2HNO3NO,2NOO2=2NO2，总反应为4NO2O22H2O=4HNO3。V(NO2)V(O2)2NO和O2同时通入水中时，其反应是2NOO2=2NO2,3NO2H2O=2HNO3NO，总反应为4NO3O
2、22H2O=4HNO3。V(NO)V(O2)34NO2O2和4NO3O2从组成上看均相当于2个N2O5，即总反应式都与N2O5H2O=2HNO3等效。这不仅是记忆上述1、2两式的方法，也为上述问题的解决提供了新的思路，即利用混合气体中的N、O原子个数比进行分析判断：N(N)N(O)二、氮的氧化物溶于水的计算活动与探究2如图所示，将盛满等体积的NO和NO2混合气体的试管倒置在水槽中，请回答：(1)试管内的现象如何？(2)液面上升的高度占试管容积的多少？迁移与应用将12 mL NO2和O2的混合气体通入足量的水中，充分反应后剩余气体2 mL(气体均在相同状态下测定)求原气体中各气体的体积是多少？1
3、氮氧化物溶于水的计算有以下三种类型：(1)NO和NO2的混合气体溶于水时，其反应是3NO2H2O=2HNO3NO。可利用气体体积变化的差值进行计算。V剩V(NO)原V(NO2)。(2)NO2和O2同时通入水中时，根据4NO2O22H2O=4HNO3进行计算。(3)NO和O2同时通入水中时，根据4NO3O22H2O=4HNO3进行计算。2氮氧化物溶于水的产物分析：氮的氧化物与O2混合通入水中，剩余气体只可能是NO或O2，不可能是NO2，因为过量的NO2会与水反应生成NO；所得溶液的溶质为HNO3。当堂检测1发射卫星的运载火箭，其推进剂引燃后发生剧烈反应，产生大量高温气体从火箭尾部喷出。引燃后产生
4、的高温气体主要是CO2、H2O、N2、NO，这些气体均为无色，但在卫星发射现场看到火箭喷出大量红烟，产生红烟的原因是()A高温下氮气遇空气生成NO2BCO2与NO反应生成CO和NO2CNO与空气生成NO2DNO和H2O反应生成H2和NO22如下图所示，试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物)，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，原来试管中盛装的气体不可能是()AN2与NO2的混合气体BO2与NO2的混合气体CNO与NO2的混合气体DNO2一种气体3标准状况下，在一不规则的玻璃容器内充满
5、NO2气体后，将其倒置于水槽中，假设容器中的物质不扩散至容器外，则充分反应后容器中所得溶液的物质的量浓度近似为()A1.0 molL1B0.045 molL1C0.020 molL1D0.12 molL14氮氧化物进入大气后，不仅会形成硝酸型酸雨，还可能形成光化学烟雾，因此必须对含有氮氧化物的废气进行处理。(1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下：2NO22NO4NaOH=4NaNO22H2O2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O在反应中，氧化剂是_，还原剂是_。在反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为_。(2)汽车尾气中含有CO和NO，消除这两种物质对大气污
6、染的方法是安装催化转化器，使它们发生反应生成对大气无污染的物质。写出该反应的化学方程式_。(3)在一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式_。答案:课堂合作探究【问题导学】活动与探究1：试管中的红棕色气体逐渐变成无色气体，同时水会进入试管，最后水充满整个试管的2/3体积左右3NO2H2O=2HNO3NO无色气体先变为红棕色气体，后又变为无色气体，试管内液面继续上升2NOO2=2NO2、3NO2H2O=2HNO3NO思考与交流：1.解析：3NO2H2O=2HNO3NO2NOO2=2NO22得：4NO2O22H2O=4HNO3故NO2与O2
7、以41的体积比混合，与足量的水反应就可以完全转变成硝酸。答案：能，NO2与O2以41的体积比混合，与足量的水反应就可以完全转变成硝酸。2解析：2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO32得：4NO3O22H2O=4HNO3故NO与O2以43的体积比混合，与足量的水反应就可以完全转变成硝酸。答案：NO与O2以43的体积比混合，与足量的水反应就可以完全转变成硝酸。活动与探究2：解析：3NO2H2O=2HNO3NOV 3 2 试管液面上升的高度为。答案：(1)试管内的红棕色气体逐渐变成无色气体，试管内液面上升。(2)迁移与应用：解析：剩余2 mL气体可能是O2或NO。(1)若剩余气体为O2
8、，根据化学方程式4NO2O22H2O=4HNO3可知参加反应的NO2的体积为10 mL8 mL参加反应的O2的体积为10 mL2 mL原混合气体中NO2为8 mL，O2为4 mL。(2)若剩余气体为NO，根据3NO2H2O=2HNO3NO可知剩余NO2的体积为6 mL根据4NO2O22H2O=4HNO3可以计算出参加反应的O2的体积为6 mL1. 2 mL，NO2的体积为6 mL4.8 mL，故原混合气体中NO2为10.8 mL，O2为1.2 mL。答案：剩余气体为O2时，原混合气体中NO2为8 mL，O2为4 mL；剩余气体为NO时，原混合气体中NO2为10.8 mL，O2为1.2 mL。【
9、当堂检测】1C解析：N2和O2不能直接反应生成NO2，A不正确；NO不能和CO2、H2O反应，B、D选项不正确；NO在空气中能被氧气氧化为NO2，NO2是红棕色气体。2A解析：如果气体是N2与NO2的混合气体，则水不会充满整个试管，因为N2不溶于水；如果是NO2(或O2和NO2的混合气体)，发生反应：4NO22H2OO2=4HNO3，水会充满试管；如果是NO与NO2的混合气体，通入O2会发生反应4NO22H2OO2=4HNO3和4NO2H2O3O2=4HNO3，而使水充满试管。3B解析：设容器的体积为V，则充分反应后容器中所得溶液的物质的量浓度为：c molL1。4答案：(1)NO2NO11(2)2NO2CON22CO2(3)6NO28NH37N212H2O
