1、第二单元生产生活中的含氮化合物第1课时氮氧化物的产生及转化目标与素养：1.了解氮氧化物产生的反应原理及应用。(宏观辨识与微观探析)2.了解NO、NO2的性质及应用。(宏观辨识与微观探析)3.了解氮氧化物的污染与防治。(科学态度与社会责任)一、氮气、一氧化氮和二氧化氮1氮元素的存在游离态空气中：氮气；化合态铵盐、硝酸盐、蛋白质等。2物理性质N2NONO2色态无色气体无色气体红棕色气体气味无味无味有刺激性气味密度比空气的略小比空气的略小比空气的大溶解性难溶微溶与水反应毒性无毒有毒有毒3.化学性质(1)氮气通常状况下较稳定，与其他物质不反应。高温或放电时N2与O2反应：N2O22NO。高温、高压、催
2、化剂条件下N2与H2反应生成NH3，化学方程式为。与活泼金属Mg反应：N23MgMg3N2。(2)一氧化氮NO很不稳定，常温下与O2反应： 2NOO2=2NO2。(3)二氧化氮NO2溶于水生成硝酸和NO，化学方程式为：3NO2H2O=2HNO3NO。微点拨(1)实验室里收集NO气体是用排水集气法而不能用排空气法。(2)检验NO气体的方法是向气体中通入O2(或空气)，气体由无色变为红棕色。二、氮氧化物对环境的危害及防治1来源：氮肥的生产、金属的冶炼和汽车尾气的排放。2危害：(1)形成酸雨。(2)产生光化学烟雾。(3)破坏臭氧层。3防治：(1)使用洁净能源，减少氮氧化物排放。(2)转化汽车尾气。(
3、3)废气处理。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)NO和NO2的颜色、气味、水溶性不同，但它们都是有毒的气体()(2)实验室用排水法收集NO，用向上排空气法收集NO2()(3)将盛满NO的试管打开塞子置于空气中，没有明显现象出现()(4)NO2与H2O的反应，NO2只作氧化剂()2下列关于一氧化氮的叙述正确的是()A一氧化氮是一种红棕色的气体B常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合C一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到D一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集CNO是无色的气体，微溶于水，能用排水法收集，可由N2与O2直接化合而得到，且易与空气中的氧气直接反应而生成NO2
4、。3NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。(1)NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：_。(2)在汽车尾气系统中安装催化转化器，可有效降低NOx的排放。当尾气中空气不足时，NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式：_。答案(1)3NO2H2O=2HNO3NO(2)2NO2CON22CO2氮的氧化物溶于水的有关数量关系1.相关反应原理3NO2H2O=2HNO3NO2NOO2=2NO2由方程式2得：4NO2O22H2O=4HNO3 由方程式23得：4NO3O22H2O=4HNO32氮氧化物溶于水的不同情况及剩余气体(1)NO2与O2的混合气体溶于水(反应
5、)。当V(NO2)V(O2)(2)NO与O2的混合气体溶于水(反应)。当V(NO)V(O2)特别提醒：氮的氧化物或氮的氧化物与O2的混合气体溶于水时，剩余的气体可能是O2，也可能是NO，但不可能是NO2，因为NO2会与水反应又生成NO。在相同状况下，将下列四种混合气体：体积比为31的HCl和N2体积比为11的NO2和N2体积比为11的NO2和O2体积比为41的NO2和O2，分别置于相同的四支试管中并倒置于水槽中，充分反应后液面上升高度分别为h1、h2、h3、h4，下列关系正确的是()Ah1h2h3h4Bh4h3h2h1Ch4h1h3h2 Dh2h3h1h4CHCl极易溶于水，试管中剩余气体占试
6、管体积为1/4；体积比为11的NO2和N2，在试管中发生如下反应：3NO2H2O=2HNO3NO，剩余气体占试管体积为；体积比为11的NO2和O2，发生如下反应：4NO22H2OO2=4HNO3，剩余气体占试管体积为；体积比为41的NO2和O2溶于水恰好完全反应，试管中无气体剩余。故h4h1h3h2。1将装有50 mL NO2、NO混合气体的量筒倒立于水槽中，反应后气体体积缩小为30 mL，则原混合气体中NO2和NO的体积比是()A53B35 C32D23C设混合气体中NO2的体积为x，差量法：3NO2H2O=2HNO3NO V3 mL 1 mL 2 mLx 50 mL30 mL20 mL，解
7、得x30 mL。则原混合气体中NO为50 mL30 mL20 mL，所以V(NO2)V(NO)30 mL20 mL32。常见环境污染与防治1.常见的环境污染环境污染形成原因危害温室效应大气中CO2含量不断增加全球变暖，冰雪融化，海平面上升等酸雨SO2和氮氧化物的排放土壤酸化，腐蚀建筑物等光化学烟雾氮氧化物和碳氢化合物的排放危害人体健康和植物生长等臭氧空洞氮氧化物和氟氯代烃的排放地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧赤潮和水华含磷洗衣粉的大量使用及其废水的任意排放使藻类过度繁殖，水质恶化，发生在海水中为赤潮，淡水中为水华白色污染聚乙烯等塑料的大量使用，任意丢弃破坏土壤结构和生态环境等2.氮氧化物污染
8、治理方法(1)汽车尾气“催化转化法”2CO2NO2CO2N2(2)氨还原法6NO4NH35N26H2O6NO28NH37N212H2O(3)碱液吸收法2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2ONONO22NaOH=2NaNO2H2O以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是()选项氧化物环境问题主要来源ACO2破坏臭氧层化石燃料的燃烧BSO2温室效应汽车尾气的排放CNO2光化学烟雾自然来源及燃料燃烧和城市汽车尾气等DCO酸雨汽车尾气和化石燃料的不完全燃烧CCO2温室效应；SO2酸雨；NO2光化学烟雾。2诺贝尔化学奖曾授予德国化学家Gerhard Ertl，以表彰他对固体表面化
9、学研究过程中的重大发现。使CO、NOx等在铂表面发生化学反应转变成无毒气体，以减少汽车尾气中有毒气体的排放，正是此项研究的重要应用之一。下列有关说法不正确的是()ACO在铂表面被氧化生成CO2，铂起催化作用B汽车尾气中的NOx在铂表面发生反应的产物是N2CCO在铂表面可能和O2、NOx反应DNOx、CO、CO2均能与人体中的血红蛋白结合DCO、NOx在铂表面发生的反应为CONOxCO2N2(未配平)，也可能是CO与O2反应，此过程中铂作催化剂；CO2不能与人体中的血红蛋白结合。1下列关于自然界中氮循环(如图所示)的说法不正确的是()A氮元素均被氧化B工业合成氨属于人工固氮C含氮无机物和含氮有机
10、物可相互转化D碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环A人工固氮中氮气转化为氨气，是N2转化为NH3的过程，N化合价由03价，化合价降低，被还原，故A错误；工业合成氨是典型的人工固氮方法，故B正确；根据图像知，通过生物体可以将铵盐和蛋白质相互转化，实现了含氮的无机物和有机物的转化，故C正确；生物体合成蛋白质的过程也有碳、氢、氧三种元素的参与，故D正确。2下列关于NO的叙述正确的是()ANO是一种红棕色的气体BNO不能与空气中的氧气直接化合C含等质量氧元素的NO和CO的物质的量相等DNO易溶于水，不能用排水法收集CNO是一种无色、难溶于水的气体，可以用排水法收集。常温常压下，NO极易与氧气直接化合生成N
11、O2。3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，但在卫星发射场看到火箭喷出大量红烟，产生红烟的原因是 ()A高温下N2遇空气生成NO2BNO遇空气生成NO2CCO2与NO反应生成CO和NO2DNO与H2O反应生成H2和NO2BNO是一种极易被空气中O2氧化的气体，产物是红棕色气体NO2。4C、N、S的氧化物中许多是工业上重要的化工原料，但是当它们分散到空气中时，会带来很多环境问题。下列有关这些元素的氧化物说法不正确的是()A开发太阳能、水能、风能、氢能等新能源将有利于减少这些氧化物的
12、产生B这些氧化物使雨水的pH7，我们把pH7的雨水称之为酸雨CN与S的氧化物还能直接危害人的身体健康，引发呼吸道疾病D“温室效应”与二氧化碳的排放有着直接的关系B正常雨水为CO2的饱和溶液，其pH为5.6，pH小于5.6的雨水称为酸雨。5氮元素的化合价通常有3、0、1、2、3、4和5，氮元素各种正价都有相应的氧化物。(1)试写出各对应价态的氧化物的化学式_。(2)在能产生高压电的容器内发现有红棕色气体，其化学方程式为_。其中两分子红棕色气体能化合生成一分子不稳定的无色氧化物，其化学方程式为_。(3)在各种氮的氧化物中属于HNO2及HNO3的酸酐的分别是_和_。解析氮元素化合价从1到5都有对应的氧化物，其中4价的氮对应两种氧化物：NO2和N2O4。在放电条件下，N2能与O2化合成无色的NO，NO易被氧化为红棕色的NO2。所以，当看到红棕色气体产生时，实际上已经发生了两步反应，即N2转化成NO、NO转化成NO2。两分子NO2可化合生成一分子无色的N2O4。酸酐是酸脱水后得到的氧化物，HNO2的酸酐是N2O3，HNO3的酸酐是N2O5。答案(1)N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5(2)N2O22NO、2NOO2=2NO22NO2N2O4(3)N2O3N2O5