1、第2课时氮的氧化物大气污染物学习目标定位认识一氧化氮、二氧化氮的性质，熟知氮的氧化物溶于水反应的化学方程式，知道氮的氧化物(NO2)、硫的氧化物(SO2)是主要的大气污染物及防治措施。一、一氧化氮和二氧化氮1.在雷雨天气，空气中的N2、O2在放电的条件下，会发生反应生成NO，而NO又立即与空气中的O2反应生成NO2，NO2在随雨水降落到地面的过程中又与水反应生成了HNO3，有关的反应方程式为N2O22NO，2NOO2=2NO2，3NO2H2O=2HNO3NO。生成的硝酸再与土壤中难溶性的硅酸盐反应，生成可溶性硝酸盐，而可溶性硝酸盐就成了植物生长所需的氮肥，因而就印证了“雷雨发庄稼”这句俗话。2
2、.两支大试管分别集满NO和NO2气体，观察它们的颜色状态，嗅闻它们的气味，比较它们密度的大小。填写下表：色、态气味密度溶解性毒性NO无色气体比空气略大不溶于水有毒NO2红棕色气体刺激性气味比空气大易溶于水有毒3.判断下列说法是否正确？(1)氮元素可形成五种价态的氧化物，其中4价的有NO2和N2O4两种()(2)NO和NO2的颜色、气味、水溶性不同，但它们都是有毒的气体()(3)实验室只能用排水法收集NO，用向上排空气法收集NO2()(4)NO具有较强的还原性，在空气中极易被氧化()(5)将盛满NO的试管打开塞子置于空气中，无色气体变为红棕色()答案(1) (2) (3) (4) (5)4.二氧
3、化氮溶于水的实验如下图所示：把充满NO2的试管倒立水中，再通入O2。(1)图1实验试管内气体的颜色慢慢变为无色，水面上升，最后静止在距试管底部的1/3处。(2)图2实验把充满NO2的试管倒立水中，试管内水面上升，有无色气体NO生成，再通入氧气，最后试管全部充满液体。(3)图3实验试管内液面上升，最后试管全部充满液体。(1)二氧化氮溶于水反应的化学方程式是3NO2H2O=2HNO3NO，氧化剂与还原剂的物质的量比是12。(2)水吸收NO2制硝酸的原理3NO2H2O=2HNO3NO；2NOO2=2NO2；4NO2O22H2O=4HNO3。(3)二氧化氮溶于氢氧化钠溶液的化学方程式是2NO22NaO
4、H=NaNO2NaNO3H2O。1.最新的病毒学研究证实，一氧化氮对SARS病毒有直接抑制作用。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，不能用排水法收集答案C解析NO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容易与氧气直接化合生成NO2。2.在一定条件下，将充满NO2和O2的试管倒立于水槽中，充分反应后，剩余气体体积为原混合气体体积的，则原混合气体中NO2和O2的体积之比可能是()81737141A.B.C.D.答案C解析反应为4NO
5、2O22H2O=4HNO3，设原气体体积为8L，则剩余气体为1L。若剩余的1L气体为O2。则V(NO2)(7) L，V(O2)(71) L。二者体积比为73。若剩余的1L气体为NO，而上述反应后剩余3LNO2，则V(NO2)(35) L，V(O2)(5) L。二者体积比为71。二、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染1.判断下列叙述是否正确？(1)SO2和NO2都是大气污染物，能直接危害人体健康()(2)SO2主要来自煤、石油和某些含硫金属矿物的燃烧和冶炼()(3)NO2主要来自汽车尾气()(4)pH5.6的降水称为酸雨()(5)酸雨主要由大气中的SO2和NO2溶于水而形成()(6)酸雨能直接破坏农
6、作物、使土壤酸化、腐蚀工业设备等()答案(1) (2) (3) (4)(5)(6)2.酸雨的形成过程十分复杂，简要概括如下：(1)写出酸雨中生成H2SO4的化学方程式。答案SO2H2OH2SO3,2H2SO3O2=2H2SO4。(2)写出酸雨中生成HNO3的化学方程式。答案3NO2H2O=2HNO3NO。归纳总结常见的环境污染环境污染形成原因主要危害酸雨SO2和氮氧化物的排放土壤酸化，腐蚀建筑物温室效应大气中CO2含量不断增加全球变暖，冰雪融化，释放有毒气体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
7、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塑料的大量使用，任意丢弃破坏土壤结构和生态环境3.酸雨形成的最主要原因是()A.森林遭乱砍滥伐，破坏了生态平衡B.工业上大量燃烧含硫燃料C.大气中二氧化碳的含量增多D.汽车排出大量尾气答案B解析空气中硫的氧化物和氮的氧化物随雨水降下就形成酸雨。酸雨的形成主要是由于空气中SO2和NOx的增多。在我国主要是SO2的增多。空气中SO2的主要来源是化石燃料(煤和石油产品)的燃烧；含硫矿石的冶炼；硫酸、磷肥、纸浆厂的工业废气。目前，由于汽车用的燃料汽油、柴油等都经过了脱硫处理，所以形成酸雨的最主要原
8、因是工业上大量燃烧含硫燃料。4.空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是()A.推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染B.实施绿化工程，防止扬尘污染C.研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染D.加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应量答案D解析A、B、C都是可采取的措施，在D中，若加大不可再生资源石油、煤的开采，会造成资源缺乏，同时会使空气中的SO2、NOx含量的增加。思维启迪大气污染防治措施(1)调整能源结构，发展清洁能源。(2)研究煤的脱硫技术，改进燃烧技术，减少SO2和氮的氧化物的排放。(3)加强工厂废气
9、的回收处理。(4)改进汽车尾气的处理技术，控制汽车尾气排放标准。1.一氧化氮和二氧化氮都是有毒气体，重要的化学反应有：(1)2NOO2=2NO2。(2)3NO2H2O=2HNO3NO。(3)4NO3O22H2O=4HNO3。(4)4NO2O22H2O=4HNO3。2.pHV2V3B.V1V3V2C.V2V3V1D.V3V1V2答案D解析可假设试管体积均为2V，则每种气体的体积均为V；当倒置于水槽中时：中有反应：3NO2H2O=2HNO3NO，则剩余气体的体积V1V；中有反应：4NO2O22H2O=4HNO3，则剩余O2的体积V2V；中气体与水不反应，故试管中气体体积V32V。综上所述，V3V1
10、V2。题组三环境污染8.下列气体N2O2NO2NOCO2CO中，属于大气污染物的是 ()A.B.C.D.全部答案A解析氮的氧化物、硫的氧化物及CO是常见的大气污染物。9.下列名词与环境污染无关的是()白色垃圾潮汐酸雨光化学烟雾臭氧空洞可吸入颗粒物赤潮生物固氮A.B.C.D.答案C解析潮汐是自然现象；酸雨主要是由氮的氧化物和硫的氧化物造成的；光化学烟雾是由氮的氧化物等造成的；臭氧空洞是由氟氯代烃等物质造成的；赤潮是由水体的富营养化造成的，其危害是造成水中溶解氧的减少，导致生物死亡。10.C、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
11、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C.N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答案B解析正常雨水为CO2的饱和溶液，其pH为5.6，pH小于5.6的雨水称为酸雨。能力提升11.下图所示是酸雨的形成示意图。根据图示回答下列问题。(1)下列气体容易形成酸雨的是_。A.CO2B.SO2C.N2D.NO2(2)现有雨水样品1份，每隔一段时间测定该雨水样品的pH，所得数据如下：测试时间/h01234雨水的pH4.734.634.
12、564.554.55分析数据，回答下列问题：雨水样品的pH变化的原因是_(用化学方程式表示)。如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合，pH将变_，原因是_(用化学方程式表示)。(3)下列措施中，可减少酸雨产生的途径的是_(填字母)。少用煤作燃料把工厂烟囱造高燃料脱硫在已酸化的土壤中加石灰开发新能源A.B.C.D.答案(1)BD(2)SO2H2OH2SO3,2H2SO3O2=2H2SO4小Cl22H2OSO2=H2SO42HCl(或H2SO3HClO=H2SO4HCl)(3)C解析(1)SO2、NO2易形成酸雨。(2)酸雨放置时pH变小，其原因是雨水中的H2SO3被空气中氧气氧化所致：SO2H2O
13、H2SO3,2H2SO3O2=2H2SO4。雨水和自来水混合，应考虑SO2与Cl2(或H2SO3与HClO)的反应：SO22H2OCl2=H2SO42HCl(或H2SO3HClO=H2SO4HCl)。因此雨水与自来水混合后溶液pH将变小。(3)减少酸雨的产生需减少SO2的排放，将煤转化为清洁能源(如煤的气化和液化)，燃料脱硫、固硫，开发不含硫的新能源(如氢能、核能等)，都是有力措施。因此正确。知识拓展(1)CO2不是形成酸雨的物质，不属于“城市空气质量时报”报道的污染物。(2)燃煤脱硫反应原理为SO2CaO=CaSO3,2CaSO3O2=2CaSO4。12.汽车尾气(含烃类、CO、SO2与NO
14、等物质)是城市空气的污染源之一。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个催化转换器(用Pt、Pd合金作催化剂)，它的特点是使CO和NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使汽油充分燃烧及SO2的转化。(1)写出NO与CO通过催化转换器发生反应的化学方程式：_。(2)催化转换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_(填选项编号)。a.植树造林b.开发氢能源c.使用电动车d.控制汽车进城e.使用无铅汽油答案(1)2CO2NON22CO2(2)反应除生成了N2外，还生成了增加空气酸度的CO2和SO3(3)bc解析汽车尾部排出的废气中主要含CO、
15、NOx及碳氢化合物。CO是汽油不完全燃烧的产物，NOx是汽油爆裂时，由空气中的氮和氧化合而成。碳氢化合物中含有烃类，有的是汽油原有成分，有的是氧化产物。大城市中汽车多，大气中NO含量较高，这是因为汽车引擎在工作时产生高温使之发生如下反应：N2O22NO，矿物油中硫在燃烧过程中产生SO2，治理方法是在汽车排气管上装一个用铂、钯合金做的催化转化器，使NO与CO反应生成N2和CO2，SO2被催化氧化为SO3。控制城市空气污染方法中，植树造林这一选项具有一定的迷惑性，植树造林能控制CO2量的增加，但对消除汽车尾气中的烃类、CO、SO2与NO等物质没有直接的效果，选bc。13.氮的氧化物和硫的氧化物是导
16、致酸雨的物质。(1)形成酸雨的原理之一可简单表示如下：回答下列问题：酸雨的pH_(填“”“”或“”)5.6。D物质的化学式为_。反应的化学方程式为_。(2)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：_，反应中氧化剂是_，还原剂是_。(3)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：NO2NO2NaOH=2NaNO2H2O2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O现有VL某NaOH溶液能完全吸收nmolNO2和mmolNO组成的大气污染物。所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为_molL1。若所得溶液中c(NO)c(NO
17、)19，则原混合气体中NO2和NO的物质的量之比nm_。答案(1)H2SO32SO2O22SO3(2)6NO28NH37N212H2ONO2NH3(3)32解析(1)酸雨的pH5.6，正常雨水的pH5.6。由图示转化可知：A为SO2，B为SO3，D为H2SO3。(2)NH3和NO2反应生成的无污染物质是N2和H2O。(3)因产物NaNO3、NaNO2中n(Na)n(N)，故n(NaOH)n(NO)n(NO2)(mn) mol，c(NaOH)molL1。NO2与NO混合气体与NaOH溶液反应可以认为先后发生如下反应：NO2NO2NaOH=2NaNO2H2Omm2m2NO22NaOH=NaNO2N
18、aNO3H2Onm(nm) (nm)当V(NO)2V(NO)时能吸收完全，所以c(NO)c(NO)，即nm32。14.如图所示：在B水槽中装有500mL水，容积为amL的试管A充满了NO2和NO的混合气体(标准状况)，将试管A倒插入B水槽的水中。充分反应后，试管A中余下气体的体积为0.5amL。(1)将A倒插入B槽中发生的反应为_，该反应中氧化剂与还原剂的质量比为_，原混合气体中NO2和NO的物质的量之比为_。(2)通过导气管C向余下0.5amL气体的试管A中持续通入氧气，A中可能观察到的现象是_。(3)当试管A中充满气体时停止通入氧气，然后将试管取出水槽，水槽B中溶液的物质的量浓度为_mol
19、L1(设溶液的体积仍为500mL)。答案(1)3NO2H2O=2HNO3NO1231(2)无色气体变为红棕色，试管中液面不断上升至全充满。继续通入氧气后，试管中液面下降，最后充满无色气体(3)解析(1)试管A倒插入B水槽水中后，发生反应3NO2H2O=2HNO3NO，氧化剂与还原剂均为NO2，质量比为12。根据题意有n(NO2)n(NO)n(NO2)n(NO)，n(NO2)n(NO)31。(2)试管A中剩余0.5amL气体为NO，通入氧气后，发生反应2NOO2=2NO2,4NO2O22H2O=4HNO3，可写为4NO3O22H2O=4HNO3，无色气体变为红棕色气体，试管中液面不断上升至全充满
20、，继续通入氧气后，试管中液面下降，最后充满无色气体(O2)。(3)试管中充满气体时，根据氮原子守恒，n(HNO3)n(气体)103mol，c(HNO3)molL1。15.将10mL充满NO2和O2的混合气体的试管，倒置在水槽中，反应停止后试管内剩余2mL的无色气体，求原混合气体中NO2和O2各多少毫升？答案若剩余的气体是NO，则NO2和O2的体积分别为9.2mL和0.8mL；若剩余的气体是O2，则NO2和O2的体积分别为6.4mL和3.6mL。解析剩余2mL气体可能是NO或O2，分两种情况讨论：(1)剩余的是NO，可以看成先发生了反应：4NO2O22H2O=4HNO3剩余的NO2又与水作用，最终有2mLNO产生。由反应3NO2H2O=2HNO3NO得，剩余的NO2体积为2mL36mL。则原有O2体积为(10mL6mL)0.8mL，NO2体积为10mL0.8mL9.2mL。(2)剩余的是O2，则有10mL2mL8mLNO2和O2的混合气体按反应4NO2O22H2O=4HNO3进行。所以NO2的体积为8mL6.4mL，O2体积为10mL6.4mL3.6mL。思维启迪氮的氧化物溶于水的计算反应原理3NO2H2O=2HNO3NO2NOO2=2NO2反应24NO2O22H2O=4HNO3反应234NO3O22H2O=4HNO3