1、第二单元 生产生活中的含氮化合物 学习目标1.认识氮氧化物、氨和铵盐、硝酸等含氮化合物的性质和用途。2.知道氮肥的性能和使用氮肥的注意事项。3.知道工业上生产硝酸的基本原理，了解硝酸的特性和应用。第1课时 氮氧化物的产生及转化 1第课时 氮氧化物的产生及转化 课堂互动讲练 探究整合应用 课前自主学案 知能优化训练 课前自主学案 一、氮气 1氮元素的存在 自主学习 化合游离2氮气的物理性质 颜色 气味 状态 水溶性 _ _ 气体 _ 溶于水 无色 无味 难3.氮气的化学性质 二、氮氧化物 1NO和NO2(1)物理性质 NO NO2 色态 无色气体 _色气体 气味 _味 _气味 毒性 有毒 有毒
2、红棕刺激性无(2)相互转化 _ _ 2氮氧化物的来源及危害(1)来源：氮肥的生产、金属的冶炼和_的排放。(2)危害：形成_、产生_、破坏臭氧层。汽车尾气酸雨光化学烟雾NONO2：2NOO2=2NO2NO2NO：3NO2H2O=2HNO3NO1通常说“雷雨发庄稼”是何道理？问题探究【提示】雷雨闪电时，空气中的 N2 和 O2 化合生成 NO，N2O2=放电 2NO；NO 在空气中很容易被氧化成 NO2,2NOO2=2NO2；NO2 随雨水降下来就 变 成 了 HNO3,3NO2 H2O=2HNO3 NO，HNO3 降落到土壤中，与土壤的成分反应变为硝酸盐，从而被植物吸收，故有“雷雨发庄稼”的说法
3、。2汽车尾气中主要有哪些有害气体？【提示】主要有CO、NO、NO2、碳氢化合物。解析：选B。大气中的SO2和O2在尘埃等的催化作用下生成SO3，SO3再溶于雨水生成H2SO4，从而形成酸雨，使许多生物受到危害，因此SO2是大气污染物。NO和CO都能与人体中的血红蛋白结合，使其丧失输氧能力，使人中毒。只有N2不是大气污染物，且N2是空气的主要成分。自主体验 1下列气体不会造成大气污染的是()ASO2 BN2CCO DNO2关于氮气的性质的说法中，错误的是(双选)()A通常状况下，氮气的化学性质不活泼 B氮气可在氧气中燃烧，生成一氧化氮气体 C通常状况下，氮气在水中的溶解度很小 D在一定条件下跟氢
4、气化合时，氮气是还原剂 解析：选BD。通常状况下，氮气的化学性质不活泼，很难与其他物质发生反应；氮气不能在氧气中燃烧，但在放电条件下，氮气可与氧气直接化合生成一氧化氮气体；在一定条件下，氮气与氢气化合生成氨，反应过程中氮元素的化合价降低，氮气是氧化剂；通常状况下，氮气在水中的溶解度很小，1体积的水只能溶解大约0.02体积的氮气。3(2011 年湖北华师一附中高三月考)为了消除 NO、NO2、N2O4 对大气的污染，常采用氢氧化钠溶液进行吸收处理(反应方程式：2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O；NO2NO2NaOH=2NaNO2H2O)。现有由 a mol NO、b mol NO2、
5、c mol N2O4组成的混合气体恰好被 V L 氢氧化钠溶液吸收(无气体剩余)，则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为()A.abcVmolL1B.2abc3VmolL1C.ab2cVmolL1D.b2cVmolL1解析：选 C。反应后溶质为 NaNO3 和 NaNO2，Na 与 N 的物质的量之比为 11，根据原子守恒：n(NaOH)n(Na)n(N)(ab2c)mol，故c(NaOH)ab2cVmolL1。课堂互动讲练 有关氮的氧化物溶于水的计算3NO2H2O=2HNO3NO 2NOO2=2NO2 由方程式2得：4NO2O22H2O=4HNO3 由方程式23得：4NO3O22H2O=4HN
6、O3 氮的氧化物溶于水的计算大致有以下三种类型：1NO 和 NO2 的混合气体NO 和 NO2 的混合气体溶于水时仅涉及反应，可利用气体体积变化差值进行计算：V 剩V(NO)原13V(NO2)2NO2 和 O2 的混合气体NO2 和 O2 的混合气体溶于水时涉及反应，其计算依据如下：3NO和O2的混合气体 NO和O2的混合气体溶于水时涉及反应，其计算依据如下：特别提醒：NO2与O2的混合气体通入水时剩余的气体可能是O2，也可能是NO，NO2是不会剩余的，因过量的NO2会与H2O反应生成NO。例1(2011年泉州调研)将10 mL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
7、2 mL的无色气体，求原混合气体中NO2和O2各多少毫升？【思路点拨】解答本题要考虑以下两点：(1)NO2完全转化成HNO3，剩余O2 0.2 mL。(2)O2完全反应，剩余的NO2与H2O反应，转化为2 mL 的NO。【解析】剩余 2 mL 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 2 mL NO 产生。由反应 3NO2H2O=2HNO3NO 得剩余的 NO2 体积为 2 mL36 mL。则原有O2 体积为(10 mL6 mL)1410.8 mL，NO2 体积为 10 mL0.
8、8 mL9.2 mL。(2)剩余的是 O2，则有 10 mL2 mL8 mL 是 NO2和O2 的 混 合 气 体 按 反 应：4NO2 O2 2H2O=4HNO3 进 行。所 以 NO2 的 体 积 为 8 mL 4146.4 mL，O2 体积为 10 mL6.4 mL3.6 mL。【答案】若剩余的气体是NO，则NO2和O2的体积分别为9.2 mL和0.8 mL；若剩余的气体是O2，则NO2和O2的体积分别为6.4 mL和3.6 mL。互动探究若上题中的10 mL气体为NO与O2的混合气体，其组成是怎样的？【提示】发生反应：4NO3O22H2O=4HNO3，则参加反应的NO为8 mL4.6
9、mL，O2为8 mL3.4 mL。剩余2 mL气体若为NO，则NO为6.6 mL，O2为3.4 mL；若为O2，则NO为4.6 mL，O2为5.4 mL。7374【解析】本实验要制取SO2并验证SO2的某些性质，所以中发生的化学反应为Na2SO3和浓H2SO4制取SO2的化学反应。SO2有酸性，能使石蕊试液变红；SO2有漂白性,能使品红试液褪色；SO2有氧化性，使H2S溶液中出现淡黄色浑浊；SO2有还原性，使碘水褪色；SO2有毒，不能直接排放到空气中。【答案】(1)Na2SO3H2SO4(浓)=Na2SO4SO2H2O(2)石蕊试液变红 酸性(3)褪色 漂白(4)出现淡黄色浑浊 氧化(5)褪色
10、 还原(6)吸收多余的SO2，防止污染空气 2NaOHSO2=Na2SO3H2O 变式训练1 将V mL NO和NO2的混合气体通过水吸收后，得到a mL 无色气体A。将此无色气体A与等体积的O2混合，通过水充分吸收后，得到5 mL无色气体B，试回答：(1)A气体是_，B气体是_。(2)A气体的体积是_ mL。(3)V的取值范围是_。解析：(1)NO、NO2 混合气体与水反应后只能得到无色气体 NO，即 A 为 NO。NO 与 O2 等体积混合后与水反应，据 4NO3O22H2O=4HNO3 知，剩余气体为 O2。(2)设 A 气体的体积为 x，则 x34x5 mL，x20 mL。(3)按极限
11、取值法，若 V mL 全为 NO，则 V20；若V mL 全为 NO2，则 V60，故其取值范围为：20V60。答案：(1)NO O2(2)20(3)20V60 常见的环境问题环境污染 污染源 污染物 防治措施 酸雨 煤、石油等化石燃料的燃烧，汽车尾气等工厂废气 SO2、NOx 开发利用新能源；化石燃料脱硫或固硫，废气用氨水、碱液吸收 温室效应 煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧 CO2等温室气体 减少化石燃料的使用、开发利用新能源；植树造林 环境污染 污染源 污染物 防治措施 光化学烟雾 汽车尾气、化肥厂、硝酸厂废气中的氮氧化物、碳氢化合物 臭氧、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯等 减少汽车尾气中有
12、毒气体的排放；对工厂废气进行吸收处理 臭氧层空洞 使用含氟氯烃的冰箱、空调等 氟氯烃、氮氧化物 限制或停止氟氯烃的使用 环境污染 污染源 污染物 防治措施 赤潮 含一定量氮和磷等植物营养物质的生活污水、工业废水 氮、磷等营养元素 工业、生活用水处理后排放，限制使用含磷洗涤剂 白色污染 难降解塑料的丢弃 废弃塑料 减少使用和加强回收，使废塑料再利用、再循环，研制开发可降解塑料(2011年沧州高一期末测试)工业废气氮氧化物是主要的大气污染源之一。近年来发现许多生物体组织中存在少量NO，它有扩张血管、免疫、增强记忆的功能，成为当前生命科学的研究热点。(1)NO在大气层中可发生反应：NOO3NO2O，
13、NO2ONOO2，从反应过程中看，NO是一种_剂，从最终结果看NO是一种_剂。(2)若使NO转化为无毒气体,据氧化还原反应原理，可选用NH3消除NO对环境的污染，该反应的化学方程式为_。例2【解 析】(1)将 两 个 反 应 相 加 得 总 反 应 为：2O3=3O2。在反应过程中，NO在第一个反应中以反应物参与反应，又在第二个反应中以生成物出现，总反应中NO的质量及性质都没有改变，符合催化剂的定义，所以NO是催化剂。但是在第一个反应中，NO被氧化成NO2，作还原剂。(2)NH3中氮元素显3价，具有还原性，NO中氮元素显2价，具有氧化性，从理论上说，二者能够发生氧化还原反应,发生化合价“归中”
14、反应，都变成无毒的N2，NH3中的氢元素和NO中的氧元素结合成水。【答案】(1)还原 催化(2)4NH36NO=一定条件5N26H2O变式训练2 汽车尾气(含有烃类、CO、SO2与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“催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂)，它的特点是使CO与NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧及SO2的转化。(1)写出CO与NO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)控制城市污染源的方法可以有_。A开发氢能源 B使用电动车 C植树造林D戴上呼吸面具 解析：在
15、催化剂作用下把 CO 和 NO 都转化为参与大气生态环境循环的无毒气体，即 NO 转化为 N2、CO 转化为 CO2，反应的化学方程式为：2NO2CO=催化剂2CO2N2。同时 SO2 也在催化剂的作用下转化为 SO3，从而提高了空气的酸度。控制城市空气污染源主要是减少煤和汽油的使用。答案：(1)2CO2NO=催化剂2CO2N2(2)SO2 转化为 SO3，产生硫酸酸雾(3)AB探究整合应用 NO2支持燃烧的实验探究 NO2具有较强的氧化性，是否支持燃烧，需要做实验探究，可根据空气中O2所占的体积为1/5。例某研究性学习小组的一个课题是“NO2 能否支持木条的燃烧”，由于实验室中没有现成的 N
16、O2气体，该小组的同学设计了两个方案(忽略 N2O4 的存在，图中铁架台等夹持仪器均已略去)。已知浓HNO3 受热分解、金属和浓 HNO3 反应的化学方程式分别为 4HNO3(浓)=4NO2O22H2O、Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22H.实验装置如图甲所示 实验开始后木条上的火星逐渐熄灭，有的同学得出“NO2不能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确_(填“正确”或“不正确”)，理由是_。.实验装置如图乙所示(1)硝酸铜固体加热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气，该反应的化学方程式是_。(2)当集气瓶中充满红棕色气体时，木条复燃了，有的同学得出“NO2能支持木条燃烧”的结论。
17、你认为这一结论是否正确_(填“正确”或“不正确”)，理由是_。.为了更直接说明“NO2能否支持木条的燃烧”这一问题，请你重新设计一个简单的实验方案，简述实验原理和主要操作_。【解析】.从加热硝酸的产物可知由实验开始后木条上的火星逐渐熄灭，得出“NO2 不能支持木条的燃烧”的结论是不正确的，因为带火星的木条熄灭可能是由于加热时产生大量水蒸气造成的。.(1)根据硝酸铜固体加热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气，可知该反应的化学方程式是：2Cu(NO3)2=2CuO4NO2O2。(2)由于硝酸铜分解产生的混合气体中氧气的体积分数与空气中氧气的体积分数基本相同，若NO2不支持燃烧，则木条不会复燃。因此
18、“NO2能支持木条的燃烧”的结论正确。.因加热浓硝酸要产生NO2和O2两种气体，而验证NO2能否支持燃烧，需要制取NO2气体，因此，选用金属铜和浓硝酸反应制取NO2，并用浓H2SO4或无水CaCl2进行干燥，再将带火星木条伸入NO2中观察木条是否复燃。【答案】.不正确 带火星的木条熄灭可能是由于加热时产生大量水蒸气造成的.(1)2Cu(NO3)2=2CuO4NO2O2(2)正确 硝酸铜分解产生的混合气体中氧气的体积分数与空气中氧气的体积分数基本相同，若 NO2 不支持燃烧，则木条不会复燃.用金属铜与浓硝酸反应制取 NO2 气体，并用浓硫酸或无水氯化钙进行干燥，再将带火星的木条伸入二氧化氮气体中观察现象
