氮氧化合物的生产及转化

生产生活中的含氮化合物第二单元厦大附中常宗艳201039猜猜看：美丽的闪电除了给我们带来的视觉和听觉上的冲击，还带来了什么？丰收的田野与快乐的农民丰收在望的田野一场雷雨一场肥(一)氮的存在1.大部分氮元素以游离态的形式存在于空气中-------体积分数占78%;质量分数占75%(二)氮气的物性无色无味的气体,难溶于水密度比空气略小(与空气密度相近，只能用排水法收集N2)看了刚才的图片后，我们知道在闪电的作用下氮气和氧气可以发生反应从而得到氮的化合物，因此农村中有一句俗话：“雷雨发庄稼”。那么在电闪雷鸣的条件下空气中游离的氮气是怎样变为化合态氮的呢？氮的固定固氮作用：游离态氮转变为化合态的氮的方法。（1）人工固氮：N2+H2—NH3（2）自然固氮：N2+O2—（3）生物固氮：生物固氮根瘤菌与大豆、蚕豆等豆科植物共生的根瘤菌中存在固氮酶，能在常温常压下把空气中的氮气转变为氨。思考讨论:雷雨又是如何将空气中氮气生成肥料的,它的成分是什么？雷雨与肥料肥料的种类空气的成分转化的途径自然界的固氮放电N2NONO2HNO3NO3－盐O2水矿物质O2雷雨天氮的循环:相关反应:N2+O22NO(无色)放电2NO+O2=2NO2(红棕色)3NO2+H2O=2HNO3+NONO：无色、无味气味的难溶于水的有毒气体,极易和氧气反应。NO2：红棕色、有刺激性气味的易溶于水的有毒气体NO和NO2的转化3NO2+H2O=2HNO3+NO（工业制硝酸）2NO+O2=2NO2N2+O2==2NO放电或高温（无色，难溶于水）红棕色，易溶于水N2＋3H2高温、高压催化剂2NH31、与氢气反应2、与活泼金属反应氮气除了可以在放电条件下和氧气发生反应外，在一定条件下还可以和氢气、Mg等发生反应工业合成氨（合成氨反应）N2+3Mg===Mg3N2点燃氮氧化物对环境的污染与防治１．氮氧化物对环境的污染（1）酸雨（3）光化学烟雾臭氧+碳氢化合物➝光化学烟雾（2）对臭氧层的破坏硝酸型酸雨城市中的光化学烟雾污染现学现用NO只能排水法，NO2只能向上排气法，1、如何收集NO和NO2气体？能否颠倒过来？2、如何除去NO中NO2？混合气通过水洗若用排空气法收集则得到NO2；若用排水法收集则得到NO[思考]现给你一试管二氧化氮，将其倒置于水槽中，问试管内会有什么变化？红棕色气体消失，水位上升，最后水充满试管的2/3，无色气体充满试管的1/3（上部）3NO2+H2O==2HNO3+NO在新疆和青海交界处有一狭长山谷，每当牧民和牲畜进入后，风和日丽的晴天顷刻间电闪雷鸣，狂风大作，人畜往往遭雷击倒下。奇怪的是这里的牧草茂盛，四季常青，被当地牧民称为“魔鬼谷”。你能用化学方程式及必要的文字叙述解释“魔鬼谷”牧草茂盛、四季常青的原因吗?3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO+O2=2NO2×3×2+）4NO+3O2+2H2O=4HNO3关于NO2、NO、O2混合气体溶于水的计算1、NO和O2混合叠加法：2、NO2和O2混合3NO2+H2O=2HNO3+NO×22NO+O2=2NO2+）4NO2+O2+2H2O=4HNO3一般NO2、NO、O2与H2O反应，可归纳成四种情况：（4）NO、NO2、O2三种混合溶于水（1）NO和O2混合溶于水（3）NO和NO2混合溶于水（2）NO2和O2混合溶于水4NO+3O2+2H2O=4HNO34NO2+O2+2H2O=4HNO33NO2+H2O=2HNO3+NONO+NO2+O2+H2O=2HNO3例1：将12mLNO2与O2混合气体被水充分吸收后，发现剩余2mL气体，问原混合气体体积各为多少？讨论：（1）若剩余气体为O2，则4NO2+O2+2H2O=====4HNO3ΔV4mL1mL5mLx12-2=10mLX=4╳10/5=8mL所以有O2＝（12-8）mL＝4mL（2）若剩余气体是NO，则3NO2+H2O=====2HNO3+NO2mL6mL4NO2+O2+2H2O=====4HNO34mL1mL4xxx+(4x+6)=12X=1.2mL所以有NO2：6+4╳1.2=10.8mL返回例4、将体积为10mL的试管倒置于盛水的水槽中，先向试管中注入一定量的NO，再通入O2，两种气体共为10mL，水面逐渐上升，至余3mL气体时为止。求原混合气体中NO和O2各多少毫升？根据刚才的分析可以知道，在不知道具体哪个多的情况下有气体剩余，则剩余气体可能是NO；也可能是O2解（1）若剩余气体为NO则氧气完全反应，设氧气的体积为x4NO+3O2+2H2O=4HNO343x4x/34x/3+x=（10-3）=7mLx=3mLV(NO)=7mL（2）若剩余气体为O2,则NO完全反应，设NO的体积为y4NO+3O2+2H2O=4HNO3433y/4yy+3y/4=（10-3）=7mLy=4mLV(O2)=6mL例3：将40mLNO和NO2的混合气体跟20mLO2同时通入装满水倒立于水槽中的量筒中，发现有5mL气体剩余，问原NO和NO2混合气体的体积组成是什么？1、若剩余气体为O2，则无NO和NO2剩余，设原有NO2体积为x，则NO的体积为（40-x）3NO2+H2O=====2HNO3+NO31xx/34NO+3O2+2H2O=====4HNO34340-x+x/3(20-5)X=30mLVNO=10mL故原气体组成为：VNO2=30mL2、若剩余气体为NO，无O2、NO2剩余设原NO体积为y，则NO2体积为（40-y)3NO2+H2O=====2HNO3+NO3140-y(40-y)/34NO+3O2+2H2O=====4HNO34320y+(40-y)/3-5y=27.5mL,则NO2体积为12.5mL