氮氧化物的产生及转化

氮氧化物的产生及转化专题四硫、氮和可持续发展第二单元生产生活中的含氮化合物厦大附中俞佳氮的存在游离态：大气中(氮气)化合态：存在于多种无机物及有机物中(如KNO3、NaNO3、蛋白质、核酸等)氮元素的重要作用２、在生产、科研领域有广泛应用血红蛋白中含有氮元素氮是农作物生长的必需元素一些含氮化合物可作为航天飞机的燃料１、氮元素是组成蛋白质的必需元素，是生命物质的重要组成元素空气中氮气的体积分数占78%，是空气的主要成分。但空气中氮元素的化学性质稳定，只有少数豆科植物能够直接吸收转化加以利用。直到1919年，德国化学家哈伯在实验室中首次人工合成了NH3，才使大规模合成化肥成为现实。N2+3H22NH3高温、高压催化剂氮的固定将空气中游离态的氮转变为化合态的氮的方法，称氮的固定。工业上用N2和H2合成氨豆科植物的根瘤菌把N2转变为化合态氮闪电时，N2转化为NO例如：人工固氮生物固氮自然固氮闪电的电压很高，约为2万至300百万伏。一个中等强度闪电的功率可达一千万瓦，相当于一座小型核电站的输出功率。想一想：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？在我国西北有一狭长山谷，时常风和日丽的晴天顷刻间电闪雷鸣，狂风大作，进入山谷的牧民和牲畜往往遭雷击倒下。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”。材料:1、为什么魔鬼谷内牧草茂盛，四季常青？2、雷雨过后，庄稼为什么生长茂盛(“雷雨发庄稼”)？猜想雷雨过后可能产生某种化肥思考：请同学们用简单的化学方程式来解释此地“魔鬼谷”牧草茂盛的原因。2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO硝酸硝酸盐雷雨发庄稼N2+O2===2NO放电矿物质NONO2颜色、状态气味、毒性密度溶解性1、NO、NO2物理性质一、氮的氧化物NO使人体中毒的原理与CO相似,都是与血红蛋白结合，使其失去输送氧气的功能。无色气体红棕色气体无气味、有毒刺激性气味，有毒比空气略大比空气大微溶于水易溶于水用途：在生物学方面有独特作用，人体中极少量的NO会促进血管扩张，防止血栓塞等。（“明星分子”）2、化学性质一、氮的氧化物NO遇空气即变红棕色－－检验、鉴定NO气体⑴NO化学性质NO不与水反应，在常温下易与O2化合生成NO2:2NO+O2=2NO2（2）NO2化学性质一、氮的氧化物①NO2难被O2氧化，易与水反应生成HNO3和NO:3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO2N2O4（NO2和N2O4均无纯净可言）可使湿润KI-淀粉试纸变蓝.②自身反应：③氧化性：1、能否用碘化钾淀粉试纸区别NO2和Br2蒸气？如果不可以，应如何鉴别？2、如何除去NO中NO2？混合气通过水洗思考：现有一试管的NO2气体,如图所示,将其倒置于水槽中,充分振荡,会出现什么现象?发生反应:3NO2+H2O＝2HNO3+NO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）若使试管中液面上升，可采取什么措施？若使试管中液面上升，可采取什么措施？通入氧气2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO·······3NO2+H2O＝2HNO3+NO剩余气体体积为原来的1/3NO2溶于水的反应V(NO2):V(O2)=4:1，恰好完全反应，无气体剩余4:1，剩余气体为____4:1，剩余气体为____O2NO①3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO+O2=2NO2②①×2+②得：4NO2+O2+2H2O=4HNO3若将NO和O2同时通入水中，反应是什么？结论又是怎样的?②3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO+O2=2NO2①同理①×3+②×2得：4NO+3O2+2H2O=4HNO3V(NO):V(O2)=4:3，恰好完全反应，无气体剩余4:3，剩余气体为____4:3，剩余气体为____O2NO二、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（硝酸型酸雨）（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3O22O3NO1.氮氧化物对环境有哪些危害？.酸雨的危害臭氧层破坏O3O2NO臭氧+碳氢化合物➝光化学烟雾3O22O3NO2洛杉矶光化学烟雾氮氧化物对环境的污染2．氮氧化物对环境污染的防治（1）来源：（2）防治：氮氧化物主要来源于汽车尾气、工厂废气的排放，氮肥的生产，其中，汽车尾气是城市大气中氮氧化物的主要来源之一。①开发使用洁净能源；②对工厂排放的废气进行处理③对汽车尾气进行净化处理。汽车尾气（含烃类、CO、NO和NO2等）是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管装上催化转化器，使NO或NO2与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，请用相应的化学方程式来表示：2CO+2NO=2CO2+N24CO+2NO2=4CO2+N2催化剂东京展出富士重工电动汽车概念车R1e1998年诺贝尔奖获得者伊格纳罗发现一氧化氮(NO)是人体内保护机体抵抗心血管疾病与其他疾病的信号分子+l+2+3+4+4+5N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5N2O3是HNO2的酸酐N2O5是HNO3的酸酐知识拓展小结：二氧化氮和一氧化氮1、NO的生成及与NO2转化N2+O22NO2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO2、二氧化氮物理性质：红棕色刺激性气味有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶与水。3、4NO2+2H2O+O2=4HNO34NO+2H2O+3O2=4HNO3小结：1、氮气（N2）的化学性质：2NOON22放电232NMg3MgN点燃2、氮的氧化物的化学性质：222NOO2NONO2HNOOH3NO32232224HNOOH2O4NO3224HNOOH2O34NO实验现象：开始----5min无色5min---10min浅红色10min—15min红棕色20min颜色更深N2+O22NO(无色)放电2NO+O2=2NO2(红棕色)3NO2+H2O=2HNO3+NO相关反应:放电N2NONO2HNO3NO3－盐O2水矿物质O2雷雨天氮的循环:丰收的田野与快乐的农民NO、NO2和O2溶于水的情况4NO2+2H2O+O2=4HNO3(2)NO2和O2混和气体溶于水的反应(1)NO2溶于水的反应3NO2+H2O＝2HNO3+NO剩余气体体积为原来的1/3(2)NO2和O2混和气体溶于水的反应试讨论NO2或NO与O2以何种物质的量比通入水中能恰好被水完全吸收？4NO2+O2+2H2O=4HNO34NO+3O2+2H2O=4HNO34∶34∶1