2-1氮氧化物的产生及相互转化

生产生活中的含氮化合物第二单元§2－1氮氧化物的产生及转化一、氮气1.氮的存在2.工业制取：游离态：大气中化合态：KNO3、NaNO3、蛋白质、核酸等分馏液态的空气3.氮气的物理性质氮气是无色无味密度比空气稍小，难溶于水的气体,熔点－209.86℃、沸点－195.8℃低，难液化4.氮分子的结构N≡N（2）电子式：（3）结构式：（1）化学式N2NN结构稳定，决定了性质稳定，是所有双原子分子中最稳定的5.氮气的化学性质（稳定，很难与其他物质反应）（1）氮气跟氢气的反应（合成氨）N2+3H22NH3（工业合成氨）高温、高压催化剂（2）氮气跟氧气的反应N2＋O22NO放电（3）氮气跟某些金属的反应Mg3N2N2＋3Mg点燃6.氮的用途：（1）工业合成氨（2）由于性质稳定：①代替稀有气体作焊接金属的保护气（防止高温时金属氧化）；②N2或Ar气混和气体充填灯泡，防止钨丝氧化或挥发。③保存粮食、水果，低氧高氮，使害虫窒息而死（3）液氮作深度致冷剂7.氮的固定将空气中游离态的氮转变为氮的化合物的方法，称氮的固定。工业合成氨（人工固氮）豆科植物的根瘤菌把N2转变为NH3（自然固氮）放电时N2和O2直接化合（自然固氮）例如：二、氮的氧化物氮氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5氮正价：＋1＋2＋3＋4＋5无色红棕色无色亚硝酐硝酐1.NO(1)物性：比空气略重，有毒，能跟血红蛋白作用生成一氧化氮血红蛋白，而引起中毒（与CO类似），无色气体，不助燃，不溶于水，是不成盐氧化物（既不与酸反应，又不与碱反应生成盐和水）（2）化性：2NO+O2=2NO2NO遇空气即变红棕色－－检验、鉴定NO气体2NO2N2O4（NO2和N2O4均无纯净可言）使湿润KI-淀粉试纸变蓝.2.NO2（1）物性：红棕色气体，溶于水，有毒，刺激呼吸器官，毁坏树叶，阻碍植物生长，腐蚀金属，损坏橡胶等。（2）化性：①自身反应：②氧化性：③与水反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO3.NO和NO2的转化3NO2+H2O=2HNO3+NO（工业制硝酸）2NO+O2=2NO2N2+O2==2NO放电无色，难溶于水红棕色，易溶于水雷雨发庄稼4.氮氧化物（ＮＯｘ）对环境的污染ＮＯｘ的来源：氮肥的生产、金属的冶炼、汽车等的使用．ＮＯｘ的危害：①形成酸雨②形成光化学烟雾ＮＯ２＋Ｏ２→Ｏ３Ｏ３＋ＣｘＨｙ→有毒烟雾③破坏臭氧层（形成臭氧空洞）氮的氧化物、氟氯烃（氟利昂）等。光一氧化氮和二氧化氮对环境的污染防治：（1）使用洁净能源：减少氮氧化物的排放（2）在汽车安装尾气转化装置：2CO+2NO==2CO2+N2催化剂（3）对生产化肥、硝酸的工厂排放的废气进行处理3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO+O2=2NO2×3×2+）4NO+3O2+2H2O=4HNO35.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+NO3NO2+H2O=2HNO3+NO4NO+3O2+2H2O=4HNO3例1：在标况下，把一个50mL量筒装满水，倒置于水槽中，先通入10mLNO，然后通入20mLO2，问最后剩余气体为多少？解：4NO+3O2+2H2O=====4HNO34mL3mL10mLx现有氧气20mL,所以O2过量，应根据NO的体积计算，剩余氧气有12.5mL.X=7.5mL例2：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=====4HNO34mL1mL4xx4x+x+6=12X=1.2mL所以有NO2：6+4╳1.2=10.8mL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=30mL(2)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12.5mL6.NO2、NO气体的吸收NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O用NaOH溶液吸收1、把9mLNO气体装入试管，倒立于水槽中，逐渐通入O2，当试管中剩余气体3mL时，通入O2的体积可能是（）A、9mlB、4.5mlC、3mlD、9.75ml课堂练习BD2、怎样鉴别两瓶红棕色气体，一瓶是溴蒸气，一瓶是二氧化氮气体？(1)水（2）AgNO3(3)CCl4或苯（4）不能用KI－淀粉试剂氮的氧化物相关计算练习训练重点：①巩固用体积差的方法求混合气体的组成②以NO与O2、NO2与O2的混合气体与水反应为例，学习应用方程式加合法解决循环反应类问题③过量反应物剩余问题讨论④气体溶解求物质的量浓度类问题化学反应原理：①NO2与水反应②NO与O2的混合气体与水反应③NO2与O2的混合气体与水反应基础训练：1．将盛有N2和NO2混合气体的试管倒立于水中，经过足够时间后，试管内气体体积缩小为原体积的一半，则原混合气体中N2和NO2的体积比是__________1：3体积差量法2．NO与O2的混合气体与水反应的问题①将40mLNO与___mLO2混合，与水反应无气体剩余；②将40mLNO与20mLO2混合，与水反应后余_________气体________mL;③将40mLNO与40mLO2混合，与水反应后余________气体_________mL;④将40mLNO与__________mLO2混合，与水反应后余气10mL.30NO40/3O21040或90/43．NO2与O2的混合气体与水反应的问题①将40mLNO2和_______mLO2混合，与水反应无气体剩余。②将40mLNO2与15mLO2混合，与水反应后余_______气体________mL;③将40mLNO2与5mLO2混合，与水反应后余_______气体____________mL;④将60mLNO2和_______mLO2混合，与水反应后余气10mL。10O25NO20/325或7.5以下5、6、7、8四题均假设溶质不扩散4．在标况下,将HCl充满一个干燥烧瓶,将烧瓶倒置于水中,瓶内液面上升,最后烧瓶内溶液的物质的量浓度为A．0.045mol/LB．0.036mol/LC．0.026mol/LD．0.030mol/LA5．在标况下,将O2与NO3∶4的体积比充满一个干燥烧瓶,将烧瓶倒置于水中,瓶内液面上升,最后烧瓶内溶液的物质的量浓度为A．0.045mol/LB．0.036mol/LC．0.026mol/LD．0.030mol/LC6．在标况下,将O2与NO21∶4的体积比充满一个干燥烧瓶,将烧瓶倒置于水中,瓶内液面上升,最后烧瓶内溶液的物质的量浓度为A．0.045mol/LB．0.036mol/LC．0.026mol/LD．0.030mol/LB7．在标准状况下，将NO2、NO、O2混合后充满容器，倒置于水中，完全溶解，无气体剩余，若产物也不扩散，则所得溶液物质的量浓度的数值范围是（）A．0c1/22.4B．1/39.2c1/22.4C．1/39.2c1/28D．1/28c1/22.4C强化训练：8．将盛有12mLNO气体的试管倒立于水槽中，缓缓通入一定量O2后，若试管中气体变为4mL，则通入O2为多少毫升？（分两种情况讨论）6或139．在一定条件下，将m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水中且盛满水的容器中，充分反应后，容器内残留m/2体积的气体，该气体与空气接触后变为红棕色，则m与n的比值为A．3︰2B．2︰3C．8︰3D．3︰8若反应后残留气体遇空气不变色，m与n的比值为C4:510．等体积混合而成的四组气体：①NO2+NO②NO2+O2③NO+O2④HCl+N2将其分别通入体积相同的试管并立即倒立在足量的水中，试管内水面上升占试管的高度（试管高度为h）依次是__________、__________、__________、__________1/35/87/81/211．为了消除NOx对大气的污染，工业上常用如下反应来保护环境：NOx+NH3→N2+H2O现有NO2和NO的混合气体3L可用相同状况下3.5LNH3恰好使其完全转化为N2，则混合气体中NO2和NO的体积比是。3:112．aLCO2气体通过足量Na2O2所得的气体与bLNO相混和时，可得到cL气体（相同状况），用a、b表示c若b:a=1:1则c=a=b若b:a1:1则c=b若b:a1:1则c=b/2+a/213、已知氮的氧化物跟NaOH溶液发生的化学反应如下：3NO2＋2NaOH＝2NaNO3＋NO↑＋H2O，NO2＋NO＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O现有mmolNO2和nmolNO组成的混合气体，要用NaOH溶液使其完全吸收无气体剩余，现有浓度为amol/L的NaOH溶液，则需此NaOH溶液的体积是A．m/aLB．2m/3aLC．2(m+n)/3aLD．(m+n)/aLD