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第2课时二氧化氮、一氧化氮及酸雨1.能记住NO、NO2的性质。2.能说出SO2、NO2对大气质量的影响,特别是酸雨的成因、危害及防治措施。3.能对NO、NO2、O2溶于水进行简单计算。一二一、氮气、二氧化氮及一氧化氮1.氮气N2约占空气体积的45左右,在放电或高温条件下,N2与N2反应的化学方程式为N2+N22NO。一二2.一氧化氮和二氧化氮(1)物理性质。分子式颜色、状态气味收集方法NO无色气体无味排水集气法NO2红棕色气体刺激性气味向上排空气法(2)化学性质。①常温下,NO不稳定,易与O2反应。化学方程式为2NO+O22NO2。②NO2溶于水时与水发生反应。化学方程式为3NO2+H2O2HNO3+NO。一二农业上有一句俗语:“雷雨发庄稼”,该过程发生了哪些反应?提示:N2+O22NO,2NO+O22NO2,3NO2+H2O2HNO3+NO。把一支充满NO2气体的试管倒置在水槽中充分反应后,有什么现象?提示:当NO2与H2O充分反应后,试管内液面上升,剩余气体约占试管容积的13。一二二、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染1.SO2与NO2的主要来源、危害和防治(1)来源①SO2:主要来源于煤、石油和某些含硫的金属矿物的燃烧或冶炼②NO2:主要来自于汽车尾气(2)危害①引起大气污染,直接危害人体健康②溶于水形成酸雨一二(3)防治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,减少二氧化硫和氮氧化物的排放③加强工厂废气的回收处理④改进汽车尾气的处理技术,控制尾气排放2.酸雨(1)定义:pH5.6的降水。(2)成因:主要是大气中的SO2与NO2溶于水形成的。(3)危害:①直接破坏农作物、森林、草原,使土壤、湖泊酸化。②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。一二由SO2溶于雨水形成的酸雨,若在空气中长时间放置,其酸性如何变化,为什么?提示:酸性增强。因为SO2溶于水生成弱酸H2SO3,H2SO3被空气中氧气氧化生成弱酸H2SO4,所以酸性增强。一、氮的氧化物溶于水的计算规律1.相关反应原理3NO2+H2O2HNO3+NO①2NO+O22NO2②由化学方程式①×2+②得:4NO2+O2+2H2O4HNO3③由化学方程式①×2+②×3得:4NO+3O2+2H2O4HNO3④2.氮的氧化物溶于水的三种类型(1)NO2气体:NO2气体溶于水时仅涉及反应①,剩余气体为NO。(2)NO2和O2的混合气体:NO2和O2的混合气体溶于水时涉及反应③:x=𝑉(NO2)𝑉(O2)0x41x=41x41反应情况O2过量,剩余气体为O2恰好完全反应,无气体剩余NO2过量,只剩余NO(3)NO和O2同时通入水中:NO、O2同时通入水中时涉及反应④:x=𝑉(NO)𝑉(O2)0x43x=43x43反应情况O2过量,剩余O2恰好完全反应,无气体剩余NO过量,剩余NO二、中学化学中常涉及的环境污染及其防治1.常见环境污染(1)酸雨——形成原因主要是由SO2和氮氧化物造成的;能使土壤酸化,腐蚀建筑物等。(2)光化学烟雾——主要是由氮氧化物、碳氢化合物造成的;危害人体健康,影响植物生长。(3)臭氧空洞——主要是氮氧化物、氟氯代烃等废气排放引起;使地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧。(4)温室效应——主要是由于大气中CO2含量的不断增加造成的;会使全球气候变暖,冰川融化,海平面上升。(5)白色污染——形成原因是聚乙烯等废旧塑料的随意丢弃;会破坏土壤结构和生态环境。(6)赤潮和水华——形成原因是含磷洗衣粉的大量使用及含氮、磷废水的任意排放;会使藻类过度繁殖,水质恶化,鱼类因缺氧而死亡。若发生在淡水中称为“水华”,发生在海水中称为“赤潮”。2.SO2、NO2的吸收(1)碱液吸收:①SO2+2NaOHNa2SO3+H2O②NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O(2)氨水吸收:2NH3+H2O+SO2(NH4)2SO3(3)还原吸收:8NH3+6NO27N2+12H2O4NH3+6NO5N2+6H2O(4)催化吸收SO2:2SO2+O22SO3SO3+H2OH2SO4特别提醒引起温室效应的气体除CO2外,还有CH4等,但在空气质量日报中无CO2这一指标,因为CO2本身是空气的成分之一。知识点1知识点2知识点3知识点1氮氧化物的性质【例题1】已知NO2和溴蒸气都是红棕色气体,且都有强氧化性,则下列试剂或方法中不能将NO2和溴蒸气区别开的是()A.向两种气体中加入适量水,振荡B.将两种气体分别通入AgNO3溶液中C.用湿润的淀粉KI试纸检验D.将两种气体分别通入四氯化碳中解析:NO2与水反应生成硝酸和无色气体NO,溴蒸气溶于水形成橙色溶液,A项能区别;将两种气体分别通入AgNO3溶液中,前者无沉淀生成,后者有浅黄色AgBr沉淀生成,B项能区别;NO2和溴蒸气都有强氧化性,都能将I-氧化成I2,使淀粉变蓝,C项不能区别;溴蒸气溶于四氯化碳中形成橙红色溶液,NO2气体不溶,D项能区别。答案:C知识点1知识点2知识点3知识点2氮氧化物溶于水的计算【例题2】将装有30mLNO和NO2(设无N2O4)混合气体的试管倒立于水中,经过足够长时间,到水面不再上升为止,此时试管内剩余气体的体积为16mL,求原混合气体中NO和NO2的体积各多少毫升?知识点1知识点2知识点3解析:NO与水不反应,NO2与H2O反应:3NO2+H2O2HNO3+NO;由化学方程式知,最终余下的16mL气体为NO,既包括原NO,又有NO2与水生成的NO。解法一:气体体积之和法。设原混合气体中NO2的体积为x,NO的体积为y。𝑥+𝑦=30mL𝑥3+𝑦=16mL⇒𝑥=21mL𝑦=9mL知识点1知识点2知识点3解法二:气体体积差量法。反应后气体体积减小值:30mL-16mL=14mL。设原混合气体中NO2的体积为x。V(NO)=30mL-21mL=9mL。答案:混合气体中NO2为21mL,NO为9mL。知识点1知识点2知识点3点拨反应物之间是按比例进行反应的,成比例的各项与相关差量也是成比例的,将它应用于化学方程式的计算中,就是我们常说的差量法计算。差量可以是质量差量、体积差量,甚至热量差量等。知识点1知识点2知识点3【例题3】将10mL充满NO2和O2混合气体的试管倒置在水槽中,反应停止后试管内剩余2mL无色气体,求原混合气体中NO2和O2各多少毫升?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:4NO2+O2+2H2O4HNO3。剩余的NO2又与水作用,最终有2mLNO产生。由反应3NO2+H2O2HNO3+NO得剩余的NO2体积为2mL×3=6mL。则原有O2体积为(10mL-6mL)×14+1=0.8mL,NO2体积为10mL-0.8mL=9.2mL。(2)剩余的是O2,则有10mL-2mL=8mL是NO2和O2的混合气体按反应:4NO2+O2+2H2O4HNO3进行。所以NO2的体积为8mL×41+4=6.4mL,O2体积为10mL-6.4mL=3.6mL。知识点1知识点2知识点3答案:(1)若剩余的是NO,则NO2和O2的体积分别为9.2mL和0.8mL。(2)若剩余的是O2,则NO2和O2的体积分别为6.4mL和3.6mL。点拨对于反应后有气体剩余,首先分析剩余气体的可能成分,然后根据完全吸收的反应关系进行计算:常用的化学方程式有:4NO2+O2+2H2O4HNO3和4NO+3O2+2H2O4HNO3。知识点1知识点2知识点3知识点3环境污染及其防治【例题4】酸雨给人类带来了种种危害,严重地威胁着地球生命生存的生态环境,下列有关减少或者防止酸雨形成的措施中可行的是。①对燃煤进行脱硫处理②对含SO2、NO2的工业废气进行无害处理后,再排放到大气中③人工收集雷电作用所产生的氮的氧化物④飞机、汽车等交通工具采用清洁燃料解析:①燃煤脱硫后,煤燃烧产生的SO2减少,有助于防止酸雨形成;②将工业废气中的NO2转化为N2,有助于防止环境污染;③雷电作用下N2与O2反应生成NO,无法用人工方法在雷电作用下收集NO;④天然气、甲醇的燃烧产物为CO2和H2O,对环境无污染。答案:①②④