2019-2020年高中化学 专题4 第2单元 第1课时 氮氧化物的产生及转化课件 苏教版必修1

专题4硫、氮和可持续发展第二单元生产生活中的含氮化合物第1课时氮氧化物的产生及转化目标与素养：1.了解氮氧化物产生的反应原理及应用。(宏观辨识与微观探析)2.了解NO、NO2的性质及应用。(宏观辨识与微观探析)3.了解氮氧化物的污染与防治。(科学态度与社会责任)自主预习探新知一、氮气、一氧化氮和二氧化氮1．氮元素的存在游离态―→空气中：氮气；化合态―→______________________等。铵盐、硝酸盐、蛋白质2．物理性质N2NONO2色态无色气体无色气体红棕色气体气味无味无味有刺激性气味密度比空气的______比空气的_____比空气的____溶解性难溶微溶与水反应毒性无毒有毒有毒大略小略小3.化学性质(1)氮气①通常状况下较稳定，与其他物质不反应。②高温或放电时N2与O2反应：_________________。③高温、高压、催化剂条件下N2与H2反应生成NH3，化学方程式为________________。④与活泼金属Mg反应：______________________。N2＋O2=====放电2NON2＋3Mg=====点燃Mg3N2(2)一氧化氮NO很不稳定，常温下与O2反应：_________________。(3)二氧化氮NO2溶于水生成硝酸和NO，化学方程式为：__________________________。2NO＋O2===2NO23NO2＋H2O===2HNO3＋NO微点拨(1)实验室里收集NO气体是用排水集气法而不能用排空气法。(2)检验NO气体的方法是向气体中通入O2(或空气)，气体由无色变为红棕色。二、氮氧化物对环境的危害及防治1．来源：氮肥的生产、的冶炼和的排放。2．危害：(1)形成。(2)产生。(3)破坏。3．防治：(1)使用能源，减少氮氧化物排放。(2)转___________。(3)废气处理。金属汽车尾气酸雨光化学烟雾臭氧层洁净汽车尾气1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)NO和NO2的颜色、气味、水溶性不同，但它们都是有毒的气体()(2)实验室用排水法收集NO，用向上排空气法收集NO2()(3)将盛满NO的试管打开塞子置于空气中，没有明显现象出现()(4)NO2与H2O的反应，NO2只作氧化剂()×√√×2．下列关于一氧化氮的叙述正确的是()A．一氧化氮是一种红棕色的气体B．常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合C．一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集C[NO是无色的气体，微溶于水，能用排水法收集，可由N2与O2直接化合而得到，且易与空气中的氧气直接反应而生成NO2。]3．NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。(1)NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：_____________________________________________________。(2)在汽车尾气系统中安装催化转化器，可有效降低NOx的排放。当尾气中空气不足时，NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式：__________________________________________________________________________________________________________。[答案](1)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO(2)2NO＋2CO=====催化剂N2＋2CO2核心突破攻重难氮的氧化物溶于水的有关数量关系1.相关反应原理3NO2＋H2O===2HNO3＋NO①2NO＋O2===2NO2②由方程式①×2＋②得：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3③由方程式①×2＋②×3得：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3④2．氮氧化物溶于水的不同情况及剩余气体(1)NO2与O2的混合气体溶于水(反应③)。(2)NO与O2的混合气体溶于水(反应④)。特别提醒：氮的氧化物或氮的氧化物与O2的混合气体溶于水时，剩余的气体可能是O2，也可能是NO，但不可能是NO2，因为NO2会与水反应又生成NO。在相同状况下，将下列四种混合气体：①体积比为3∶1的HCl和N2②体积比为1∶1的NO2和N2③体积比为1∶1的NO2和O2④体积比为4∶1的NO2和O2，分别置于相同的四支试管中并倒置于水槽中，充分反应后液面上升高度分别为h1、h2、h3、h4，下列关系正确的是()A．h1h2h3h4B．h4h3h2h1C．h4h1h3h2D．h2h3h1h4C[①HCl极易溶于水，试管中剩余气体占试管体积为1/4；②体积比为1∶1的NO2和N2，在试管中发生如下反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，剩余气体占试管体积为12＋12×13＝23；③体积比为1∶1的NO2和O2，发生如下反应：4NO2＋2H2O＋O2===4HNO3，剩余气体占试管体积为12×1－14＝38；④体积比为4∶1的NO2和O2溶于水恰好完全反应，试管中无气体剩余。故h4h1h3h2。]1．将装有50mLNO2、NO混合气体的量筒倒立于水槽中，反应后气体体积缩小为30mL，则原混合气体中NO2和NO的体积比是()A．5∶3B．3∶5C．3∶2D．2∶3C[设混合气体中NO2的体积为x，差量法：3NO2＋H2O===2HNO3＋NOΔV3mL1mL2mLx50mL－30mL＝20mL3mLx＝2mL20mL，解得x＝30mL。则原混合气体中NO为50mL－30mL＝20mL，所以V(NO2)∶V(NO)＝30mL∶20mL＝3∶2。]常见环境污染与防治1.常见的环境污染环境污染形成原因危害温室效应大气中CO2含量不断增加全球变暖，冰雪融化，海平面上升等酸雨SO2和氮氧化物的排放土壤酸化，腐蚀建筑物等光化学烟雾氮氧化物和碳氢化合物的排放危害人体健康和植物生长等臭氧空洞氮氧化物和氟氯代烃的排放地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧赤潮和水华含磷洗衣粉的大量使用及其废水的任意排放使藻类过度繁殖，水质恶化，发生在海水中为赤潮，淡水中为水华白色污染聚乙烯等塑料的大量使用，任意丢弃破坏土壤结构和生态环境等2.氮氧化物污染治理方法(1)汽车尾气“催化转化法”2CO＋2NO=====催化剂2CO2＋N2(2)氨还原法6NO＋4NH3=====催化剂△5N2＋6H2O6NO2＋8NH3=====催化剂△7N2＋12H2O(3)碱液吸收法2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2ONO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是()选项氧化物环境问题主要来源ACO2破坏臭氧层化石燃料的燃烧BSO2温室效应汽车尾气的排放CNO2光化学烟雾自然来源及燃料燃烧和城市汽车尾气等DCO酸雨汽车尾气和化石燃料的不完全燃烧C[CO2―→温室效应；SO2―→酸雨；NO2―→光化学烟雾。]2．诺贝尔化学奖曾授予德国化学家GerhardErtl，以表彰他对固体表面化学研究过程中的重大发现。使CO、NOx等在铂表面发生化学反应转变成无毒气体，以减少汽车尾气中有毒气体的排放，正是此项研究的重要应用之一。下列有关说法不正确的是()A．CO在铂表面被氧化生成CO2，铂起催化作用B．汽车尾气中的NOx在铂表面发生反应的产物是N2C．CO在铂表面可能和O2、NOx反应D．NOx、CO、CO2均能与人体中的血红蛋白结合D[CO、NOx在铂表面发生的反应为CO＋NOx―→CO2＋N2(未配平)，也可能是CO与O2反应，此过程中铂作催化剂；CO2不能与人体中的血红蛋白结合。]当堂达标提素养1．下列关于自然界中氮循环(如图所示)的说法不正确的是()A．氮元素均被氧化B．工业合成氨属于人工固氮C．含氮无机物和含氮有机物可相互转化D．碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环A[人工固氮中氮气转化为氨气，是N2转化为NH3的过程，N化合价由0→－3价，化合价降低，被还原，故A错误；工业合成氨是典型的人工固氮方法，故B正确；根据图像知，通过生物体可以将铵盐和蛋白质相互转化，实现了含氮的无机物和有机物的转化，故C正确；生物体合成蛋白质的过程也有碳、氢、氧三种元素的参与，故D正确。]2．氮气能大量存在于空气中的根本原因是()A．氮气性质稳定，即使在高温下也很难跟其他物质发生反应B．氮气比空气轻，且不溶于水C．氮分子中两个氮原子结合很牢固，分子结构稳定D．氮气无氧化性，也无还原性，不与其他物质反应C[N2性质稳定，但高温下可与O2等物质反应，在不同反应中表现出氧化性或还原性；氮气比空气轻且不溶于水并不是N2能大量存在于空气中的根本原因。]3．发射卫星的运载火箭，其推进剂引燃后发生剧烈反应，产生大量高温气体从火箭尾部喷出。引燃后产生的高温气体主要是CO2、H2O、N2、NO，这些气体均为无色，但在卫星发射场看到火箭喷出大量红烟，产生红烟的原因是()A．高温下N2遇空气生成NO2B．NO遇空气生成NO2C．CO2与NO反应生成CO和NO2D．NO与H2O反应生成H2和NO2B[NO是一种极易被空气中O2氧化的气体，产物是红棕色气体NO2。]4．C、N、S的氧化物中许多是工业上重要的化工原料，但是当它们分散到空气中时，会带来很多环境问题。下列有关这些元素的氧化物说法不正确的是()A．开发太阳能、水能、风能、氢能等新能源将有利于减少这些氧化物的产生B．这些氧化物使雨水的pH＜7，我们把pH＜7的雨水称之为酸雨C．N与S的氧化物还能直接危害人的身体健康，引发呼吸道疾病D．“温室效应”与二氧化碳的排放有着直接的关系B[正常雨水为CO2的饱和溶液，其pH为5.6，pH小于5.6的雨水称为酸雨。]5．如图所示，室温下向盛有3.0mLNO的试管中缓缓通入1.5mLO2(所有气体体积均在标准状况下测定)试回答下列问题：(1)写出观察到的现象(可不写满，也可补充)：①____________________________________________________；②____________________________________________________；③____________________________________________________。(2)最终试管中剩余的气体是________，体积为________。[解析](1)通入的O2与NO发生反应生成NO2：①2NO＋O2===2NO2，所以看到有红棕色气体生成，生成的NO2溶于水：②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，①②两反应的总方程式为：③4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，气体被消耗，所以又会看到试管内液面上升。V(NO)∶V(O2)≠4∶3，故最后有气体剩余，不论剩余NO还是O2，都为无色气体，这是看到的第三个现象。(2)设1.5mLO2全部参加反应，由(1)中③知：V反应(NO)＝V反应(O2)×43＝1.5mL×43＝2.0mL，而NO的总体积是3.0mL，故剩余NO气体1.0mL。[答案](1)①通入O2，试管内气体变为红棕色②试管内液面升高③最后试管内剩余一种无色气体(2)NO1.0mL