氮的氧化物
详细内容
氮的氧化物
[学习目标定位] 认识一氧化氮、二氧化氮的性质，熟知氮的氧化物溶于水反应的化学方程式，知道氮的氧化物(NO2)、硫的氧化物(SO2)是主要的大气污染物及防治措施。
1．随着工业的迅速发展和化石燃料的大量使用，大量的二氧化硫排放到空气中，产生的危害是_________________________________________________________________________。防止酸雨的措施是___________________________________________________。
2．空气的主要成分是氮气和氧气。氮气是一种________________气体，________溶于水，在标准状况下的密度是________________。
(1)氮气的化学性质________，通常情况下与氧气____________，但是在放电或高温条件下氮气和氧气能直接化合生成NO，反应的化学方程式是__________________，该反应的还原剂是________。
(2)氮气在高温、高压、催化剂的情况下，能与氢气化合生成NH3，反应的化学方程式是________________________________________________，该反应的氧化剂是____________。
知识点一 一氧化氮和二氧化氮
[探究活动]
1．两支大试管，分别集满NO和NO2气体，观察他们的颜色状态，嗅闻他们的气味，比较他们密度的大小。填写下表：
色、态气味密度溶解性毒性
NO
NO2
2.将盛满一氧化氮的试管打开塞子，置于空气中观察到的现象是
________________________________，反应的化学方程式是________________________，实验室收集一氧化氮气体的方法是______________________________。
3．对于二氧化氮溶于水的实验，按表中要求将其实验现象和实验结论填入下表空格内：
实验步骤实验现象实验结论
把充满NO2的试管
倒立水中，再通入O2
[归纳总结]
1．二氧化氮溶于水反应的化学方程式是________________________________，氧化产物是____________，还原产物是________________，氧化剂与还原剂的质量比是________。
2．工业上常用水吸收二氧化氮制取硝酸，在开始，NO2和H2O的反应中只有2/3的NO2
转化为硝酸，而1/3的NO2转化为NO，因此，硝酸工业应在吸收反应进行过程中
________________________________________________________________，经过反复多次的氧化和吸收，NO2可以比较完全地被水吸收，能够尽可能地转化为________。
3．二氧化氮溶于氢氧化钠溶液的化学方程式是2NO2＋2NaOH===NaNO2＋________＋H2O，根据该反应能判定二氧化氮是酸性氧化物吗？
。
[迁移应用]
1．最新的病毒学研究证实，一氧化氮对SARS病毒有直接抑制作用。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
2．某集气瓶中的气体呈红棕色，加入足量水，盖上玻璃片振荡，得橙色溶液，气体颜色消失。再拿走玻璃片后，瓶中气体又变为红棕色，则该气体可能是下列混合气体中的( )
A．N2、NO2、Br2 B．NO2、NO、N2
C．NO2、NO、O2 D．N2、O2、Br2
3．在一定条件下，将充满NO2和O2的试管倒立于水槽中，充分反应后，剩余气体体积为原混合气体体积的18，则原混合气体中NO2和O2的体积之比是( )
①8∶1 ②7∶3 ③7∶1 ④4∶1
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
知识点二 二氧化硫和二氧化氮对大气的污染
[探究活动]
1．SO2和NO2的主要来源
(1)SO2主要来自煤、石油和某些________的金属矿物的燃烧和冶炼。
(2)NO2主要来自________________。
2．危害
(1)引起________污染，直接危害人体健康。
(2)溶于水形成________。
3．酸雨
(1)概念：____________的降水称酸雨，主要是大气中的________和________溶于水造成的。
(2)形成原理
①H2SO4的生成：SO2??→H2OH2SO3??→O2H2SO4
________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________。
②HNO3的生成：NO2?→HNO3
________________________________________________________________________。
(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。
4．防治措施
(1)调整______________，发展________________。
(2)研究煤的脱硫技术，改进燃烧技术，减少________和____________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，控制汽车尾气排放标准
[归纳总结]
酸雨的形成过程十分复杂，简要概括如下：
[迁移应用]
4．酸雨形成的最主要原因是( )
A．森林遭乱砍滥伐，破坏了生态平衡
B．工业上大量燃烧含硫燃料
C．大气中二氧化碳的含量增多
D．汽车排出大量尾气
5．下列有关环境污染的说法正确的是( )
A．燃煤时加入适量石灰石，可减少废气中SO2的量
B．臭氧的体积分数超过10－4%的空气有利于人体健康
C．pH在5.6～7之间的降水通常称为酸雨
D．含磷洗涤剂易于被细菌分解，故不会导致水体污染
6．空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是( )
A．推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染
B．实施绿化工程，防止扬尘污染
C．研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染
D．加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应量
氮气的化学性质稳定，在通常情况下与O2不反应，但在放电或高温下氮气与氧气化合生成NO，NO在空气中极易被氧化为红棕色的NO2，NO2能与水生成HNO3和NO。NO2和SO2是大气污染物，能形成酸雨。
第2课时 氮的氧化物 大气污染物
课前准备区
1．导致空气质量下降，直接危害人体健康，能与空气中水分形成酸雨，给社会发展和人类生活带来严重危害 改进煤燃烧技术，在原煤中加入固硫剂石灰石和生石灰，减少二氧化硫的排放
2．无色无味 不 1.25 g•L－1 (1)稳定 不反应 N2＋O2=====放电2NO
(2)N2＋3H2 2NH3 N2
课堂活动区
知识点一
探究活动
1．无色气体 无味 比空气略大 难溶于水 有毒 红棕色气体 刺激性气味 比空气大 易溶于水 有毒
2．气体的颜色由无色变为红棕色 2NO＋O2===2NO2 用排水法收集
3．试管内气体颜色慢慢变为无色，水面不断上升，最后静止在距试管底部约1/3处 NO2不能全部被水吸收，有无色气体NO生成 水面不断上升，最后试管内无色气体约为原NO2体积的1/3，通入适量O2后液面继续上升，最后试管全部充满液体 NO2溶于水生成的NO全部与O2反应被水吸收 水面不断上升，最后试管全部充满液体 NO2可被NaOH溶液全部吸收
归纳总结
1．3NO2＋H2O===2HNO3＋NO HNO3 NO 1∶2
2．补充一些空气，使生成的NO再被氧化为NO2，NO2溶于水又生成硝酸和NO 硝酸
3．NaNO3 不能判定。NO2与碱溶液反应生成两种盐，且氮元素的化合价发生了变化，故NO2不是酸性氧化物
迁移应用
1．C 2.A 3.C
知识点二
探究活动
1．(1)含硫 (2)汽车尾气
2．(1)大气 (2)酸雨
3．(1)pH<5.6 SO2 NO2 (2)①SO2＋H2O H2SO3
2H2SO3＋O2===2H2SO4 ②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
4．(1)能源结构 清洁能源 (2)SO2 氮的氧化物
迁移应用
4．B [空气中硫的氧化物和氮氧化物随雨水降下就形成酸雨。酸雨的形成主要是由于空气中SO2和NOx的增多。在我国主要是SO2的增多。空气中SO2的主要来源是：①化石燃料(煤和石油产品)的燃烧；②含硫矿石的冶炼；③硫酸、磷肥、纸浆厂的工业废气。目前，由于汽车用的燃料汽油、柴油等都经过了脱硫处理，所以形成酸雨的最主要原因是工业上大量燃烧含硫燃料。]
5．A 6.D
课后练习区
1．C 2.C 3.D 4.B 5.B 6.C
7．B [潮汐是一种自然现象，大脖子病是缺碘引起的，这两个名词与环境污染无关。]
8．B
9．CaO＋SO2===CaSO3,2CaSO3＋O2===2CaSO4
解析 煤中含硫，硫燃烧时生成的酸性氧化物SO2与碱性氧化物CaO作用生成含氧酸盐CaSO3，CaSO3易被空气中的O2氧化成CaSO4。
10．(1)2CO＋2NO=====催化剂N2＋2CO2
(2)反应除生成了N2外，还生成了增加空气酸度的CO2和SO3 (3)bc
解析 汽车尾部排出的废气中主要含CO、NOx及碳氢化合物。CO是汽油不完全燃烧的产物，NOx是汽油爆裂时，由空气中的氮和氧化合而成。碳氢化合物中含有烃类，有的是汽油原有成分，有的是氧化产物。大城市中汽车多，大气中NO含量较高，这是因为汽车引擎在工作时产生高温使之发生如下反应：N2＋O2=====高温2NO，矿物油中硫在燃烧过程中产生SO2，治理方法是在汽车排气管上装一个用铂、钯合金做的催化转化器，使NO与CO反应生成N2和CO2，SO2被催化氧化为SO3。控制城市空气污染方法中，植树造林这一选项具有一定的迷惑性，植树造林能控制CO2量的增加，但对消除汽车尾气中的烃类、CO、SO2与NO等物质没有直接的效果，选bc。
11．(1)AC
(2)Cu＋＋NO－2＋2H＋===Cu2＋＋NO↑＋H2O
(3)7∶1
解析 (1)NO中N的化合价为＋2价，所以NO具有还原性，能被臭氧氧化；NO排放到空气中能最终氧化成硝酸；同CO一样，NO也能与人体内的血红蛋白结合，使人体缺氧而死亡，但这不是对环境的危害。
(2)根据信息可知此反应中Cu＋为还原剂、NO－2为氧化剂、NO为还原产物、Cu2＋为氧化产物，再根据电子、电荷、原子守恒可得离子方程式：Cu＋＋NO－2＋2H＋===Cu2＋＋NO↑＋H2O。
(3)结合反应方程式知吸收NOx的物质的量为2 mol(形成的钠盐中相关的比例为Na～N)，同时产生1 mol CO2，由质量变化可推知2 mol NOx的质量为88 g，故可求出尾气中NO2与NO的体积比为7∶1。
12．(1)使所得溶液中的SO2－4完全沉淀
(2)原溶液中的SO2－4已经全部沉淀，加入的BaCl2溶液是过量的
(3)一般在过滤器中洗涤，边洗涤边过滤。分次向洗涤液中滴加硫酸钠溶液，若洗涤液中无沉淀生成而保持澄清，说明可溶性物质已除尽；若洗涤液呈浑浊状，说明可溶物质可能未除尽，需继续洗涤。
(4)2.24%
解析 依题意有
SO2 ～ BaSO4
22.4 L 233 g
V(SO2) 0.233 g
即V(SO2)＝22.4 L×0.233 g233 g＝2.24×10－2 L
故空气中二氧化硫的体积分数为
2.24×10－2L1.000 L×100%＝2.24%。