北京市2018届高三化学一轮复习 4.4 氮的氧化物和硝酸课件
21页1、第四章 非金属及其氧化物 第四课时 氮的氧化物和硝酸,高三化学第一轮复习,【知识精讲】,1、氮气 (1)氮的固定 含义:使空气中游离态的氮转化为化合态氮的过程。 方法:自然固氮、人工固氮,(2)氮气的性质 物理性质 纯净的N2是一种无色无味的气体,难溶于水,在空气中约占总体积的 78% 。,结构:电子式为 结构式为 NN ,氮氮三键的键能大,分子结构稳定,化学性质不活泼。,【知识精讲】,化学性质 通常情况下,N2化学性质很稳定,只在高温、放电、催化剂等条件下才能发 生一些化学反应。 A与H2反应:N2+3H2 2NH3。 B与O2反应: N2+O2=2NO 。 C与Mg反应:N2+3Mg Mg3N2。,2、氮的氧化物 氮有多种价态的氧化物:N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。 (1)NO与NO2,【知识精讲】,【知识精讲】,【注意】 氮的氧化物都是大气污染物。 空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素。 空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等。 NO2:既有氧化性又有还原性,以氧化性为主。 NO2能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝:2NO2+2KI=
2、 2KNO2+I2。 NO、NO2均能与NH3发生归中反应生成N2。 NOx+NH3N2+H2O。 氮氧化合物与碱的反应 2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O,【知识精讲】,(2)氮氧化物对环境的污染及防治 常见的污染类型 A、光化学烟雾:NOx在紫外线作用下,与碳氢化合物发生一系列光化学 反应,产生的一种有毒的烟雾。 B、酸雨:NOx排入大气中后,与水反应生成HNO3和HNO2,随雨雪降到 地面。 C、破坏臭氧层:NO2可使平流层中的臭氧减少,导致地面紫外线辐射量 增加。,常见的NOx尾气处理方法 A、碱液吸收法 2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O NO2NO2NaOH=2NaNO2H2O NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是: n(NO2)n(NO)。一般适合工业尾气中NOx的处理。,【知识精讲】,B、催化转化:在催化剂、加热条件下,氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2) 或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽 车尾气的处理。,3、硝酸 (1)硝酸的物理性
3、质 色味态:无色有刺激性气味的液体 ; 挥发性:易挥发 ; 水溶性:与水以任意比互溶; 发烟硝酸:质量分数大于98%的硝酸。,(2)硝酸的化学性质 具有酸的通性,但考虑其酸性时需首先考虑到其强氧化性。 【注意】浓、稀HNO3对紫色石蕊试液作用,前者使之先变红后褪色,后者 只使之变红。 金属与HNO3反应不产生H2。 比较HNO3与Na2CO3和Na2SO3的反应。(前者为复分解反应,后者 为氧化还原反应。),【知识精讲】,不稳定性:浓硝酸显黄色,是因为HNO3分解产生的NO2溶解在硝酸中, 说明浓硝酸具有不稳定性,化学方程式为 4HNO3(浓) O2+4NO2+2H2O。,强氧化性 A、与金属的反应 除Pt、Au外,大部分金属均能与HNO3反应。 Cu与浓、稀HNO3发生反应的化学方程式分别为: Cu+4HNO3(浓) = Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)= 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O Fe、Al遇冷的浓HNO3或浓H2SO4能发生钝化,故可以用铁、铝容器 贮存冷的浓HNO3、浓H2SO4。,【知识精讲】,【规律总结】硝酸与金属反应的规律 a.H
4、NO3与金属反应一般不能产生H2。 b.还原产物一般为HNO3(浓)NO2,HNO3(稀)NO;很稀的硝酸还原产物 也可能为N2O、N2或NH4NO3。 c.硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。,B、与非金属反应 与浓HNO3反应时,非金属单质一般被氧化为最高价氧化物或最高价含氧 酸,如碳与浓HNO3反应的化学方程式为: C+4HNO3(浓)= CO2+4NO2+2H2O 。,C、与某些还原性化合物或离子的反应,例如:H2S、SO2、HBr、HI、FeCl2等。,D、王水 王水由浓硝酸与浓盐酸按体积比13混合所得,具有更强的氧化性,能使 Au、Pt溶解。,【知识精讲】,与有机物的反应 A、硝化反应(如与苯反应); B、酯化反应(如与纤维素反应); C、颜色反应(如与蛋白质反应)。,【方法精讲】,1、氮的氧化物溶于水的有关计算 (1)解答氮氧化物溶于水的计算问题首先应明确原理 无论是单一气体(NO2),还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气 体,反应的实质是 3NO2H2O=2HNO3NO , 2NOO2=2NO2 , 故若有气体剩余只能是NO或O2,不可能是NO2。 A、若N
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