441-氮及其氧化物(基础).docx

4.41氮及其 化物【学习目标】1、 掌握氮气的物理、化学性质，了解氮气的工业制法；2、 掌握一氧化氮、二氧化氮的物理、化学性质，了解二者的实验室制法；3、 掌握有关一氧化氮、二氧化氮的简单计算要点梳理】要点一、氮气1. 物理性质：无色、无味的气体，密度比空气略小，在水中溶解度很小（体积比为1： 0.02）,在压强为lOlkPa下，氮气在一195.8C时变成无色液体，氮气分子在一209.9C时变成雪花状固体2. 化学性质：（1） 通常状况下很难与其它物质发生化学反应（2） 在一定条件下，能与一些物质发生化学反应① 与鱼反应：② 与某些金属反应:Mg3N2③ 与02反应：在通常情况下，与02不发生反应，但在放电或高温的条件下能与02直接化合生成NO2N0 （闪电、汽车引擎中发生的反应）NO为无色无味有毒的难溶于水的气体，NO很容易在常温下与空气中的02化合，生成NO? 2NO+O2==2NO2, NO2为红棕色、有刺激性气味，有毒的气体，易溶于水并发生反应：3NO2+H2O=2HNO3+NONO、NO?为大气污染物3. 工业制法：（1）分离液态空气：空气 降温•加压 > 液化寄气 逐渐升温> N,（2）耗氧法:寄气碳燃烧》混合气体通过NrOH溶液4. 用途：工业原料，合成氨，制化肥，HNO3,保护气制冷剂 要点二、二氧化氮和一氧化氮的比较NOno2物 理 性色态味无色、无味、气体红棕色、刺激性气味、气体密度密度略大于空气密度比空气大熔沸点很低低，易液化质溶解性不溶易溶化 学 性 质毒性有毒有毒与水不反应3NO2+H2O=2HNO3-hNONO2既是氧化剂，又是还原剂与碱溶液不反应2N()2+2NaOH=NaN()3+NaN()2+H2()NO+N02 + 2NaOH=2NaNO2 +H2O与022NO+O2=2NO2实验室制取3Cu4-8HNO3(稀)一一-3Cu(NO3)2+2NOf+4H2OCu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2行2出0收集方法排水法向上排空气法要点诠释：氮的氧化物除N ()、NO2外，还有N2o> U2O3、n2o4> n2 05,其中n2o5> n2o3分别是硝酸、亚硝酸(HNO2) 的酸軒。

要点三、氮的氧化物溶于水的几种情况分析(1) N02或N02与N2混合气体溶于水时，3NO2+H2O=2HNO3+NO,利用气体体积变化差进行计算2) NO2 与()2 的混合气体溶于水，1 3NO2+H2O=2HNO34-N()及 2NO+O2==2NO2,得：4NO24-O2+2H2O==4HNO3，可知，=4：1,恰好完全反应r(NO2)： 7(02〉>4： l,N0赴量,剩余气体为N0 ,<4：1,02过量，剩余气体为2(3) N0和6同时通入水中时，其反应是2NO+O2==2NO2①，3NO2+H2O=2HNO3+NO ②，将①X3+②X2 得总反应式为：4N0+302+2H20==4HN03o=4： 3,恰好完全反应V(NO)： V(O2)J>4： 3,剩余NO<4： 3,乘IJ 余O?(4) NO、NO2、O2三种混合气体通入水中，可先按情况(1)求出NO?与压0反应生成的NO的体积，再加上 原混合气体中的NO的体积即为NO的总体积，再按情况(3)进行计算要点四、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染1. 大气的主要污染物是二氧化硫和二氧化氮，溶于水后会形成酸性溶液，随雨水降下来会形成酸雨，pH<5.6o2. 酸雨的主要危害是能直接破坏农作物、森林、草原，使土壤、湖泊酸化，还会加速建筑物、桥梁、工业设备、 运输工具及电信电缆的腐蚀。

3-二氧化硫和二氧化氮都是有用的化工原料，二氧化硫在一定条件下可被催化氧化成三氧化硫，方程式是 催化剂、2SO2+O2^~^2SO3o三氧化硫与水反应的方程式是SO3+H2O==H2SO4o4. 防止酸雨的主要措施：(1) 调整能源结构，发展清洁能源，优化能源质量，提高能源利用率，减少燃煤产生的二氧化硫和二氧化氮等2) 加强环境管理，强化坏保执法，严格控制SO?的排放量3) 研究、开发适合我国国情的二氧化硫治理技术和设备要点五、中学化学中常涉及的环境保护知识常见的污染现象及其危害：1. 酸雨一一形成原因主要是由S02和氮氧化物；能使土壤酸化，腐蚀建筑物等2. 光化学烟雾一一主要是由氮氧化物、碳氢化合物造成的；危害人体健康，影响植物生长3. 臭氧空洞一一主要是氮氧化物、氟氯代桂等的排放引起的；使地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧4•温室效应一一主要是由于大气中CO?含量的不断增加造成的；会使全球气候变暖5. 白色污染一一形成原因是塑料制品的大量使用，随意丢弃；会破坏土壤结构和生态环境6. 赤潮和水华一一形成原因是含磷洗衣粉的大量使用及生活污水的任意排放；会使藻类过度繁殖，鱼类死亡， 水质恶化，若发生在淡水中称为“水华”，发生在海水中称为“赤潮”。

7. 水俣病一一含汞的工业废水引起的水体污染，可使鱼类中毒，人食用中毒后的鱼会造成人体汞中毒典型例题】类型一、NO和NO?例1. (2015北京市建华实验中学检测)下列关于NO与NO?的叙述正确的是( )A. 都能与人体中的血红蛋白结合而使人中毒B. 都是无色有刺激性气味的有毒气体C. 都能用排水法和排空气法收集D. NO?与水反应时既是氧化剂，又是还原剂【答案】D【解析】NO能与人体中血红蛋白结合使人中毒，NO2的毒害作用主要是损害呼吸道NO是一种无色难溶于水的气体, 可以用排水法收集常温常压下，NO容易与氧气直接化合生成NO?3NO2+H2O==2HNO3+NO, NO?既是氧化剂，也 是还原剂总结升华】本题考查的是NO和NO?的性质举一反三：【变式1】对于氮的氧化物NO和NO?的下列叙述中，正确的是A. 都是无色气体 B.都不溶于水 C.都是酸性氧化物 D.都是大气污染物【答案】D【变式2】可用于区别漠蒸气和NO?气体的试剂是( )A. 淀粉碘化钾溶液 B. FeCB溶液 C. AgNO3溶液 D. NaOH溶液【答案】C【解析】用AgNOs溶液检验，能产生浅黄色沉淀的气体为澳蒸气。

还可将二者分别溶于水来鉴别类型二、与氮的氧化物有关的计算例2・在一定温度和压强下，将装有2和NO?混合气体的试管倒立在水中，经足够时间后，试管内气体的体积缩小为 原体积的3/5,则原混合气体中2与NO?的体积比是()A、2 ： 3 B、3 ： 2 C、3 ： 5 D、5 ： 3【答案】A【解析】(差量法)NO2与水反应使气体的体积减小，设原混合气体的体积为5tnL,贝IJ：3NO2+H2O = 2HNO3+NO AV3mL lmL 2mLV(NO2) 5mLX (1-3/5)V(NO2)=3mLV(N2) : V(NO2)=(5mL-3mL) : 3mL = 2 : 3【总结升华】关键是搞清发生的反应，理清数量关系，还要掌握差量法计算技巧举一反三：【变式1】将一充满NO2和02混合气体的试管倒立于水中，若试管的容积为10 mL,充分反应后剩余气体为1 mL, 求原混合气体中N02和O2的体积各为多少毫升？【答案】原混合气体中NO?和02的体积分别是7.2 mL和2.8 mL或8.6 mL和1.4 mL解析】(1)若02过量，剩余的lmL气体为O?根据 4NO2+O2+2H2O=4HNO3,得：4 1得 V (N02)=- X9mL=7.2 mL, V’ (02)=- X9 mL=1.8 mL。

5 5故 V (02)= 1.8 mL+1 mL=2.8 mL2)若NO?过量，剩余的1 mL气体为NO先根据3NO2+H2O=2HNO3+NO得出过量的NO?体积为3 mL4 1 再根据 4NO2+O2+2H2O==4HNO3计算参加反应的 N02> O2 的体积：V (N02)= — X7mL=5.6mL, V (02)= -X5 57 mL=1.4 niLo故 V （NO2）=5.6 mL+3 mL=&6 mL, V （O2）=1.4 mL总结升华】常常出现的错误是只考虑了 4NO2+O2+2H2OMHNO3,认为剩余的是1 mLN02或O2，其实在有水存在的条件下不可能有NO：,而应该是NO剩余变式2】一定条件下，将等体积NO和02充入一试管，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积约为原 总体积的（）4【答案】C[WtlTl 4NO+3O2+2H2O=4HNO3；若NO和O2都取4体积，则反应后剩余体积，所以充分反应后剩余气体的体积约为原总体积的g类型三、SO2> NO2对大气的污彖例3.汽车尾气（含有绘类、CO、SO?与NO等物质）是城市空气的污染源，治理的方法之一是在汽车的排气管上装 一个“催化转换器”（用钳耙合金作催化剂）。

它的特点是使CO与NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气 体，并促使坯类充分燃烧及SO?转化1） 写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式 0（2） “催化转换器”的特点是在一定程度上提高了空气的酸度，其原因是 o（3） 控制城市空气污染源的方法可以有（ ）A. 开发氢能源 B.使用电动车 C.植树造林 D.戴上呼吸面具【答案】（1） 2CO+2NO雪竺2CO2+N2 （2） SO?转化为SO3，产生了硫酸的酸雾 （3） A、B【解析】由题给信息“CO和NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使SO?的转化（用钳耙 合金作催化剂）”，可联想到CO和NO反应，生成的气体一定是C（）2结合SO?的催化氧化，使用“催化转换器”，提 高了空气酸度的原因是SO?转化为S03,产生H2SO4的酸雾阅读理解题干“控制城市空气污染源的方法”总结升华】这是一道以“汽车尾气处理”这一生活常识为背景材料编写的信息题，在解答时要读懂题意，明确 问题，善于联想所学知识平时还需多关心与化学知识相关联的生产、生活中的热点问题，做到学以致用举一反三：【变式1】（2016西藏拉萨中学期中考）下列关于化学与生产、生活的认识不正确的是（ ）。

A. 使用淸洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一B. CO?是造成酸雨发生的罪魁祸首C. NO?是造成光化学烟雾的气体D. 合理开发利用可燃冰（固态甲烷水合物）有助于缓解能源紧张【答案】B【解析】A项，产生酸雨的主要原因是SO?气体，使用清洁能源可以有效防止酸雨发生，故A正确；B项，产生酸雨的主要原因是S02气体，不是二氧化碳，故B错误；C项，氮的氧化物为有毒气体，为造成光化学烟 雾的主要原因，故C正确；D项，合理开发可燃冰可以减少煤、石油等紧缺能源的使用，故D正确变式2】下列气体中，与酸雨密切相关的是（ ）N0: ②CO】 ③SO】 COA.③B.①③C.①②D.③⑷【答案】B【巩固练习】一. 选择题（每小题有1〜2个选项符合题意）1. 氮气的性质是（ ）<>A.只有氧化性 B.只有还原性C.既有氧化性又有还原性 D.既没有氧化性又没有还原性2. （2015北京161中学检测）我国城市环境中的大气污染主要是（ ）。