2021年第四章第三节第2课时.docx

第四章第三节 第 2 课时第 2 课时 二氧化氮和一氧化氮 大气的污染[ 知一、氮气、一氧化氮和二氧化氮1．物理性质识梳 理]N2NONO 2色态 无色气体无色气体红棕色气体气味 无味无味刺激性气味比空气的略比空气的略密度比空气的大小大溶解性难溶难溶与水反应毒性无毒有毒有毒学习目标核心素养建构1. 明白 NO 、NO 2 的性质；2. 明白 SO2、NO 、NO 2 对环境质量的影响；3. 能对 NO 、NO 2、O2 溶于水进行简洁运算；2.化学性质〔1〕氮气①通常状况下较稳固，与其他物质不反应；②高温或放电时 N2 与 O2 反应： N2＋O2============〔2〕一氧化氮和二氧化氮① NO 与 O2 反应： 2NO ＋O2===2NO2 ；② NO 2 与 H 2O 反应： 3NO2＋H 2O===2HNO 3＋ NO ；【自主摸索】放电或高温=2NO；1. 农业上有句谚语是 “雷雨发庄稼 ”，该过程发生了哪些化学反应？提示 N2＋O2=放==电==2NO， 2NO＋ O2===2NO2， 3NO2＋H 2O===2HNO 3＋NO2. 把一支布满 NO 2 气体的试管倒置在水槽中充分反应后有什么现象？第 24页提示 由反应 3NO2＋H 2O===2HNO 3＋NO 可知：当 NO 2 与 H 2O 充分反应后，试管内气体变为无色，且剩余气体占试管体积的 1/3；二、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染1. SO2 和 NO 2 的主要来源、危害和防治2. 酸雨【自主摸索】3. 收集到的酸雨样品，放置时间稍长，酸性反而越强，缘由是什么？ 提示 酸雨中的 H 2SO3 为中强酸，易被 O2 氧化为酸性强的 H 2 SO4；[效 果 自 测]1. 判定正误，正确的打“√”，错误的打“”；〔1〕空气中 N2 的体积分数约为 78% ；〔 〕(2) N2 在高温条件与 O2 发生燃烧生成 NO ；〔 〕(3) NO 在空气中易转化为红棕色 NO 2；〔 〕 〔4〕NO 2 与 H 2O 的反应， NO 2 只作氧化剂； 〔 〕(5) 空气质量日报报道的大气污染物是 CO 2、SO2、氮氧化物、固体悬浮颗粒；〔 〕(6) pH<7 的降雨均为酸雨； 〔 〕答案 〔1〕√ 〔2〕 〔3〕√ 〔4〕 〔5〕 〔6〕2. 为除去混入 NO 中的少量 NO 2，应将气体通过 〔 〕A． Na2CO 3 溶液 B．NaHCO 3 溶液C． H 2O D．浓硫酸解析 通过 A、B 两项都会生成 CO 2，导致带入新的杂质； H 2SO4 不和 NO 2 反应；由反应： 3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 知，水洗可除去 NO 中的 NO 2；答案 C3. 关于二氧化硫和二氧化氮表达正确选项 〔 〕A．两种气体都是无色有毒的气体，且都可用水吸取以排除对空气的污染B．二氧化硫与过量的二氧化氮混合后通入水中能得到两种常用的强酸C．两种气体都具有强氧化性，因此都能够使品红溶液褪色D．两种气体溶于水都可以与水反应，且只生成相应的酸解析 二氧化氮跟水反应，生成硝酸和一氧化氮，二氧化硫溶于水生成亚硫酸， 硝酸氧化亚硫酸生成硫酸； 二氧化硫的漂白原理不是利用强氧化性， 二氧化硫也不具有强氧化性；答案 B 4．回答以下问题；如图是德国的一座大理石雕像在六十年间的变化，结合所学学问回答以下问题：(1) 造成上述现象的缘由 ；(2) 写出上述变化中的化学 〔或离子 〕方程式： ；(3) 为防治酸雨，降低煤燃烧时向大气排放的 SO2，工业上将生石灰和含硫煤混合后使用；请写出燃烧时，有关“固硫” 〔不使硫化合物进入大气 〕反应的化学方程式： ；答案 〔1〕酸雨对雕像的腐蚀〔2〕SO2＋H 2O H 2SO3，2H 2SO3＋O2===2H2SO4，3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋ NO ，2H ＋＋ CaCO 3===Ca2＋＋H 2O＋CO 2〔3〕CaO＋ SO2===CaSO3，2CaSO3＋O2===2CaSO4探究一、氮的氧化物溶于水的运算【探究争论】1. 请写出 NO 2 气体溶于水的反应， 分析产生的 NO 气体与通入的 NO 2 气体的体积关系；3；提示 3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋ NO，产生 NO 是通入 NO 2 的12. 如把 NO 2 与 O2 的混合气体同时通入水中时反应原理是什么？剩余气体的情形呢？如是 NO 与 O2 的混合气体呢？提示 3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋ NO， 2NO＋ O2===2NO2，剩余气体可能是 O2，也可能是 NO ；2NO ＋O2===2NO2、3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO剩余气体可能是 O2 或 NO ；【点拨提升】氮的氧化物溶于水的运算规律1. 相关反应原理3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋ NO ①2NO ＋O2===2NO2②由方程式① 2＋②得：4NO 2＋O2＋2H 2O===4HNO 3③由方程式① 2＋② 3 得：4NO ＋3O2＋ 2H2O===4HNO 3④2. 氮的氧化物溶于水的三种类型：〔1〕NO 2 气体： NO 2 气体溶于水时仅涉及反应①，剩余气体为NO ；〔2〕NO 2 和 O2 的混合气体： NO 2 和 O2 的混合气体溶于水时涉及反应③，V（NO 2）x＝ V（ O2）0＜ x＜ 14x＝14x＞14反应情形O2 过量并剩余恰好完全反应NO 2 过量又发生反应①，剩余 NO〔3〕NO 和 O2 的混合气体： NO 和 O2 的混合气体溶于水时涉及反应④：V（NO ） x＝ V（ O2）0＜x＜34x＝34x＞34O2 过量并剩余恰好完全反反应情形应NO 过量并剩余特殊提示： 当 NO2 或 NO 转化为 HNO 3 时要失去电子，如上述两种气体与 O2 混合通入水中时， O2 得电子，且得失电子数必需相等，这是电子守恒法解答此类题目的依据；3. 利用原子个数比分析氮氧化物与氧气的混合气体溶于水方程式： 4NO 2 ＋ O2＋ 2H2O===4HNO 3 和 4NO ＋ 3O2 ＋ 2H 2O===4HNO 3 中的“ 4NO2＋O2”和“ 4NO ＋3O2”从组成上均相当于 “N2O5”的组成，也就是 N、O的原子个数比符合 2∶5 时，氮的氧化物和氧气均无剩余，这两种情形均可利用混合气体中 N、O 的原子个数比来分析：<2∶5， O2剩余N〔N〕 ∶N〔O〕＝ 2∶5，恰好完全反应>2∶5，剩余 NO【典题例证 1】 将 40 mL NO 2 和 NO 的混合气体通入倒立于水槽中盛满水的试管里，充分反应后试管中剩余 20 mL 气体，就原混合气体中 NO 2 和 NO 的体积比为〔 〕A． 2∶ 1 B．1∶1C． 3∶ 1 D．1∶1解析3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋ NO ΔV3 mL 1 mL 2 mLV〔NO 2〕 〔40 mL －20 mL〕3 mLV（NO 2）2 mL ＝ 40 mL －20 mL ，解得 V〔NO 2〕＝ 30 mL所以原混合气体中 V〔NO〕 ＝40 mL －30 mL ＝10 mL ，因此 V〔NO 2 〕∶V〔NO〕 ＝30 mL ∶ 10 mL ＝3∶1；答案 C【学以致用 1】 将盛有 12 mL NO 2 和 O2 的混合气体的量筒倒立于水槽中，充 分反应后，仍剩余 2 mL 无色气体，就原混合气体中 O2 的体积和剩余的 2 mL 气体分别是 〔 〕A． 1.2 mL， NO B．2.4 mL ，O2C． 3.5 mL， O2 D．4 mL ， NO解析 解题依据的化学反应原理为4NO 2＋O2＋2H 2O===4HNO 33NO 2＋H 2O===2HNO 3＋ NO4〔12设 O2 的体积为 x；剩余的气体有两种可能： 1① 如剩 O2，就 V 剩＝x－ mL －x〕＝ 2 mL ，解得 x＝4 mL ，选项 B、C 不正确；剩 3[〔12 mL②如剩 NO ，就 V ＝ 1－x〕－ 4x]＝ 2 mL ，解得 x＝ 1.2 mL ，选项 D 不正确； 答案 A探究二、常见的环境污染及其防治【探究争论】1. 酸雨的产生与什么有关？造成怎样的危害？提示 酸雨的产生与 SO2、NO 2 有关；土壤酸化、腐蚀建筑物等危害；2. 氮氧化物会引起哪种类型的空气污染？ 提示 光化学烟雾、酸雨等；【点拨提升】1. 常见的环境污染环境污染 形成缘由 主要危害温室效应大气中 CO 2 含量不断增加全球变暖，冰雪融解，释放有毒气体酸雨 SO2 和氮氧化物的排放 土壤酸化，腐蚀建筑物氮氧化物和碳氢化合物光化学烟雾臭氧空洞赤潮和水华的排放氮氧化物和氟氯代烃的排放含磷洗衣粉的大量使用及其废水的任意排放危害人体健康和植物生长地球上的生物受太阳紫外线的损害加剧使藻类过度繁衍，水质恶化，发生在海水中为赤潮，淡水中白色污染聚乙烯塑料的大量使用，任意丢弃为水华破坏土壤结构和生态环境2. SO2 和氮的氧化物的吸取、转化〔1〕NaOH 溶液吸取SO2＋2NaOH===Na 2SO3＋H 2ONO 2＋NO ＋2NaOH===2NaNO 2＋H 2O2NO 2＋ 2NaOH===NaNO 2＋NaNO 3＋H 2O(2) 氨气吸取2NH 3＋H 2O＋SO2===〔NH4〕2SO3肯定条件8NH 3＋ 6NO2 =====肯定条件4NH 3＋ 6NO =====(3) 汽车尾气转换器催化剂7N2＋12H 2O5N2＋6H 2O2CO ＋2NO ===== 2CO2＋N2(4) 石灰吸取CaO ＋SO2===CaSO3、2CaSO3＋O2===2CaSO4特殊提示： 〔1〕氮的氧化物是造成酸雨和臭氧层空洞的共同污染物；〔2〕NO 在破坏臭氧层的过程中可发生如下反应：NO ＋O3―→NO 2＋O2①NO 2＋O―→NO ＋O2②总反应方程式为 2O3===3O2，从整个反应来看 NO 作催化剂；〔3〕NO 使人中毒的原理与 CO 相像。