高中化學(xué) 專題4 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展 第2單元 生產(chǎn)生活中的含氮化合物 第1課時(shí) 氮氧化物的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)化學(xué)案 蘇教版必修1

《高中化學(xué) 專題4 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展 第2單元 生產(chǎn)生活中的含氮化合物 第1課時(shí) 氮氧化物的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)化學(xué)案 蘇教版必修1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中化學(xué) 專題4 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展 第2單元 生產(chǎn)生活中的含氮化合物 第1課時(shí) 氮氧化物的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)化學(xué)案 蘇教版必修1（7頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第1課時(shí)　氮氧化物的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)化 學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解氮氧化物產(chǎn)生的反應(yīng)原理及應(yīng)用。(重點(diǎn))2.了解NO、NO2的性質(zhì)及應(yīng)用。(重難點(diǎn))3.了解氮氧化物的污染與防治。 [自 主 預(yù) 習(xí)探 新 知] 1．氮元素的存在 大部分氮元素以游離態(tài)(N2)存在于空氣中，少數(shù)氮元素以化合態(tài)存在于銨鹽、硝酸鹽和蛋白質(zhì)中。 2．化合態(tài)氮的形成 (1)少數(shù)植物將N2轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮，如植物的根瘤菌。 (2)“雷雨發(fā)莊稼”形成化合態(tài)的氮的反應(yīng)過程。 ①放電或高溫條件下，空氣中的N2與O2反應(yīng)的方程式N2＋O22NO。 ②NO在空氣中易被O2氧化為NO2，化學(xué)方程式為2NO＋O2===2NO2。

2、③NO2與H2O易反應(yīng)生成HNO3和NO，化學(xué)方程式為3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 ④雨水中的HNO3滲入土壤中與礦物質(zhì)作用生成硝酸鹽，其中NO被植物的根系吸收，轉(zhuǎn)化為植物生長(zhǎng)所需的養(yǎng)料。 3．N2、NO、NO2的物理性質(zhì) N2 NO NO2 色態(tài) 無色氣體 無色氣體 紅棕色氣體 氣味 無味 無味 有刺激性氣味 密度 比空氣的略小 比空氣的略小 比空氣的大 溶解性 難溶 微溶 與水反應(yīng) 毒性 無毒 有毒 有毒 4．氮的氧化物對(duì)環(huán)境的污染 (1)氮氧化物的來源：氮肥的生產(chǎn)、金屬的冶煉和汽車等交通工具的使用等，會(huì)產(chǎn)生大量的氮氧化

3、物，火山爆發(fā)、雷鳴電閃等也會(huì)將氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氮氧化物。 (2)光化學(xué)煙霧的形成：空氣中的NO2不但能形成酸雨，在日光照射下，NO2還能使氧氣經(jīng)過復(fù)雜的反應(yīng)生成臭氧(O3)，臭氧與空氣中的一些碳?xì)浠衔锇l(fā)生作用后，產(chǎn)生了一種有毒的煙霧，人們稱之為光化學(xué)煙霧。光化學(xué)煙霧對(duì)人體的健康、植物的生長(zhǎng)都有很大的影響。 (3)氮氧化物污染的防治：①使用潔凈能源；②為汽車安裝尾氣轉(zhuǎn)化裝置，將汽車尾氣中的一氧化碳和一氧化氮轉(zhuǎn)化成二氧化碳和氮?dú)?；③?duì)生產(chǎn)氮肥、硝酸的工廠排放的廢氣進(jìn)行處理。 [基礎(chǔ)自測(cè)] 1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“”) (1)空氣中N2的體積分?jǐn)?shù)約為78%。(　　) (2)N

4、2在高溫條件下與O2發(fā)生反應(yīng)生成NO。(　　) (3)自然界中只存在游離態(tài)的氮元素，不存在化合態(tài)的氮元素。(　　) (4)NO在空氣中易轉(zhuǎn)化為紅棕色NO2。(　　) (5)NO2與H2O的反應(yīng)，NO2只作氧化劑。(　　) (6)空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)報(bào)道的大氣污染物包括CO2、SO2、氮氧化物、固體懸浮顆粒。(　　) 【答案】　(1)√　(2)√　(3)　(4)√　(5)　(6) 2．NOx是汽車尾氣中的主要污染物之一。 (1)NOx能形成酸雨，寫出NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的化學(xué)方程式： ____________________________________________________

5、__________。 (2)在汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉(zhuǎn)化器，可有效降低NOx的排放。當(dāng)尾氣中空氣不足時(shí)，NOx在催化轉(zhuǎn)化器中被還原成N2排出。寫出NO被CO還原的化學(xué)方程式：_________________________________________________________。 【答案】　(1)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO (2)2NO＋2CON2＋2CO2 [合 作 探 究攻 重 難] NO、NO2的主要性質(zhì)探究 [思考交流] (1)二氧化氮溶于水和NaOH溶液的實(shí)驗(yàn)如圖所示，據(jù)圖回答下列問題： 　　　　 圖1　　　　圖2　　

6、　　　圖3 ①圖1實(shí)驗(yàn)試管內(nèi)氣體的顏色慢慢變?yōu)開_______色，水面________，最后靜止在距試管底部的________處。 ②圖2實(shí)驗(yàn)把充滿NO2的試管倒立水中，試管內(nèi)水面上升且液面不變后，再通入氧氣，最后試管________液體。 ③圖3實(shí)驗(yàn)試管內(nèi)液面________，最后試管________液體。 【提示】　①無　上升　?、谌砍錆M?、凵仙∪砍錆M (2)將NO2和O2的混合氣體充滿試管，倒置于水中。若試管充滿液體，則NO2與O2的體積比為多少？___________________________________________。 【提示】　V(NO2)∶V(O2)

7、＝4∶1 氮的氧化物溶于水的有關(guān)數(shù)量關(guān)系 (1)相關(guān)反應(yīng)原理 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ① 2NO＋O2===2NO2 ② 由方程式①2＋②得： 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 ③ 由方程式①2＋②3得： 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 ④ (2)氮氧化物溶于水的不同情況及剩余氣體 ①NO2與O2的混合氣體溶于水(反應(yīng)③)。 當(dāng)V(NO2)∶V(O2) ②NO與O2的混合氣體溶于水(反應(yīng)④)。 當(dāng)V(NO)∶V(O2) 注意：氮的氧化物或氮的氧化物與O2的混合氣體溶于水時(shí)，剩余的氣體可能是O2，也可能是NO，但不可能是N

8、O2，因?yàn)镹O2會(huì)與水反應(yīng)又生成NO。 [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練] 1．最新的病毒學(xué)研究證實(shí)，一氧化氮對(duì)SARS病毒有直接抑制作用。下列關(guān)于一氧化氮和二氧化氮的敘述正確的是(　　) A．一氧化氮是一種紅棕色氣體 B．常溫常壓下，一氧化氮不能與空氣中的氧氣直接化合 C．一氧化氮可由氮?dú)夂脱鯕庠诜烹姉l件下直接化合得到 D．二氧化氮與H2O反應(yīng)中氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為1∶1 C　[A項(xiàng)，NO為無色氣體；B項(xiàng)，常溫下NO易被氧氣氧化；D項(xiàng)，根據(jù)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可知氧化劑與還原劑均為NO2，二者質(zhì)量比為1∶2。] 2．如圖所示，室溫下向盛有3.0 mL NO的試管中緩緩

9、通入1.5 mL O2(所有氣體均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定)。 試回答下列問題： (1)寫出觀察到的現(xiàn)象(可不寫滿，也可補(bǔ)充)： ①___________________________________________________________； ②___________________________________________________________； ③___________________________________________________________。 (2)最終試管中剩余的氣體是______，體積為______。 【解析】　(1)通入的O2與

10、NO發(fā)生反應(yīng)：①2NO＋O2===2NO2，所以看到有紅棕色氣體生成。生成的NO2溶于水：②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，①②兩反應(yīng)的總反應(yīng)方程式為4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，氣體消耗，又會(huì)看到液面上升。V(NO)∶V(O2)＞4∶3，故最后NO氣體剩余，為無色氣體。 (2)1.5 mL O2全部參加反應(yīng)，反應(yīng)的NO為V(NO)＝V(O2)＝1.5 mL＝2.0 mL，由NO總體積為3.0 mL可得剩余NO氣體為1.0 mL。 【答案】　(1)①試管內(nèi)氣體變?yōu)榧t棕色　②試管內(nèi)液面升高?、圩詈笤嚬軆?nèi)剩余無色氣體 (2)NO　1.0 mL 常見的環(huán)境污染與

11、保護(hù) 1．氮氧化物對(duì)環(huán)境的影響 (1)硝酸型酸雨的形成： N2、O2NONO2HNO3 (2)光化學(xué)煙霧的形成： ①汽車尾氣排放的NO被空氣中的氧氣氧化為NO2； ②在日光照射下，NO2與O2經(jīng)過復(fù)雜的反應(yīng)生成臭氧； ③臭氧與空氣中的一些碳?xì)浠衔锇l(fā)生作用后，形成光化學(xué)煙霧。 (3)氮氧化物對(duì)臭氧層的破壞： 飛機(jī)尾氣中的氮氧化物(NO和NO2)對(duì)臭氧層(含O3和O)破壞的反應(yīng)簡(jiǎn)單表示為： O3＋NO===O2＋NO2；O＋NO2===NO＋O2 在低空，氮氧化物是空氣中氧氣轉(zhuǎn)化為臭氧的催化劑，造成臭氧污染；在高空，氮氧化物是臭氧轉(zhuǎn)化為氧氣的催化劑，破壞臭氧層。 2．

12、常見其他環(huán)境污染 (1)溫室效應(yīng)——主要是由大氣中CO2含量的不斷增加造成的；會(huì)使全球氣候變暖。 (2)白色污染——形成原因是聚乙烯塑料的大量使用，隨意丟棄；會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)和生態(tài)環(huán)境。 (3)赤潮和水華——形成原因是生活污水、農(nóng)業(yè)廢水和某些工業(yè)廢水的任意排放，使水體中的N、P等植物營(yíng)養(yǎng)成分大量富集，導(dǎo)致藻類過度繁殖，魚類死亡，水質(zhì)惡化，若發(fā)生在淡水中稱為“水華”，發(fā)生在海水中稱為“赤潮”。 (4)水俁病——含汞的工業(yè)廢水引起的水體污染，可使魚類中毒，人食用中毒后的魚會(huì)造成人體汞中毒。 [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練] 3．“保護(hù)環(huán)境，就是保護(hù)人類自己”。下列環(huán)境問題與產(chǎn)生的主要原因不相符的是(　　

13、) ①“臭氧空洞”主要是大量使用氟氯代烴等引起的 ②“光化學(xué)煙霧”主要是由NO2等引起的 ③“酸雨”主要是由空氣中CO2濃度增大引起的 ④“白色污染”主要是由聚乙烯塑料等引起的 ⑤“厄爾尼諾”現(xiàn)象是由空氣中CO2濃度增大引起的 ⑥“溫室效應(yīng)”主要是由空氣中CO2濃度增大引起的 ⑦“赤潮”主要是由水體中P、N等元素過量引起的 A．只有①②　　 B．只有②③⑤ C．全部 D．只有③ D　[“保護(hù)環(huán)境，就是保護(hù)人類自己”，環(huán)境問題已越來越引起社會(huì)的關(guān)注，了解一些環(huán)境問題產(chǎn)生的主要原因，才能提出合理的治理方案?！俺粞蹩斩础敝饕欠却鸁N引起的，而NOx對(duì)“臭氧空洞”的形成也有一定作

14、用；光化學(xué)煙霧主要是NOx引起的；“酸雨”的形成主要是SO2及NOx引起的，故③不正確；“白色污染”是指聚乙烯塑料引起的污染；空氣中CO2濃度增大，引起“溫室效應(yīng)”，“厄爾尼諾”也由此而起；“赤潮”“水華”則是水體中由N、P等營(yíng)養(yǎng)元素的過量引起的。綜上所述，正確答案為D。] 4．光化學(xué)煙霧形成的化學(xué)過程是：當(dāng)汽車尾氣產(chǎn)生的NO2在日光照射下分解成NO和O時(shí)，即開始光化學(xué)煙霧的循環(huán)，不斷地產(chǎn)生O3，這個(gè)循環(huán)包括下列三個(gè)化學(xué)方程式，請(qǐng)補(bǔ)充化學(xué)方程式②： (1)①NO2===NO＋O， ②_____________________________________________________

15、_____， ③O＋O2===O3。 (2)以上三個(gè)化學(xué)方程式的總反應(yīng)式：____________________________ ____________________________________________________________。 【解析】　(1)題目明確指出：光化學(xué)煙霧的循環(huán)過程包括①②③三個(gè)化學(xué)反應(yīng)。由此可推斷：反應(yīng)①NO2===NO＋O中的生成物NO是反應(yīng)②中的反應(yīng)物。若要反應(yīng)③O＋O2===O3不斷地發(fā)生，就需要反應(yīng)①不斷產(chǎn)生O，故反應(yīng)②的生成物必定是NO2，否則無法實(shí)現(xiàn)“循環(huán)過程”，反應(yīng)②為2NO＋O2===2NO2。 (2)疊加①、②、③三個(gè)化學(xué)方

16、程式，即得結(jié)果：3O2===2O3。 【答案】　(1)2NO＋O2===2NO2 (2)3O2===2O3 [當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)固 雙 基] 1．以下非金屬氧化物與其引起的環(huán)境問題及主要來源對(duì)應(yīng)正確的是(　　) 選項(xiàng) 氧化物 環(huán)境問題 主要來源 A CO2 破壞臭氧層 化石燃料的燃燒 B SO2 溫室效應(yīng) 汽車尾氣的排放 C NO2 光化學(xué)煙霧 工廠廢氣的排放 D CO 酸雨 汽車尾氣和化石燃料的不完全燃燒 C　[CO2―→溫室效應(yīng)；SO2、NO2―→酸雨；NO2―→光化學(xué)煙霧。] 2．下列有關(guān)氮?dú)獾臄⑹鲋校e(cuò)誤的是(　　) A．鎂在空氣中燃燒

17、除生成氧化鎂外還生成氮化鎂 B．在雷雨天，空氣中的N2和O2可反應(yīng)生成NO C．氮?dú)饧瓤勺餮趸瘎┯挚勺鬟€原劑 D．任何植物都不可能將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮 D　[豆類植物的根瘤菌可直接將N2轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮。] 3．運(yùn)載火箭的推進(jìn)劑引燃后，尾部噴出大量高溫氣體。該氣體主要成分是CO2、H2O、N2、NO等，在發(fā)射現(xiàn)場(chǎng)可看到火箭尾部產(chǎn)生大量紅棕色氣體，其原因是(　　) A．高溫下N2遇空氣生成NO2 B．NO遇空氣生成NO2 C．CO2與NO反應(yīng)生成CO和NO2 D．NO與H2O反應(yīng)生成H2和NO2 B　[NO遇到O2生成紅棕色的NO2，B項(xiàng)正確。] 4．

18、在相同狀況下，將下列四種混合氣體：①體積比為3∶1的HCl和N2?、隗w積比為1∶1的NO2和N2　③體積比為1∶1的NO2和O2?、荏w積比為4∶1的NO2和O2，分別置于相同的四支試管中并倒置于水槽中，充分反應(yīng)后液面上升高度分別為h1、h2、h3、h4，下列關(guān)系正確的是(　　) A．h1>h2>h3>h4　　　　 B．h4>h3>h2>h1 C．h4>h1>h3>h2 D．h2>h3>h1>h4 C　[①HCl極易溶于水，試管中剩余氣體占試管體積為1/4；②體積比為1∶1的NO2和N2，在試管中發(fā)生如下反應(yīng)：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，剩余氣體占試管體積為＋＝；③體積比為1∶

19、1的NO2和O2，發(fā)生如下反應(yīng)：4NO2＋2H2O＋O2===4HNO3，剩余氣體占試管體積為＝；④體積比為4∶1的NO2和O2溶于水恰好完全反應(yīng)，試管中無氣體剩余。故h4>h1>h3>h2。] 5．將裝有50 mL NO2、NO混合氣體的量筒倒立于水槽中，反應(yīng)后氣體體積縮小為30 mL，則原混合氣體中NO2和NO的體積比是________，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________，此反應(yīng)中氧化劑是________，還原劑是________。 【解析】　3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　ΔV 3 mL 2 mL V(NO2) (50－30)mL V(NO2)＝＝30 mL，V(NO)＝20 mL。 【答案】　3∶2　3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　NO2　NO2 我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，需要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，改變粗放式增長(zhǎng)模式，不斷優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)健康可持續(xù)發(fā)展進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化，推動(dòng)城鄉(xiāng)發(fā)展一體化因：我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展還面臨區(qū)域發(fā)展不平衡、城鎮(zhèn)化水平不高、城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡不協(xié)調(diào)等現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。