高中化學(xué)專題4第二單元第一課時氮氧化物的產(chǎn)生轉(zhuǎn)化(含解析)高一化學(xué)教案

氮氧化物的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)變1．空氣的主要成分是什么？哪一種氣體所占百分比最多？百分比約是多少？提示：空氣的主要成分有O2、N2、CO2等。N2占空氣體積的78%。2．工業(yè)上怎樣從空氣中分別氧氣？依照什么原理？提示：工業(yè)上制取氧氣用的是分別液態(tài)空氣法，利用液態(tài)氮和液態(tài)氧的沸點不一樣進行分別。3．打磨好的鎂帶在空氣中焚燒可能發(fā)生哪些反響？寫出相關(guān)反響的化學(xué)方程式。提示：2Mg＋

點燃O2=====2MgO,3Mg＋N2

點燃點燃=====Mg3N2,2Mg＋CO2=====2MgO＋C[新知研究]研究1氮元素在自然界中的存在形式與N2的物理性質(zhì)氮元素的存在：大多數(shù)氮元素以游離態(tài)的形式存在于空氣中；少部分以化合態(tài)形式存在于動、植物體內(nèi)，土壤及無機鹽中。(2)N2的物理性質(zhì)：無色無味的氣體，難溶于水，密度比空氣略小，所以采集氮氣不可以用排氣法，而用排水法。研究2N2的化學(xué)性質(zhì)氮氣的化學(xué)性質(zhì)特別穩(wěn)固，很難與其余物質(zhì)反響，只有在高溫或放電等特定條件下才能反響，故氮氣常用作保護氣。(1)與氧氣反響：N2＋O22NO。(2)與氫氣反響：N2＋3H22NH3(工業(yè)合成氨)。(3)與開朗金屬Mg反響：N2＋3MgMg3N2。[

成功體驗

]1．以下對于N2的說法中錯誤的選項是(A．往常狀況下N2性質(zhì)很穩(wěn)固，所以

)N2可在電焊時作保護氣高溫B．N2＋O2=====2NO，該反響是汽車尾氣造成污染的主要原由之一C．N2在空氣中約占總質(zhì)量的78%D．在反響：3Mg＋N2高溫,Mg3N2中，N2作氧化劑分析：選CN2在空氣中的體積含量約為78%。[新知研究]研究1NO、NO2的性質(zhì)性質(zhì)一氧化氮二氧化氮顏色無色紅棕色物狀態(tài)氣體氣體理氣味無味刺激性氣味性密度比空氣略大比空氣大質(zhì)溶解性難溶于水易溶于水毒性有毒有毒與氧氣反響與水反響化學(xué)性質(zhì)22232NO＋O===2NO3NO＋HO===2HNO＋NO研究2氮氧化物對環(huán)境的危害及防治根源：氮肥的生產(chǎn)、金屬的冶煉和汽車尾氣的排放。危害：①形成酸雨。②產(chǎn)生光化學(xué)煙霧。③損壞臭氧層。防治：①使用干凈能源，減少氮氧化物排放。②轉(zhuǎn)變汽車尾氣。③廢氣辦理。[必記結(jié)論](1)在氮的氧化物中，氮元素可體現(xiàn)：＋1、＋2、＋3、＋4、5價化學(xué)式分別為N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5，此中N2O3、N2O5分別為HNO2、HNO3的酸酐，N2O俗稱“笑氣”。在氮的氧化物中，簡單發(fā)生的兩個反響為2NO＋O2===2NO2,2NON2O4。[成功體驗]2．(好題共享·選自人教版教材P96·T7)在NO2與水的反響中()A．氮元素的化合價不發(fā)生變化B．NO2不過氧化劑C．NO2不過復(fù)原劑D．NO2既是氧化劑，又是復(fù)原劑分析：選DNO2與水反響的化學(xué)方程式為：3NO2＋H2O===2HNO3NO，此中NO2、HNO3、NO中氮元素的化合價分別為：＋4、＋5、2，故NO2既作氧化劑，又作復(fù)原劑。———————————————[重點語句小結(jié)]————————————————1．氮氣的化學(xué)性質(zhì)特別穩(wěn)固，常溫下很難與其余物質(zhì)反響。2．NO為無色無味氣體，NO2為紅棕色刺激性氣味氣體，它們均為有毒氣體，能惹起呼吸系統(tǒng)疾病。3．NO、NO2的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)變反響為：放電N2＋O2=====2NO2NO＋O2===2NO3NO2＋H2O===2HNO3＋NO4．NO、NO2分別與O2、H2O反響的化學(xué)方程式為4NO＋3O2＋2H2O===4HNO34NO2＋O2＋2H2O===4HNO35．NOx會形成酸雨，惹起光化學(xué)煙霧，損壞臭氧層。計算依照的化學(xué)方程式2NO＋O2===2NO①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO②4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3③4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3④2．不一樣狀況及節(jié)余氣體的體積序號氣體反響節(jié)余氣體節(jié)余氣體的量Ⅰ2②NO13V1ⅡNO2＋NO②NOV(NO)原＋3V(NO2)NO2VO2＝4∶1③無0VNO21ⅢNO2＋O2VO2<4∶1③O2V(O2)－4V(NO2)VNO2>4∶1②③NO122VO23[V(NO)－4V(O)]續(xù)表序號氣體反響節(jié)余氣體節(jié)余氣體的量VNO＝4∶3④無0VO2Ⅳ2VNO>4∶3④NO42NO＋OVO2V(NO)－3V(O)VNO<4∶3④O223VOV(O)－V(NO)2[例1]將充滿NO2和O2混淆氣體的10mL量筒，倒立在盛有水的水槽中，充分反響后，最后節(jié)余1mL氣體，問原混淆氣體中NO2和O2的體積各是多少？分析：NO2和O2混淆物溶于水后發(fā)生以下反響：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3當V(NO2)∶V(O2)＝4∶1時恰巧反響完整?，F(xiàn)節(jié)余1mL氣體，可能是O2也可能是NO，NO是發(fā)生反響3NO2＋H2O===2HNO3＋NO所生成的，所以有兩種可能的狀況：①若

O2節(jié)余，則參加反響的

NO2和

O2為

9mL。依據(jù)4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，4得V(NO2)＝9mL×5＝7.2mL，1V(O2)＝9mL×5＋1mL＝2.8mL。②若NO節(jié)余，即NO2過度，則由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO知，過度的NO2為3mL，則4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3中反響的NO2和O2共7mL。4V(NO2)＝7mL×5＋3mL＝8.6mL，1V(O2)＝7mL×5＝1.4mL。答案：若O2過度，則V(NO2)＝7.2mL，V(O2)＝2.8mL；若NO2過度，則V(NO2)＝8.6mL，V(O2)＝1.4mL。依據(jù)NOx、O2的體積及反響③④判斷哪一種氣體過度。(2)若只已知整體積及節(jié)余體積，則節(jié)余氣體可能為O2或NO。1．將裝有50mLNO2、NO混淆氣體的量筒倒立于水槽中，反應(yīng)后氣體體積減小為30mL，則原混淆氣體中NO2和NO的體積比是()A．5∶3B．3∶5C．3∶2D．2∶3分析：選C設(shè)混淆氣體中NO2的體積為x，差量法：3NO2＋H2O===2HNO3＋NOV3mL

1mL

2mLx

50mL

－30mL＝20mL3mL

2mL＝20mL，解得x＝30mL。則原混淆氣體中NO為50mL－30mL＝20mL，所以V(NO2)∶V(NO)＝30mL∶20mL＝3∶2。酸雨——主假如由SO2和氮氧化物造成的；能使土壤酸化，腐化建筑物等。2．光化學(xué)煙霧——主假如由氮氧化物、碳氫化合物造成的；危害人體健康，影響植物生長。3．臭氧空洞——主假如氮氧化物、氟氯代烴等的排放惹起的；使地球上的生物受太陽紫外線的損害加劇。4．溫室效應(yīng)——主假如由大氣中CO2含量的不停增添造成的；會使全世界天氣變暖。5．白色污染——形成原由是聚乙烯塑料的大批使用，任意丟棄；會損壞土壤構(gòu)造和生態(tài)環(huán)境。6．赤潮和水華——形成原由是生活污水、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等植物營養(yǎng)成分大批富集，致使藻類過分生殖，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”。7．水俁病——含汞的工業(yè)廢水惹起的水體污染，可使魚類中毒，人食用中毒后的魚會造成人體汞中毒。[例2]光化學(xué)煙霧形成的化學(xué)過程是：當汽車尾氣產(chǎn)生的NO2在日光照耀下分解成NO和O時，即開始光化學(xué)煙霧的循環(huán)，不停地產(chǎn)生O3，這個循環(huán)包含以下三個化學(xué)方程式，請增補化學(xué)方程式②：(1)①NO2===NO＋O，②______________________________________________________，③O＋O2===O3。以上三個化學(xué)方程式的總反響式：_________________________________。分析：(1)題目明確指出：光化學(xué)煙霧的循環(huán)過程包含①②③三個化學(xué)反響。由此可推測：反響①NO2===NO＋O中的生成物NO是反響②中的反響物。若要反響③O＋O2===O3不停地發(fā)生，就需要反應(yīng)①不停產(chǎn)生O，故反響②的生成物必然是NO2，不然沒法實現(xiàn)“循環(huán)過程”，反響②為2NO＋O2===2NO。疊加①、②、③三個化學(xué)方程式，即得結(jié)果：3O2===2O3。答案：(1)2NO＋O2===2NO(2)3O2===2O3氮氧化物對環(huán)境的影響硝酸型酸雨的形成：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在日光照耀下，NO2與O2經(jīng)過復(fù)雜的反響生成臭氧；③臭氧與空氣中的一些碳氫化合物發(fā)生作用后，形成光化學(xué)煙霧。氮氧化物對臭氧層的損壞：飛機尾氣中的氮氧化物(NO和NO2)對臭氧層(含O3和O)損壞的反響簡單表示為：O3＋NO===O2＋NO2；O＋NO2===NO＋O2在低空，氮氧化物是空氣中氧氣轉(zhuǎn)變?yōu)槌粞醯拇呋瘎?，造成臭氧污染；在高空，氮氧化物是臭氧轉(zhuǎn)變?yōu)檠鯕獾拇呋瘎?，損壞臭氧層。2．NO對環(huán)境的危害在于()①損壞臭氧層②高溫下能使一些金屬被氧化③造成酸雨④與人體血紅蛋白相聯(lián)合A．僅①③B．僅③④C．①②③D．①③④分析：選ANO在高溫下不可以氧化金屬，②錯誤，④不屬于對環(huán)境的危害，①③正確。[講堂雙基落實]1．(2015·北京高考)以下對于自然界中氮循環(huán)(以下圖)的說法不正確的選項是()A．氮元素均被氧化B．工業(yè)合成氨屬于人工固氮C．含氮無機物和含氮有機物可互相轉(zhuǎn)變D．碳、氫、氧三種元素也參加了氮循環(huán)分析：選

A

人工固氮中氮氣轉(zhuǎn)變?yōu)榘睔?，?/p>

N2轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

NH3的過程，

N化合價由

0→－

3

價，化合價降低，被復(fù)原，故

A錯誤；工業(yè)合成氨是典型的人工固氮方法，故B正確；依據(jù)圖像知，經(jīng)過生物體能夠?qū)@鹽和蛋白質(zhì)互相轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)了含氮的無機物和有機物的轉(zhuǎn)變，故C正確；生物體合成蛋白質(zhì)的過程也有碳、氫、氧三種元素的參加，故D正確。2．常溫常壓下，以下氣體不可以共存的是()A．SO2與

O2

B．NO2與

NOC．O2與

N2

D

．NO與

O2分析：選

D

SO2與

O2反響需要的條件是催化劑，

NO2與

NO不反響；O2與N2反響需要的條件是放電或高溫。3．實驗室采集NO、NO2兩種氣體()A．均可用排水法B．均可用向上排氣法C．NO用向上排氣法，NO2用排水法D．NO用排水法，NO2用向上排氣法分析：選DNO易與空氣中的O2反響，NO2與水反響，故前者不可以用排氣法采集，后者不可以用排水法采集。4．把盛有40mLNO和NO2混淆氣體的量筒倒立在水槽中，充分反響后，量筒中還節(jié)余30mL氣體(氣體體積在同樣條件下測得)。則原混淆氣體中NO和NO2的體積比是()A．1∶3B．3∶5C．5∶3D．3∶1分析：選C3NO2＋H2O===2HNO3＋NOV32V(NO2)40mL－30mL3V(NO2)＝(40mL－30mL)×2＝15mL則混淆氣體中NO的體積為25mL，故NO與NO2的體積比為5∶3。5．往常狀況下，氮氣很不開朗，其原由是N2分子內(nèi)部構(gòu)造穩(wěn)定，不簡單被損壞。在必定條件下氮氣也能夠與其余物質(zhì)反響，有兩種氣體，一種能夠氧化N2，一種能夠復(fù)原N2，請分別寫出這兩個反響的化學(xué)方程式：①氧化N2：______________________________________________；②復(fù)原N2：____________________________________________________。(2)Mg能夠在N2中焚燒生成氮化鎂，寫出該反響的化學(xué)方程式_________________________________________________________________，在該反響中N2表現(xiàn)________性。已知氮化鎂能