1、第二单元第二单元 生产生活中的含氮化合物生产生活中的含氮化合物 专题专题4 4 硫、氮和可持续发展硫、氮和可持续发展 氮氧化物的产生及转化氮氧化物的产生及转化 生命的生命的 元素元素 nitrogen无无 益于生命益于生命 氮是怎样的一种元素呢？氮是怎样的一种元素呢？ 血红蛋白中血红蛋白中 含有含有氮氮元素元素 一些含氮化合物可作一些含氮化合物可作 为航天飞机的燃料为航天飞机的燃料 氮元素的重要作用氮元素的重要作用 在生产、科研领域有广泛应用在生产、科研领域有广泛应用 是生命物质的重要组成元素是生命物质的重要组成元素 氮氮是植物生是植物生 长的必需元素长的必需元素 1、氮元素在自然界中存在的形
2、态有哪些？、氮元素在自然界中存在的形态有哪些？ 2、氮元素有丰富的化合价，试在具体化学氮元素有丰富的化合价，试在具体化学 式中标明式中标明N元素的化合价。元素的化合价。 3、N2有哪些用途？有哪些用途？ 【问题思考问题思考】 哈伯在实验室中首哈伯在实验室中首 次利用次利用氮气和氢气在氮气和氢气在 高温高压下，人工合高温高压下，人工合 成了成了NH3，使大规模使大规模 合成氮肥成为现实。合成氮肥成为现实。 从而结束了人类完全从而结束了人类完全 依靠依靠天然氮肥天然氮肥的历史。的历史。 他也因此被称作：解他也因此被称作：解 救世界粮食危机的化救世界粮食危机的化 学天才。学天才。 利用空气制造面包的
3、人利用空气制造面包的人哈伯哈伯 1、动植物生长需要的是游离态氮？化合态氮？、动植物生长需要的是游离态氮？化合态氮？ 2、空气中的、空气中的N2在一般条件下，容易转化为化在一般条件下，容易转化为化 合物吗？为什么？合物吗？为什么？ 3、在人类还无法将、在人类还无法将N2转化为化合物之前，自转化为化合物之前，自 然界如何实现这一转化呢？然界如何实现这一转化呢？ 【问题思考问题思考】 在新疆和青海交界在新疆和青海交界 处有一狭长的山谷，处有一狭长的山谷， 经常经常电闪雷鸣，雷雨电闪雷鸣，雷雨 交加交加，人和动物都不，人和动物都不 敢进去，奇怪的是这敢进去，奇怪的是这 里的里的牧草茂盛，四季牧草茂盛，
4、四季 常青常青，被当地牧民称，被当地牧民称 为为“魔鬼谷魔鬼谷”。 雷 雨 发 庄 稼 雷 雨 发 庄 稼 氮气与过量氧气在放电条件下的反应氮气与过量氧气在放电条件下的反应 【观察思考观察思考】 接通电源后，瓶内气体颜色有什么变化？为什么？接通电源后，瓶内气体颜色有什么变化？为什么？ 实验步骤实验步骤 实验现象实验现象 (1 ) 1.现有一试管二氧化氮，将其倒置于盛有一现有一试管二氧化氮，将其倒置于盛有一 定量水的烧杯中，一段时间后，观察试管内定量水的烧杯中，一段时间后，观察试管内 的液面有什么变化？气体颜色有何变化？的液面有什么变化？气体颜色有何变化？ (2 ) 取出试管并敞口放置在空气中看
5、到有红棕色取出试管并敞口放置在空气中看到有红棕色 的气体产生，这时什么原因？的气体产生，这时什么原因？ (3 ) 若液面停止上升后仍有无色气体剩余，可再若液面停止上升后仍有无色气体剩余，可再 通入少量通入少量O2这样反复操作几次这样反复操作几次 (4 ) 向烧杯内滴加紫色石蕊试液溶液向烧杯内滴加紫色石蕊试液溶液 通入通入O2，气体由无色变为红棕色，气体由无色变为红棕色， 液面继续上升，气体又变无色液面继续上升，气体又变无色 红棕色逐渐消失，水位红棕色逐渐消失，水位 上升至试管的约上升至试管的约2/3处处 液体充满了整支试管液体充满了整支试管 溶液变成红色溶液变成红色 【观察思考观察思考】 N2
6、 与与 O2 NO O2 NO2 H2O 闪 电 闪 电 硝酸盐硝酸盐 矿物质矿物质 HNO3 揭示揭示“魔鬼谷魔鬼谷”的真相的真相 请完成上述转化过程中属于离子反应的离子方程式；请完成上述转化过程中属于离子反应的离子方程式； 标出的电子转移的方向与数目，并指出氧化剂与还原剂。标出的电子转移的方向与数目，并指出氧化剂与还原剂。 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 不反应不反应 不反应不反应 红棕色红棕色刺激性气味刺激性气味 有毒有毒气体气体 无色无色无味无味有毒有毒气体气体微微 溶溶于水于水 O2和和 H2O O2 H2O 化化 学学 性性 质质 物理性
7、质物理性质 NO2 NO 氮氧化物的性质氮氧化物的性质 思考：如何收集思考：如何收集NO、 NO2气体？气体？ 【归纳整理归纳整理】 3NO2+H2O=2HNO3+NO 2NO+O2=2NO2 【阅读理解阅读理解】课本课本P97 1.氮氧化物有什么益处？氮氧化物有什么益处？ 少量的少量的NO可以促进血管扩张可以促进血管扩张 少量的少量的NO可以增强免疫能力等可以增强免疫能力等 制取硝酸等制取硝酸等 2.氮氧化物对环境有哪些危害？氮氧化物对环境有哪些危害？ 环 境 污 染 环 境 污 染 硝酸型酸雨硝酸型酸雨 光化学烟雾光化学烟雾 臭氧层破坏臭氧层破坏 治 理 措 施 治 理 措 施 1.开发清
8、洁能源，减少排放开发清洁能源，减少排放 2.安装尾气转化装置安装尾气转化装置 3.工业废气处理工业废气处理 来 源 来 源 1.汽车尾气汽车尾气 2.硝酸工厂、氮肥厂、金属的冶炼厂的废气硝酸工厂、氮肥厂、金属的冶炼厂的废气 3.氮氧化物的来源主要有哪些？人们采取哪些措施防止和氮氧化物的来源主要有哪些？人们采取哪些措施防止和 减少减少NOx对环境的污染。对环境的污染。 . 酸雨的危害酸雨的危害 臭氧臭氧+ +碳氢化合物碳氢化合物光化学烟雾光化学烟雾 3O2 2O3 NO2 洛杉矶光化学烟雾洛杉矶光化学烟雾 臭 氧 层 破 坏 臭 氧 层 破 坏 O3 O2 NO 汽车尾气（含烃类、汽车尾气（含烃
9、类、CO、NO和和NO2等）是城市主等）是城市主 要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管装上要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管装上 催化转化器，使催化转化器，使NO或或NO2与与CO反应生成可参与大气生反应生成可参与大气生 态循环的无毒气体，请用相应的化学方程式来表示：态循环的无毒气体，请用相应的化学方程式来表示： 2CO+2NO = 2CO2+N2 4CO+2NO2 = 4CO2+N2 催化剂催化剂 例例1、把盛有、把盛有60 mL NO2气体的试管倒立气体的试管倒立 水中，最后剩余什么气体，体积为多少？水中，最后剩余什么气体，体积为多少？ 科学探究科学探究 例例2、在标准状况下
10、，一个、在标准状况下，一个充满充满NO2气体的干燥气体的干燥 烧瓶，将烧瓶倒置于水中，瓶内液面逐渐上升。烧瓶，将烧瓶倒置于水中，瓶内液面逐渐上升。 当液面不再上升后，烧瓶内溶液的物质的量浓当液面不再上升后，烧瓶内溶液的物质的量浓 度为（假设溶液不扩散）度为（假设溶液不扩散） 。 22.4 1 mol/L 科学探究科学探究 例例3、在标准状况下，一个充满、在标准状况下，一个充满NO2和和NO的混合气体的混合气体(V NO2 ： ：V NO=1：1)的干燥烧瓶，将烧瓶倒置于水中，瓶的干燥烧瓶，将烧瓶倒置于水中，瓶 内液面逐渐上升。当液面不再上升后，烧瓶内溶液的物内液面逐渐上升。当液面不再上升后，烧
11、瓶内溶液的物 质的量浓度为（假设溶液不扩散）质的量浓度为（假设溶液不扩散） 。 22.4 1 mol/L 科学探究科学探究 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 2NO + O2 = 2NO2 2+得：得： 想想看：想想看： 若将若将NO2和和O2同时通入水中的反应是什么？同时通入水中的反应是什么？ 4NO2 + O2 +2H2O = 4HNO3 同理同理2+3得：得： 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 NO与与O2？ V(NO2):V(O2) =4:1，恰好完全反应。无气体剩余。，恰好完全反应。无气体剩余。 4:1，NO2过量过量,剩余气体为剩余气体为NO？。 例例
12、4、 将体积为将体积为10mL的试管倒置于盛水的水槽中，先向试管中的试管倒置于盛水的水槽中，先向试管中 注入一定量的注入一定量的NO，再通入，再通入O2，两种气体共为，两种气体共为10mL，水面逐渐上，水面逐渐上 升，至余升，至余3mL气体时为止。求原混合气体中气体时为止。求原混合气体中NO和和O2各多少毫升？各多少毫升？ 根据根据 刚才的分析可以知道，在不知道具体哪个多的情况刚才的分析可以知道，在不知道具体哪个多的情况 下有气体剩余，则剩余气体可能是下有气体剩余，则剩余气体可能是NO；也可能是；也可能是O2 解解（1）若剩余气体为若剩余气体为NO则氧气完全反应，设氧气的体积为则氧气完全反应，
13、设氧气的体积为x 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 4 3 x 4x/3 4x/3+ x = （10-3）=7mL x=3mL V(NO)=7mL （2）若剩余气体为若剩余气体为O2,则则NO完全反应，设完全反应，设NO的体积为的体积为y 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 4 3 3y/4 y y+ 3y/4 =（10-3）=7mL y=4mL V(O2)=6mL NO2与与Br2蒸汽的鉴别：蒸汽的鉴别： 【目标检测目标检测】 1. 常温常压下，下列气体不能共存的是常温常压下，下列气体不能共存的是 ASO2与与O2 BNO2与与NO CO2与与N2 DNO与与O
14、2 2下列气体溶解于水下列气体溶解于水，没有发生氧化还原没有发生氧化还原 反应的是反应的是 ASO2溶解于水溶解于水 BNO2溶解于水溶解于水 CCO2溶解于水溶解于水 DCl2溶解于水溶解于水 D AC 3、某无色混合气体中可能含有、某无色混合气体中可能含有Cl2 、O2 、 SO2 、NO 、NO2 中的两种或多种气体。中的两种或多种气体。 现将此混合气体通过品红溶液后，品红现将此混合气体通过品红溶液后，品红 溶液褪色，把剩余气体排入空气中，很溶液褪色，把剩余气体排入空气中，很 快变为红棕色。对于原混合气体成分的快变为红棕色。对于原混合气体成分的 判断中正确的是判断中正确的是 A 肯定有肯
15、定有SO2 和和NO B 肯定没有肯定没有Cl2 、O2和和NO2 C 可能有可能有Cl2和和O2 D 肯定只有肯定只有NO AB 4、选用下列物质填空（、选用下列物质填空（填序号填序号） 二氧化碳二氧化碳 二氧化硫二氧化硫 氮氧化物氮氧化物 会破坏臭氧层的物质是会破坏臭氧层的物质是 导致光化学烟雾的物质是导致光化学烟雾的物质是 造成酸雨的物质是造成酸雨的物质是 5、盛有、盛有NO和和NO2的混合气体的量筒倒立在的混合气体的量筒倒立在 盛有水的水槽中，过一段时间后，量盛有水的水槽中，过一段时间后，量 筒内的气体体积减小为原来的一半。筒内的气体体积减小为原来的一半。 则原混合气体中则原混合气体中NO和和NO2的体积比是的体积比是 A31 B13 C21 D12 B
