氮氧化合物的产生及转化

专题4 硫、氮和可持续发展第二单元 生产生活中的含氮化合物氮氧化合物的产生及转化一、氮氧化物的产生及转化一、氮氧化物的产生及转化（一）氮元素的重要作用（一）氮元素的重要作用生命物质的重要组成元素生命物质的重要组成元素在生产、科学研究领域的广泛应用在生产、科学研究领域的广泛应用空气中空气中氮气氮气的体积分数的体积分数78%，氧气氧气的体积分的体积分数数21%，还有少量的，还有少量的CO2及稀有气体。及稀有气体。氮气氮气是空气的主要成分，氮元素是组成蛋白质的是空气的主要成分，氮元素是组成蛋白质的必需元素，是生命的重要组成元素。但空气必需元素，是生命的重要组成元素。但空气中氮元素的化学性质稳定，只有少数中氮元素的化学性质稳定，只有少数豆科植豆科植物物能够直接吸收转化加以利用。直到能够直接吸收转化加以利用。直到1919年年，德国化学家，德国化学家哈伯哈伯在实验室中首次人工合成在实验室中首次人工合成了了NH3，才使大规模合成化肥成为现实。但，才使大规模合成化肥成为现实。但含氮化合物的使用也给人类生活带来了巨大含氮化合物的使用也给人类生活带来了巨大的危害！的危害！N2+3H2 2NH3催化剂催化剂高温高压高温高压氮的存在氮的存在空气空气:N2血红蛋白中血红蛋白中叶绿素中叶绿素中一一.氮气的物理性质氮气的物理性质氮气是无色无味密度比空气稍小，熔、氮气是无色无味密度比空气稍小，熔、沸点低，难溶于水的气体沸点低，难溶于水的气体1）氮气跟氢气的反应（合成氨）N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3（工业合成氨）（工业合成氨）（工业合成氨）（工业合成氨）高温、高压催化剂2）氮气跟氧气的反应）氮气跟氧气的反应N2O22NO放电放电放电放电3）氮气跟某些金属的反应MgMg3 3NN2 2NN2 23Mg3Mg点燃点燃点燃点燃氮气的化学性质氮气的化学性质在闪电作用下，游离态的氮气转化为化合态的氮化物在闪电作用下，游离态的氮气转化为化合态的氮化物“雷雨发庄稼雷雨发庄稼”N2与与O2NOO2NO2H2OHNO3闪闪电电矿矿物物质质硝酸盐硝酸盐氮氧化合物的产生及转化2NO+O2 2NO23 3NONO2 2+H+H2 2O O 2HNO2HNO3 3+NO+NON2+O2 2NO放电放电二、氮的氧化物二、氮的氧化物、NO的性质的性质无色且无味气体，有毒，微溶于水（使人中毒无色且无味气体，有毒，微溶于水（使人中毒原理与原理与CO相同，都是与血红蛋白结合，使其失相同，都是与血红蛋白结合，使其失去输送氧气的功能）去输送氧气的功能）如何收集如何收集NO气体？气体？收集NO只能用排水法不能用排空气法，只能用排水集气法。、NO2的性质的性质红棕色红棕色有刺激性气味气体，有毒，易溶于有刺激性气味气体，有毒，易溶于水（与水反应）水（与水反应）3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO2 N2O4（无色）（无色）如何收集如何收集NO2气体？气体？不能用排水集气法，不能用排水集气法，只能用排空气法。只能用排空气法。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可溶于水气体可溶于水无色无色无味无味有毒有毒气体气体微溶微溶于水于水 O2 H2O化化学学性性物理性物理性NONO2 2NONO氮氧化物的性质氮氧化物的性质【3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO+O2=2NO2排水法排水法向上排向上排空气法空气法收集方法收集方法科学探究科学探究现现给给你你一一试试管管一一氧氧化化氮氮、二二氧氧化化氮氮，其其它它药药品仪器自选，探究氮的氧化物的性质。品仪器自选，探究氮的氧化物的性质。实验一：实验一：将装有的试管与空气接触将装有的试管与空气接触现象：现象：发现试管中气体变红发现试管中气体变红解释：解释：2NO+O2=2NO2无色无色红色红色实验二实验二将一支充满二氧化氮的试管倒立在水将一支充满二氧化氮的试管倒立在水槽中槽中HNO3 NO思考？3 NO2+H2O=2 HNO3+NO3 NO2+H2O=2 HNO3+NO2 2、所得溶液为无色、所得溶液为无色 1 1、试管内液面上升至、试管内液面上升至2/3 2/3 3 3、气体由红棕色变为无色、气体由红棕色变为无色 现现象象解释解释：3NO2+H2O=2HNO3+NO二氧化氮为红棕色气体，易溶于水，二氧化氮为红棕色气体，易溶于水，一氧化氮为无色气体，难溶于水。一氧化氮为无色气体，难溶于水。+l +2 +3 +4 +4 +5N N2 2O O、NONO、N N2 2O O3 3、NONO2 2、N N2 2O O4 4、N N2 2O O5 5 N2O3是HNO2的酸酐 N2O5是HNO3的酸酐知识拓展知识拓展 某酸脱去一分子的水某酸脱去一分子的水,所剩下的部分称为该酸的所剩下的部分称为该酸的酸酐酸酐。有关计算有关计算(水足量水足量)洛杉矶光化学烟洛杉矶光化学烟雾雾二、氮氧化合物与环境的关系二、氮氧化合物与环境的关系笼罩曼哈顿的光化学烟雾笼罩曼哈顿的光化学烟雾2、臭臭氧氧空空洞洞二、氮氧化合物与环境 形成酸雨 破坏臭氧层 形成光化学烟雾 有毒（1 1）危害：）危害：（2 2）来源：）来源：（3 3）防治：）防治：氮氧化物主要来源于化石燃料的氮氧化物主要来源于化石燃料的燃烧，汽车尾气、工厂废气的排燃烧，汽车尾气、工厂废气的排放，其中，汽车尾气是城市大气放，其中，汽车尾气是城市大气中氮氧化物的主要来源之一。中氮氧化物的主要来源之一。开发使用洁净能源；开发使用洁净能源；对工厂排放的废气进行处理对工厂排放的废气进行处理对汽车尾气进行净化处理。对汽车尾气进行净化处理。二、氮氧化合物与环境 汽车尾气（含烃类、汽车尾气（含烃类、CO、NO和和NO2等）等）是城市主要污染源之一，治理的办法之一是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催化转化器，使在汽车排气管装上催化转化器，使NO或或NO2与与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气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：体，请用相应的化学方程式来表示：2CO+2NO=2CO2+N24CO+2NO2 =4CO2+N2催化剂催化剂容积为10 mL的试管中充满NO2和O2的混合气体，倒立于盛水的水槽中：(1)若水全部充满试管，则原混合气体中NO2与O2的体积分别为_mL、_mL。(2)若最后剩余气体为1 mL，则原混合气体中NO2的体积可能是_mL或_mL 小结：小结：1 1、氮气（、氮气（N N2 2）的化学性质：）的化学性质：2 2、氮的氧化物的化学性质：、氮的氧化物的化学性质：练习 1、下列除去杂质的操作方法正确的是（AC ）A、NO中有少量的NO2：用水洗涤后再干燥B、食盐中有少量的NH4Cl：加过量的烧碱溶液后加热蒸干C、N2中有少量的O2：通过灼热的铜网D、硝酸中溶有少量NO2,可向硝酸中加入少量水，使NO2与水反应生成硝酸。2、在标准状况下，将、在标准状况下，将O2和和NO2按按1：4的体积比充满干燥烧瓶，把烧瓶倒置的体积比充满干燥烧瓶，把烧瓶倒置于水中，瓶内液体逐渐上升，假设烧于水中，瓶内液体逐渐上升，假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶质的瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶质的物质的量浓度为物质的量浓度为A、1/14 B、4/5C、1/28 D、1/42