黑龙江省海林市高中化学 第四章 非金属及其化合物 第三节 硫和氮的氧化物（第2课时）二氧化氮和一氧化氮 二氧化硫和二氧化氮对大气的污染课件 新人教版必修1

第2课时 二氧化氮和一氧化氮二氧化硫和二氧化氮对大气的污染【学习目标【学习目标】1.1.了解了解NONO、NONO2 2的性质。的性质。2.2.了解了解SOSO2 2、NONO、NONO2 2对环境质量的影响。对环境质量的影响。3.3.能对能对NONO、NONO2 2、O O2 2溶于水进行简单计算。溶于水进行简单计算。【新知预习【新知预习】一、氮气、一氧化氮和二氧化氮一、氮气、一氧化氮和二氧化氮(1)N(1)N2 2和和O O2 2在一定条件下能发生反应吗？在一定条件下能发生反应吗？(2)NO(2)NO和和NONO2 2是氮元素的两种重要氧化物，它们有哪些重要的化是氮元素的两种重要氧化物，它们有哪些重要的化学性质？学性质？1.1.氮气氮气通常状况下，通常状况下，N N2 2性质稳定，与性质稳定，与O O2 2不发生反应，但在不发生反应，但在_或高温或高温条件下，两者可直接化合，化学方程式为条件下，两者可直接化合，化学方程式为_。放电放电N N2 2+O+O2 2 2NO2NO放电或高温放电或高温=2.2.氮的两种常见氧化物氮的两种常见氧化物(1)(1)物理性质。物理性质。颜色颜色气味气味毒性毒性密度密度水溶性水溶性 NONO_无味无味_比空气比空气_NONO2 2_比空气比空气_无色无色有毒有毒略大略大不溶不溶红棕色红棕色刺激性气味刺激性气味有毒有毒大大易溶易溶(2)(2)化学性质。化学性质。NO NONO NO2 2有关反应的化学方程式：有关反应的化学方程式：_。_。O O2 2H H2 2O O2NO+O2NO+O2 2=2NO=2NO2 23NO3NO2 2+H+H2 2O=2HNOO=2HNO3 3+NO+NO二、二、SOSO2 2、NONO2 2对大气的污染对大气的污染(1)SO(1)SO2 2、NONO2 2对大气有何危害？如何防治？对大气有何危害？如何防治？(2)(2)什么是酸雨？它是如何形成的？有何危害？什么是酸雨？它是如何形成的？有何危害？1.SO1.SO2 2与与NONO2 2的主要来源、危害和防治的主要来源、危害和防治 SOSO2 2: :主要来源于主要来源于_和某些含硫的金属矿物的和某些含硫的金属矿物的 燃烧或冶炼；燃烧或冶炼； NONO2 2: :主要来自于主要来自于_。 引起大气污染，直接危害人体健康；引起大气污染，直接危害人体健康； 溶于水形成溶于水形成_。 调整能源结构，发展清洁能源；调整能源结构，发展清洁能源； 研究煤的脱硫技术，改进燃烧技术，减少二氧化研究煤的脱硫技术，改进燃烧技术，减少二氧化 硫和氮氧化物的排放；硫和氮氧化物的排放； 加强工厂废气的回收处理；加强工厂废气的回收处理； 改进汽车尾气的处理技术，控制尾气排放。改进汽车尾气的处理技术，控制尾气排放。(1)(1)来源来源煤、石油煤、石油汽车尾气汽车尾气(2)(2)危害危害酸雨酸雨(3)(3)防治防治2.2.酸雨酸雨(1)(1)概念：概念：_的降雨。的降雨。(2)(2)成因成因: :主要是大气中的主要是大气中的_溶于水形成的。溶于水形成的。pHpH5.65.6SOSO2 2与与NONO2 2(3)(3)两种类型两种类型( (硫酸型、硝酸型硫酸型、硝酸型) )。硫硫酸酸型型 转化关系转化关系 SOSO2 2HH2 2SOSO3 3HH2 2SOSO4 4 方程式方程式 SOSO2 2+H+H2 2O HO H2 2SOSO3 3, ,2H2H2 2SOSO3 3O O2 2=2H=2H2 2SOSO4 4 _硝硝酸酸型型 转化关系转化关系 方程式方程式 NONO2 2HNOHNO3 3 3NO3NO2 2+H+H2 2O=2HNOO=2HNO3 3+NO+NO_(4)(4)危害。危害。直接破坏农作物、森林、草原，使土壤、湖泊酸化。直接破坏农作物、森林、草原，使土壤、湖泊酸化。加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。【正误立判【正误立判】1.1.打开盛有打开盛有NONO的集气瓶，瓶口观察到红棕色气体。的集气瓶，瓶口观察到红棕色气体。( )( )分析：分析：正确。瓶口处的正确。瓶口处的NONO接触空气，与空气中接触空气，与空气中O O2 2化合生成红棕化合生成红棕色的色的NONO2 2气体。气体。2.NO2.NO2 2与与H H2 2O O反应时，反应时，NONO2 2作氧化剂，作氧化剂，H H2 2O O作还原剂。作还原剂。( )( )分析：分析：错误。错误。3NO3NO2 2+H+H2 2O=2HNOO=2HNO3 3+NO+NO反应中反应中NONO2 2既作氧化剂，又作还原剂。既作氧化剂，又作还原剂。3.3.工业上大量燃烧化石燃料，是造成酸雨的主要原因。工业上大量燃烧化石燃料，是造成酸雨的主要原因。( )( )分析：分析：正确。化石燃料中含正确。化石燃料中含S S、N N等元素，燃烧时会产生等元素，燃烧时会产生SOSO2 2、NONO2 2排入大气中，大气中排入大气中，大气中SOSO2 2、NONO2 2溶于水形成酸性溶液，随雨水溶于水形成酸性溶液，随雨水降下就可能形成酸雨。降下就可能形成酸雨。4.4.除去除去NONO中混有的少量中混有的少量NONO2 2杂质，可将混合气体通过盛杂质，可将混合气体通过盛H H2 2O O的洗的洗气瓶。气瓶。( ( ) )分析：分析：正确。因为正确。因为NONO2 2与与H H2 2O O反应能生成反应能生成NONO，既能除去，既能除去NONO2 2，又，又不引入其他杂质。不引入其他杂质。5.NO5.NO2 2既能用排空气法收集又能用排水法收集，而既能用排空气法收集又能用排水法收集，而NONO只能用排只能用排水法收集。水法收集。( )( )分析：分析：NONO2 2不能用排水法收集，因为不能用排水法收集，因为NONO2 2能与能与H H2 2O O发生反应。发生反应。【课堂探究【课堂探究】一、氮的氧化物溶于水的计算规律总结一、氮的氧化物溶于水的计算规律总结1.1.相关化学方程式相关化学方程式3NO3NO2 2+H+H2 2O=2HNOO=2HNO3 3+NO+NO2NO+O2NO+O2 2=2NO=2NO2 2 4NO4NO2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O=4HNOO=4HNO3 3 4NO+3O4NO+3O2 2+2H+2H2 2O=4HNOO=4HNO3 3总反应式总反应式2.2.氮的氧化物溶于水的可能情况氮的氧化物溶于水的可能情况序号序号气气 体体反应反应剩余气体剩余气体 22V(NO )41V(O ) 22V(NO )41V(O ) 22V(NO )41V(O ) NONO2 2 NONONONO2 2+NO +NO NONONONO2 2+O+O2 2无无O O2 2先先后后NO NO 序号序号气气 体体反应反应剩余气体剩余气体 2V(NO)43V(O ) 2V(NO)43V(O ) 2V(NO)43V(O ) NO+ONO+O2 2无无 NONOO O2 2 【特别提醒【特别提醒】(1)(1)氮的氧化物或氮的氧化物与氮的氧化物或氮的氧化物与O O2 2的混合气体溶的混合气体溶于水时，剩余的气体可能是于水时，剩余的气体可能是O O2 2，也可能是，也可能是NONO，但不可能是，但不可能是NONO2 2，因为因为NONO2 2又会与水反应生成又会与水反应生成NONO。(2)(2)对于连续发生的化学反应，可用化学方程式叠加的反应而对于连续发生的化学反应，可用化学方程式叠加的反应而得到复合反应，解决问题更简便。得到复合反应，解决问题更简便。【典例【典例1 1】(2015(2015襄樊高一检测襄樊高一检测) )将将40 40 mLmL NO NO2 2和和NONO的混合气体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 20 mLmL气体，则原混合气体中气体，则原混合气体中NONO2 2和和NONO的体积比为的体积比为( )( )A.21A.21B.13B.13C.31C.31D.11 D.11 【思路点拨【思路点拨】3NO3NO2 2+H+H2 2O=2HNOO=2HNO3 3+NO+NO，气体总体积减小，可考，气体总体积减小，可考虑采用虑采用“差量法差量法”进行相关计算。进行相关计算。【解析【解析】选选C C。3NO3NO2 2+H+H2 2O=2HNOO=2HNO3 3+NO V+NO V3 3 mLmL 1 1 mLmL 2 2 mLmLV(NOV(NO2 2) (40 mL-20 ) (40 mL-20 mLmL) ) 解得解得V(NOV(NO2 2)=30 )=30 mLmL所以原混合气体中所以原混合气体中V(NO)=40 mL-30 mL=10 mLV(NO)=40 mL-30 mL=10 mL，因此因此V(NOV(NO2 2)V(NO)=30 mL10 mL=31)V(NO)=30 mL10 mL=31。2V(NO )3 mL2 mL40 mL20 mL，【方法技巧【方法技巧】NONO2 2、O O2 2溶于水剩余气体的量的计算方法溶于水剩余气体的量的计算方法(1)(1)一定量一定量NONO2 2溶于水，剩余气体为溶于水，剩余气体为NONO根据根据3NO3NO2 2+H+H2 2O=2HNOO=2HNO3 3+NO+NO，推知，推知V(NO)= V(NOV(NO)= V(NO2 2) )。(2)(2)一定量一定量NONO2 2和一定量和一定量O O2 2组成的混合气体溶于水剩余气体有三组成的混合气体溶于水剩余气体有三种可能：种可能：V(NOV(NO2 2)V(O)V(O2 2)=41)=41时，恰好完全反应，无气体剩余。时，恰好完全反应，无气体剩余。V(NOV(NO2 2)V(O)V(O2 2)41)41)41时，有时，有NONO剩余，剩余，根据反应根据反应4NO4NO2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O=4HNOO=4HNO3 33NO3NO2 2+H+H2 2O=2HNOO=2HNO3 3+NO+NO，推知，推知V(NO)= V(NO)= V(NOV(NO2 2)-4V(O)-4V(O2 2) )。13【变式训练【变式训练】一定条件下，将等体积的一定条件下，将等体积的NONO和和O O2 2一同置于试管中，一同置于试管中，并将试管倒立于水中，充分反应后剩余气体的体积约为原气体并将试管倒立于水中，充分反应后剩余气体的体积约为原气体总体积的总体积的( )( )13A B4413C D88【解析【解析】选选C C。假定。假定NONO、O O2 2的体积分别为的体积分别为V mLV mL，根据反应，根据反应4NO+3O4NO+3O2 2+2H+2H2 2O=4HNOO=4HNO3 3，推知反应后，推知反应后O O2 2有剩余，剩余有剩余，剩余O O2 2的体积的体积为为V(OV(O2 2) )余余=V mL- V mL= mL=V mL- V mL= mL，所以剩余，所以剩余O O2 2的体积为原气体总的体积为原气体总体积的体积的 。34V418二、常见环境污染及危害二、常见环境污染及危害环境污染环境污染形成原因形成原因主要危害主要危害 温室效应温室效应 酸雨酸雨 光化学烟雾光化学烟雾 大气中大气中COCO2 2含量不断增加含量不断增加全球变暖，冰雪融化全球变暖，冰雪融化SOSO2 2和氮氧化物的排放和氮氧化物的排放 土壤酸化，腐蚀建土壤酸化，腐蚀建筑物筑物 氮氧化物和碳氢化合物氮氧化物和碳氢化合物的排放的排放 危害人体健康和植危害人体健康和植物生长物生长 环境污染环境污染形成原因形成原因主要危害主要危害 臭氧空洞臭氧空洞 赤潮和水华赤潮和水华 白色污染白色污染 氮氧化物和氟氯代烃的氮氧化物和氟氯代烃的排放排放 地球上的生物受太阳地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧紫外线的伤害加剧含磷洗衣粉的大量使用含磷洗衣粉的大量使用及其废水的任意排放及其废水的任意排放使藻类过度繁殖，水使藻类过度繁殖，水质恶化，发生在海水质恶化，发生在海水中为赤潮，淡水中为中为赤潮，淡水中为水华水华 塑料的大量使用，任塑料的大量使用，任意丢弃意丢弃 破坏土壤结构和生破坏土壤结构和生态环境态环境 【特别提醒【特别提醒】酸雨、光化学烟雾、臭氧空洞均与氮的氧化物有酸雨、光化学烟雾、臭氧空洞均与氮的氧化物有关。关。【典例【典例2 2】(2015(2015枣庄高一检测枣庄高一检测) )空气是人类生存所必需的重空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程蓝天工程”得到了全民的得到了全民的支持。下列措施不利于支持。下列措施不利于“蓝天工程蓝天工程”建设的是建设的是( )( )A.A.推广使用燃煤脱硫技术，防治推广使用燃煤脱硫技术，防治SOSO2 2污染污染B.B.实施绿化工程，防治扬尘污染实施绿化工程，防治扬尘污染C.C.研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染D.D.加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应量加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应量【思路点拨【思路点拨】解答此类题目有两个关键点：解答此类题目有两个关键点：(1)(1)了解常见环境污染的主要污染物及主要来源。了解常见环境污染的主要污染物及主要来源。(2)(2)了解常见环境污染的防治措施。了解常见环境污染的防治措施。【解析【解析】选选D D。A A项，燃煤脱硫后，煤燃烧产生的项，燃煤脱硫后，煤燃烧产生的SOSO2 2减少，有减少，有助于防治助于防治SOSO2 2污染；污染；B B项，加强环境绿化，减少空气中的烟尘，项，加强环境绿化，减少空气中的烟尘，有助于防治扬尘污染；有助于防治扬尘污染；C C项，研制开发燃料电池汽车，减少汽项，研制开发燃料电池汽车，减少汽油、柴油的燃烧，使机动车尾气中的油、柴油的燃烧，使机动车尾气中的NONOx x和和SOSO2 2减少，能减轻机减少，能减轻机动车尾气污染；动车尾气污染；D D项，增加化石燃料供应量，会向大气中排放项，增加化石燃料供应量，会向大气中排放更多的更多的SOSO2 2及及NONOx x，更易导致大气污染。，更易导致大气污染。【延伸探究【延伸探究】燃煤脱硫，有助于防治燃煤脱硫，有助于防治SOSO2 2污染；向燃煤中加入污染；向燃煤中加入一定量石灰石，使煤中的硫在煤燃烧时以一定量石灰石，使煤中的硫在煤燃烧时以CaSOCaSO4 4形式固定下来，形式固定下来，减少减少SOSO2 2排放，也是防治排放，也是防治SOSO2 2污染的一个有效措施，化学上称之污染的一个有效措施，化学上称之为为“钙基固硫钙基固硫”，你能用化学方程式表示，你能用化学方程式表示“钙基固硫钙基固硫”的原理的原理吗？吗？提示：提示：CaCOCaCO3 3 CaO+CO CaO+CO2 2CaO+SOCaO+SO2 2 CaSO CaSO3 32CaSO2CaSO3 3+O+O2 2 2CaSO 2CaSO4 4高温高温=【变式备选【变式备选】(2015(2015吉安高一检测吉安高一检测) )以下非金属氧化物与其引以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是起的环境问题及主要来源对应正确的是( )( )氧化物氧化物环境问题环境问题主要来源主要来源 A ACOCO2 2酸雨酸雨化石燃料的燃烧化石燃料的燃烧 B BSOSO2 2光化学烟雾光化学烟雾汽车尾气的排放汽车尾气的排放 C CNONO2 2臭氧层空洞臭氧层空洞雷雨天气雷雨天气 D DCOCOCOCO中毒中毒汽车尾气和化石燃汽车尾气和化石燃料的不完全燃烧料的不完全燃烧 【解析【解析】选选D D。导致酸雨的主要物质是二氧化硫和氮氧化物，。导致酸雨的主要物质是二氧化硫和氮氧化物，COCO2 2能造成温室效应，不会导致酸雨，能造成温室效应，不会导致酸雨，A A错；造成光化学烟雾的错；造成光化学烟雾的是烃类化合物和氮氧化物，引起臭氧空洞的是氟氯代烃，是烃类化合物和氮氧化物，引起臭氧空洞的是氟氯代烃，SOSO2 2主要来源于化石燃料的燃烧，氮氧化物主要来源于汽车尾气，主要来源于化石燃料的燃烧，氮氧化物主要来源于汽车尾气，B B、C C错；错；COCO易导致人体中毒，易导致人体中毒，D D正确。正确。【牛刀小试【牛刀小试】1 1下列各组气体，在常温常压下不能共存的是下列各组气体，在常温常压下不能共存的是( )( )A.SOA.SO2 2与与O O2 2B.NOB.NO与与O O2 2C.OC.O2 2与与N N2 2D.NOD.NO2 2与与O O2 2【解析【解析】选选B B。NONO和和O O2 2在常温常压下易发生化合反应生成在常温常压下易发生化合反应生成NONO2 2：2NO+O2NO+O2 2=2NO=2NO2 2；而；而SOSO2 2和和O O2 2反应需催化剂、加热；反应需催化剂、加热；N N2 2和和O O2 2反应反应需放电或高温条件。需放电或高温条件。2 2我国城市环境中的大气污染物主要是我国城市环境中的大气污染物主要是( )( )A ACOCO2 2、ClCl2 2、N N2 2、酸雨、酸雨B BSOSO2 2、COCO、NONO2 2、烟尘、烟尘C CNHNH3 3、COCO、NONO2 2、雾、雾D DSOSO2 2、HClHCl、N N2 2、粉尘、粉尘【解析【解析】选选B B。我国城市。我国城市空气质量日报空气质量日报中报导的主要污染中报导的主要污染物是物是COCO、NONO2 2、SOSO2 2及烟尘。及烟尘。3 3最新的病毒学研究证实，一氧化氮对最新的病毒学研究证实，一氧化氮对SARSSARS病毒有直接抑制病毒有直接抑制作用。下列关于一氧化氮的叙述正确的是作用。下列关于一氧化氮的叙述正确的是( )( )A.A.一氧化氮是一种红棕色的气体一氧化氮是一种红棕色的气体B.B.常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合C.C.一氧化氮可以由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到一氧化氮可以由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到D.D.一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集【解析【解析】选选C C。A A项，项，NONO是无色气体，是无色气体，NONO2 2是红棕色气体；是红棕色气体；B B项，项，NONO与与O O2 2能直接发生化合反应能直接发生化合反应2NO+O2NO+O2 2=2NO=2NO2 2；C C项，项，N N2 2+O+O2 22NO2NO；D D项，项，NONO不溶于水，可用排水法收集。不溶于水，可用排水法收集。放电放电=4.4.在标准状况下，将在标准状况下，将O O2 2与与NONO按按3434的体积比充满一个干燥烧瓶，的体积比充满一个干燥烧瓶，将烧瓶倒置于水中，瓶内液面逐渐上升，最后烧瓶内溶液的物将烧瓶倒置于水中，瓶内液面逐渐上升，最后烧瓶内溶液的物质的量浓度最接近于质的量浓度最接近于( )( )A.0.045 molLA.0.045 molL-1-1B.0.036 molLB.0.036 molL-1-1C.0.026 molLC.0.026 molL-1-1D.0.030 molLD.0.030 molL-1-1【解析【解析】选选C C。由于。由于NONO和和O O2 2恰好反应：恰好反应：4NO+3O4NO+3O2 2+2H+2H2 2O=O=4HNO4HNO3 3，即最后溶液充满整个烧瓶。设烧瓶容积为，即最后溶液充满整个烧瓶。设烧瓶容积为V LV L，则，则n(NO)=n(HNOn(NO)=n(HNO3 3)= V/22.4 mol)= V/22.4 mol，而反应后溶液体积为，而反应后溶液体积为V LV L，故，故c(HNOc(HNO3 3)= mol)= molL L-1-1=0.026 mol=0.026 molL L-1-1。474V / 22.47V5.(20155.(2015汕头高一检测汕头高一检测) )汽车尾气中的汽车尾气中的NONO，是造成大气污染的，是造成大气污染的物质之一，但物质之一，但NONO又是工业生产硝酸的中间产物，另外又是工业生产硝酸的中间产物，另外NONO在人体在人体的血管中又有传送信息的功能。的血管中又有传送信息的功能。(1)(1)写出写出NONO造成酸雨的两个化学反应方程式：造成酸雨的两个化学反应方程式：_。(2)(2)在汽车尾气排放管中安装一个在汽车尾气排放管中安装一个“催化转换器催化转换器”( (用铂、钯合用铂、钯合金作催化剂金作催化剂) )，可将尾气中另一种有害气体，可将尾气中另一种有害气体COCO跟跟NONO反应转化为反应转化为无毒气体。无毒气体。写出写出COCO与与NONO反应的化学方程式：反应的化学方程式：_。【解析【解析】(1)HNO(1)HNO3 3是酸雨的成分之一，是酸雨的成分之一，NONO与空气中的与空气中的O O2 2及及H H2 2O O反反应可生成应可生成HNOHNO3 3，化学方程式为，化学方程式为2NO+O2NO+O2 2=2NO=2NO2 2，3NO3NO2 2+H+H2 2O=O=2HNO2HNO3 3+NO+NO。(2)NO(2)NO与与COCO在催化剂条件下反应生成的无毒气体为在催化剂条件下反应生成的无毒气体为COCO2 2和和N N2 2，有，有关反应的化学方程式为关反应的化学方程式为2NO+2CO 2CO2NO+2CO 2CO2 2+N+N2 2。答案答案：(1)2NO+O(1)2NO+O2 2=2NO=2NO2 2，3NO3NO2 2+H+H2 2O=2HNOO=2HNO3 3+NO+NO(2)2NO+2CO 2CO(2)2NO+2CO 2CO2 2+N+N2 2铂、钯合金铂、钯合金=铂、钯合金铂、钯合金=