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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 第一课时氮氧化物的产生及转化新知初探自学导引新知初探自学导引自主学习自主学习一、氮元素的存在及氮气一、氮元素的存在及氮气1氮元素的存在氮元素的存在游离游离化合化合 2氮气的物理性质 3.氮气的化学性质(很稳定)(填化学方程式)颜色颜色气味气味状态状态水溶性水溶性无无无无气体气体_溶溶于水于水难难想一想想一想1为什么不采用向下排气法收集氮气？为什么不采用向下排气法收集氮气？提示：提示：空气的相对分子质量空气的相对分子质量(平均平均)为为29，而，而氮气的相对分子质量为氮气的相对分子质量为28，二者密度相差，二者密度相差很小，不便于排气。很小，不便于排气。二、氮氧化物及环境问题二、氮氧化物及环境问题1在常温下，一氧化氮为在常温下，一氧化氮为_色色_味味_毒的气体，毒的气体，_溶于水，在空气中很不稳溶于水，在空气中很不稳定，易被空气中的氧气氧化成定，易被空气中的氧气氧化成_，其反，其反应的化学方程式为应的化学方程式为_。2常温下，二氧化氮为常温下，二氧化氮为_色有色有_性气味的性气味的_毒气体，毒气体，_溶于水且能溶于水且能与水反应，其反应的化学方程式为与水反应，其反应的化学方程式为_。无无无无有有微微NO22NOO2=2NO2红棕红棕刺激刺激有有易易3NO2H2O=2HNO3NO3空气中的空气中的NO2不但能形成不但能形成_，在日光，在日光照射下，还能使氧气经过复杂的反应生成臭照射下，还能使氧气经过复杂的反应生成臭氧，该物质再与空气中的一些碳氢化合物发氧，该物质再与空气中的一些碳氢化合物发生作用，产生一种有毒的烟雾，称为生作用，产生一种有毒的烟雾，称为_。为了防止氮的氧化物对空气产。为了防止氮的氧化物对空气产生污染，人们提出许多办法和措施。例如：生污染，人们提出许多办法和措施。例如：_、_、_、_。酸雨酸雨光化光化学烟雾学烟雾使用洁净能源使用洁净能源减少氮氧化物的排放减少氮氧化物的排放为汽车安装尾气转化装置为汽车安装尾气转化装置对生产化肥、对生产化肥、硝酸的工厂排放的废气进行处理硝酸的工厂排放的废气进行处理想一想想一想2为什么说为什么说“雷雨发庄稼雷雨发庄稼”？ 自主体验 1.下列有关氮气的叙述正确的是(双选)() A氮气是一种无毒气体，可用向下排空气法收集 B氮气是一种很稳定的气体，通常用作保护气 C氮气的性质虽然很稳定，但在一定条件下也能与活泼金属、非金属单质发生反应D氮气在一条件下与氮气在一条件下与O2反应，表现出较强反应，表现出较强的氧化性的氧化性解析：选解析：选BC。A项，氮气不能用向下排空项，氮气不能用向下排空气法收集，气法收集，A项不正确；项不正确；D项，氮气与项，氮气与O2反反应表现出还原性，应表现出还原性，D项不正确。项不正确。2导致下列现象的主要原因与排放导致下列现象的主要原因与排放NO2无无关的是关的是()A酸雨酸雨 B光化学烟雾光化学烟雾C臭氧空洞臭氧空洞 D温室效应温室效应解析：选解析：选D。排放到大气中的。排放到大气中的NO2可与雨水可与雨水反应生成反应生成HNO3，形成酸雨；可以在日光照，形成酸雨；可以在日光照射下，形成光化学烟雾；可以破坏臭氧层。射下，形成光化学烟雾；可以破坏臭氧层。3有两瓶无色气体，一瓶是有两瓶无色气体，一瓶是NO,一瓶是一瓶是H2，如何用最简便的方法将这两瓶气体区分开？如何用最简便的方法将这两瓶气体区分开？解析：因为解析：因为NO极易与空气中的极易与空气中的O2反应生成反应生成红棕色的红棕色的NO2气体气体,所以打开集气瓶瓶塞所以打开集气瓶瓶塞,立即立即有红棕色气体生成的是有红棕色气体生成的是NO,无此现象的是无此现象的是H2.答案：打开其中一集气瓶瓶塞，若立即有红答案：打开其中一集气瓶瓶塞，若立即有红棕色气体逸出棕色气体逸出,该瓶气体是该瓶气体是NO(另一瓶是另一瓶是H2);若无明显现象，该瓶气体是若无明显现象，该瓶气体是H2(另一瓶是另一瓶是NO)。要点突破讲练互动要点突破讲练互动探究导引探究导引1 NO和和NO2是酸酐吗？氮的哪是酸酐吗？氮的哪些氧化物属于酸性氧化物？些氧化物属于酸性氧化物？提示：提示：NO不能与碱或酸反应，所以不能与碱或酸反应，所以NO为不成盐氧化物即不是酸酐。为不成盐氧化物即不是酸酐。NO2不是酸性不是酸性氧化物即不是酸酐。氧化物即不是酸酐。N2O3、N2O5是酸性是酸性氧化物。氧化物。NO、NO2性质比较及溶于性质比较及溶于水时的有关计算水时的有关计算探究导引探究导引2盛有盛有NO2 的带刻度试管，倒扣在盛有足量的带刻度试管，倒扣在盛有足量水的水槽中，有何现象？水的水槽中，有何现象？提示：提示：红棕色消失，水进入试管，试管内水红棕色消失，水进入试管，试管内水面以上的气体为无色。面以上的气体为无色。 要点归纳 (1)NO、NO2性质比较及氮氧化物对环境的危害和防治NONO2色、态色、态(常温下常温下)无色气体无色气体红棕色气体红棕色气体气味气味无气味无气味刺激性气味刺激性气味毒性毒性有毒有毒有毒有毒重要反应重要反应2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NONONO2氮氧化物氮氧化物对环境的对环境的污染、危污染、危害及防治害及防治措施措施硝酸型酸雨的产生及硝酸型酸雨的产生及危害危害造成光化学烟雾的主要造成光化学烟雾的主要因素因素破坏臭氧层破坏臭氧层措施：使用清洁能源，减少氮氧化措施：使用清洁能源，减少氮氧化物的排放；为汽车安装尾气转化装物的排放；为汽车安装尾气转化装置；处理工厂废气置；处理工厂废气(2)氮氧化物溶于水的计算规律氮氧化物溶于水的计算规律有关反应原理：有关反应原理：2NOO2=2NO2；3NO2H2O=2HNO3NO；32：4NO3O22H2O=4HNO3；2：4NO2O22H2O=4HNO3。不同情况下剩余气体及其体积不同情况下剩余气体及其体积 即时应用 将5 mL NO和15 mL NO2的混合气体，通入倒置于水槽中的充满水的试管中，最后在试管中能收集的气体体积是() A20 mLB15 mL C10 mL D5 mL题型探究权威预测题型探究权威预测氮氧化物的性质及危害氮氧化物的性质及危害 汽车尾气(含有烃类、CO、SO2、NO等物质)是城市空气的污染源。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个催化转化器(用铂钯合金作催化剂)，它的特点是使CO与NO反应， 生成可参与大气生态循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧及SO2的转化。 (1)写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方 程式_。 (2)催化转化器的缺点是在一定程度上提高 了空气的酸度，其原因是_。 (3)控制城市空气污染源的方法有_。 a开发氢能源b使用电动车 c植树造林 d戴上呼吸面具【解析】【解析】(1)题中指出在汽车的排气管上题中指出在汽车的排气管上装一个催化转化器，装一个催化转化器，CO与与NO反应生成了反应生成了可参与大气生态循环的无毒气体，这种无毒可参与大气生态循环的无毒气体，这种无毒气体应该是气体应该是CO2，应用氧化还原反应的规律，应用氧化还原反应的规律进行分析可知，进行分析可知，NO反应后的产物是反应后的产物是N2。(2)题中指出催化转化器促使烃类充分燃烧题中指出催化转化器促使烃类充分燃烧及及SO2的转化，的转化，SO2转化为转化为SO3。SO2、SO3对应的酸分别是对应的酸分别是H2SO3和和H2SO4，又因为酸性又因为酸性H2SO3H2SO4，所以在一定程度，所以在一定程度上提高了空气的酸度。上提高了空气的酸度。(3)控制城市空气污染的方法关键在于控制控制城市空气污染的方法关键在于控制污染源，即不排放或少排放污染物而不是排污染源，即不排放或少排放污染物而不是排放之后的治理。放之后的治理。【名师点睛】【名师点睛】这是一道以这是一道以“汽车尾气处理汽车尾气处理”这一生活常识为背景材料编写的信息题。在这一生活常识为背景材料编写的信息题。在解答时要读懂题意，明确问题，善于联想所解答时要读懂题意，明确问题，善于联想所学知识。平时还需多关心与化学知识相关联学知识。平时还需多关心与化学知识相关联的生产、生活中的热点问题的生产、生活中的热点问题,做到学以致用做到学以致用.NO、NO2、O2混合溶于水混合溶于水的计算的计算 将盛有12 mL NO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2 mL无色气体，则原混合气体中O2的体积是(双选)() A1.2 mL B2.4 mL C3.6 mL D4 mL【答案】【答案】AD热点示例思维拓展热点示例思维拓展氮气密度测定方法的探究氮气密度测定方法的探究【经典案例】【经典案例】雷利是英国物理学家和化学雷利是英国物理学家和化学家，他曾用以下两种方法测定氮气的密度。家，他曾用以下两种方法测定氮气的密度。方法一：将除去水蒸气和二氧化碳的空气通方法一：将除去水蒸气和二氧化碳的空气通过装有烧红的铜屑的玻璃管，充分反应，将过装有烧红的铜屑的玻璃管，充分反应，将空气中的氧气全部除去，测得氮气的密度为空气中的氧气全部除去，测得氮气的密度为1.2572 g/L。 方法二:将氨气通过灼热的装有氧化铜的玻璃管,生成铜、氮气和水蒸气,除去水蒸气及剩余的氨气后，测得氮气的密度为1.2508 g/L。 若两次测定的状况相同，请回答： (1)方法一中除去氧气反应的化学方程式 _； 方法二中发生反应的化学方程式 _。 (2)方法一中为除去空气中的水蒸气和二氧化碳，可供选择的装置如图所示(不可重复利用)：如果气流流向自左向右，在你选择的装置中，各导管口的连接顺序是(用图中相应的字母A、B、C表示) _。 所选择装置中盛放的物质按先后顺序分别为 _、_。(3)两种方法所测得的氮气密度数值不同，两种方法所测得的氮气密度数值不同，你认为测定较为准确的方法是你认为测定较为准确的方法是(填填“方法方法一一”或或“方法二方法二”)_，理由是，理由是_。 【解析】【解析】利用氨气得到的氮气为纯净的利用氨气得到的氮气为纯净的氮气。空气中除了含有氮气。空气中除了含有N2、O2、CO2、H2O(g)外，还有极少量的稀有气体，利用外，还有极少量的稀有气体，利用空气净化后得到的空气净化后得到的N2中仍有稀有气体等，所中仍有稀有气体等，所以其密度与纯净的以其密度与纯净的N2的密度不同。的密度不同。
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