第1课时 氮氧化物的产生及转化
目标与素养：1.了解氮氧化物产生的反应原理及应用。(宏观辨识与微观探析)2.了解NO、NO2的性质及应用。(宏观辨识与微观探析)3.了解氮氧化物的污染与防治。(科学态度与社会责任)
一、氮气、一氧化氮和二氧化氮 1．氮元素的存在
游离态―→空气中：氮气；化合态―→铵盐、硝酸盐、蛋白质等。 2．物理性质
色态 气味 密度 溶解性 毒性 3.化学性质 (1)氮气
①通常状况下较稳定，与其他物质不反应。 放电
②高温或放电时N2与O2反应：N2＋O2=====2NO。
③高温、高压、催化剂条件下N2与H2反应生成NH3，化学方程式为。 点燃
④与活泼金属Mg反应：N2＋3Mg=====Mg3N2。 (2)一氧化氮
NO很不稳定，常温下与O2反应： 2NO＋O2===2NO2。 (3)二氧化氮
NO2溶于水生成硝酸和NO，化学方程式为：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 微点拨
(1)实验室里收集NO气体是用排水集气法而不能用排空气法。
(2)检验NO气体的方法是向气体中通入O2(或空气)，气体由无色变为红棕色。 二、氮氧化物对环境的危害及防治
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N2 无色气体 无味 NO 无色气体 无味 NO2 红棕色气体 有刺激性气味 比空气的大 与水反应 有毒 比空气的略小 比空气的略小 难溶 无毒 微溶 有毒 1．来源：氮肥的生产、金属的冶炼和汽车尾气的排放。 2．危害：(1)形成酸雨。(2)产生光化学烟雾。(3)破坏臭氧层。
3．防治：(1)使用洁净能源，减少氮氧化物排放。(2)转化汽车尾气。(3)废气处理。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)NO和NO2的颜色、气味、水溶性不同，但它们都是有毒的气体 (2)实验室用排水法收集NO，用向上排空气法收集NO2 (√)
(3)将盛满NO的试管打开塞子置于空气中，没有明显现象出现
(4)NO2与H2O的反应，NO2只作氧化剂
(×) (×)
(√)
2．下列关于一氧化氮的叙述正确的是( ) A．一氧化氮是一种红棕色的气体
B．常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合 C．一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到 D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集
C [NO是无色的气体，微溶于水，能用排水法收集，可由N2与O2直接化合而得到，且易与空气中的氧气直接反应而生成NO2。]
3．NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。
(1)NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式： _____________________________________________________。
(2)在汽车尾气系统中安装催化转化器，可有效降低NOx的排放。当尾气中空气不足时，NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式：
_____________________________________________________ _____________________________________________________。 [答案] (1)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 催化剂
(2)2NO＋2CO=====N2＋2CO2
1.相关反应原理 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 2NO＋O2===2NO2
由方程式①×2＋②得：
氮的氧化物溶于水的有关数量关系 ①
②
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4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 由方程式①×2＋②×3得： 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
③
④
2．氮氧化物溶于水的不同情况及剩余气体 (1)NO2与O2的混合气体溶于水(反应③)。
(2)NO与O2的混合气体溶于水(反应④)。
特别提醒：氮的氧化物或氮的氧化物与O2的混合气体溶于水时，剩余的气体可能是O2，也可能是NO，但不可能是NO2，因为NO2会与水反应又生成NO。
在相同状况下，将下列四种混合气体：①体积比为3∶1的HCl和N2 ②体积比为1∶1的NO2和N2
③体积比为1∶1的NO2和O2 ④体积比为4∶1的NO2和O2，分别置于相同的四支试管中并倒置于水槽中，充分反应后液面上升高度分别为h1、h2、h3、h4，下列关系正确的是( )
A．h1>h2>h3>h4 C．h4>h1>h3>h2
B．h4>h3>h2>h1 D．h2>h3>h1>h4
C [①HCl极易溶于水，试管中剩余气体占试管体积为1/4；②体积比为1∶1的NO2和N2，1112
在试管中发生如下反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，剩余气体占试管体积为＋×＝；③体积22331?1?比为1∶1的NO2和O2，发生如下反应：4NO2＋2H2O＋O2===4HNO3，剩余气体占试管体积为×?1－?2?4?3
＝；④体积比为4∶1的NO2和O2溶于水恰好完全反应，试管中无气体剩余。故h4>h1>h3>h2。] 8
1．将装有50 mL NO2、NO混合气体的量筒倒立于水槽中，反应后气体体积缩小为30 mL，则原混合气体中NO2和NO的体积比是( )
A．5∶3 B．3∶5 C．3∶2 D．2∶3 C [设混合气体中NO2的体积为x，差量法： 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ΔV 3 mL 1 mL 2 mL
x 50 mL－30 mL＝20 mL
3 mL2 mL
＝，解得x＝30 mL。 x20 mL
则原混合气体中NO为50 mL－30 mL＝20 mL，所以V(NO2)∶V(NO)＝30 mL∶20 mL＝3∶2。]
常见环境污染与防治 - 3 -