2019-2020年高中化学专题4第2单元第1课时氮氧化物的产生及转化教案苏教版必修120

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

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 。

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

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

氮的氧化物溶于水的有关数量关系 1.相关反应原理 3NO2+H2O===2HNO3+NO 2NO+O2===2NO2

由方程式①×2+②得: 4NO2+O2+2H2O===4HNO3 由方程式①×2+②×3得: 4NO+3O2+2H2O===4HNO3

④ ③ ①

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,

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