4.2.1 氮氧化物的产生及转化-2020-2021学年高中化学必修1【名师导航】同步Word教参(苏教版)

第二单元　生产生活中的含氮化合物 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 N2 NO NO2 色态 无色气体 无色气体 红棕色气体 气味 无味 无味 有刺激性气味 密度 比空气的略小 比空气的略小 比空气的大 溶解性 难溶 微溶 与水反应 毒性 无毒 有毒 有毒 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。 ②高温或放电时N2与O2反应：N2＋O22NO。 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。 ④与活泼金属Mg反应：N2＋3MgMg3N2。 (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 (2)2NO＋2CON2＋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 ① 2NO＋O2===2NO2 ② 由方程式①×2＋②得： 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 ③ 由方程式①×2＋②×3得： 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 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)。 当V(NO2)∶V(O2) (2)NO与O2的混合气体溶于水(反应④)。 当V(NO)∶V(O2) 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　 B．h4>h3>h2>h1 C．h4>h1>h3>h2 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，在试管中发生如下反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，剩余气体占试管体积为；④体积比为4∶1的NO2和