5.2.2 氮的氧化物溶于水的计算（精品课件）-2022-2023学年高一化学同步精品课堂（人教版2019必修第二册）

走进奇妙的化学世界 2022-2023 必修第二册 第五章 化工生产中的重要非金属 第二节 氮及其化合物 氮 是自然界中各种生物生命活动不可缺少的重要元素 （大气：N2及少量的NH3、NO、NO2） 雷电作用 产生NO NH3 根瘤菌固氮 人工合成NH3 酸雨HNO3 动物遗体或者排泄物 铵盐或者氨 硝酸盐 NO经氧化等转化 亚硝酸盐 植物吸收产生蛋白质 硝酸盐 分解产生氮气 硝化作用 NO、NO2 NO、NO2 (在动植物、土壤、海洋中) 自然界中的氮的循环 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 3 学习 目标 第2课时 氮的氧化物溶于水的计算 掌握氮的氧化物溶于水的计算的原理和常用方法 如图所示,在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO,然后吸入5 mL水,用乳胶管和弹簧夹封住管口,振荡注射器,观察现象。打开弹簧夹,快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹,观察现象。振荡注射器,再观察现象。 1.在此实验过程中,观察到哪些现象? (1)注射器里充入20 mL NO,然后吸入5 mL水,振荡后,无明显现象。说明NO不溶于水。 (2)打开弹簧夹快速吸入10 mL空气后,夹紧弹簧夹,观察到注射器气体由无色逐渐变为红棕色;振荡后,红棕色消失,气体的体积逐渐减小,液面不断上升。 氮的氧化物溶于水的计算规律 [实验探究] 2.在上述实验中发生了哪些化学反应? 提示:2NO+O2==2NO2、3NO2+H2O==2HNO3+NO。 3.将充满NO2、NO的试管分别倒置于水槽中,并通过导管通入少量的氧气。 (1)图1试管中观察到的实验现象是什么?图2试管中观察到的实验现象是什么? 提示:图1中红棕色气体逐渐变为无色,试管内液面上升,持续通入适量O2,试管内可充满水。 图2中无色气体先变成红棕色,后逐渐变为无色,试管内液面上升,持续通入适量O2,试管内可充满水。 (2)图1中NO2与O2的体积满足怎样的比例,才能使NO2完全转化成HNO3? 提示:3NO2+H2O==2HNO3+NO和2NO+O2==2NO2 这两个反应是循环发生的,采用方程式加和 的方法,加和后方程式右边不剩余任何气体, 左边只剩H2O、NO2和O2。 整理以下反应 3NO2+H2O==2HNO3+NO ① 2NO+O2 ==2NO2 ② 由方程式①×2+②得:4NO2+O2+2H2O==4HNO3, 即当NO2和O2的体积比为4∶1时可完全溶于水生成硝酸。 (3)图2中NO与O2的体积满足怎样的比例,才能使NO完全转化成HNO3? 提示:NO和O2同时通入水中时,其反应为 2NO+O2==2NO2 ① 3NO2+H2O ===2HNO3+NO ② 由方程式①×3+②×2得4NO+3O2+2H2O==4HNO3, 即当NO和O2的体积比为4∶3 时可完全溶于水生成硝酸。 提炼归纳 氮的氧化物溶于水的计算 1．反应原理 3NO2＋H2O=2HNO3＋NO ① 2NO+O2=2NO2 ② 反应①×2＋②⇒4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3 ③ 反应①×2＋②×3⇒4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3 ④ 2．计算类型 ②NO2和O2的混合气体溶于水时涉及反应: 4NO2+O2+2H2O== 4HNO3,其计算如下表: ③NO和O2的混合气体溶于水时涉及反应: 4NO+3O2+2H2O===4HNO3,其计算如下表: 例1：将V mL NO和NO2的混合气通过水吸收后，得得a mL无色气体A，将此无色气体A与等体积O2混合，再通过水充分吸收后，收集到5 mL无色气体B。试回答： (1)A气体是_____，B气体是_____；(2)A气体的体积是____。 【解析】　(1)NO2溶于水生成NO，故A为NO，NO与O2通入水中发生反应4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3，二者等体积时，O2过量，故B为O2； (2)4NO ＋ 3O2＋2H2O=4HNO3 a mL 3a/4mL 依题意：a－3a/4＝5，a＝20 　NO　 O2　 20 mL 【知识拓展】氮的氧化物溶于水的计算的其他方法 (1)原子守恒法 4NO2+O2和4NO+3O2从组成上均相当于2N2O5的组成,都与N2O5+H2O ===2HNO3 等效。当NO、NO2、O2的混合气体溶于水时利用混合气体中氮、氧原子个 数比进行分析判断。 n(N)∶n(O) (2)电子守恒法 NO与O2的混合气体通入水中发生反应:2NO+O2==