内容正文:
第二节 氮及其化合物
课程标准
核心素养(教师用书独具)
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解氮及其重要化合物的主要性质
2.知道氮及其化合物的制备方法,认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响
3.以上各部分知识的综合应用
1.变化观念与平衡思想:分析氮及其化合物的化学反应,预测在一定条件下氮及其化合物可能发生的化学变化
2.科学探究与创新意识:发现或提出对氮及其化合物有探究价值的化学问题,能依据探究目的设计并优化实验方案,完成实验操作,能对观察记录的实验信息进行加工并获得结论
3.科学态度与社会责任:关注氮及其化合物的社会热点问题,认识环境保护的重要性,形成可持续发展意识和绿色化学观念
考点一 氮气和氮的氧化物
一、氮的固定
二、氮气
1.物理性质: 无 色 无 味气体,密度比空气略小, 难 溶于水。
2.化学性质
三、氮的氧化物
1.氮有多种价态的氧化物,氮元素从+1~+5价都有对应的氧化物,如N2O、 NO 、N2O3、NO2(或 N2O4 )、N2O5,其中属于酸性氧化物的是N2O3、 N2O5 。
2.NO和NO2的性质比较
NO
NO2
物理
性质
颜色
无色
红棕色
毒性
有毒
有毒
溶解性
不溶于水
能溶于水
化学
性质
与O2反应
2NO+O2===2NO2
与H2O反应
3NO2+H2O===2HNO3+NO
制法
试剂
Cu和稀硝酸
Cu和浓硝酸
收集
用排水法收集
用向上排空气法收集
[注意] (1)氮的氧化物都有毒,其中NO2与N2O4存在下列平衡:2NO2N2O4,因此实验测得NO2的平均相对分子质量总是大于46。
(2)验证某无色气体为NO的方法是向无色气体中通入O2(或空气),无色气体变为红棕色。
3.氮氧化物对环境的污染及防治
(1)常见的污染类型
①光化学烟雾:NOx在紫外线作用下,与碳氢化合物发生一系列光化学反应,产生了一种有毒的烟雾。
②酸雨:NOx排入大气中后,与水反应生成HNO3和HNO2,随雨雪降到地面。
③破坏臭氧层:NO2可使平流层中的臭氧减少,导致地面紫外线辐射量增加。
④NO与血红蛋白结合使人中毒。
(2)常见的NOx尾气处理方法
①碱液吸收法:2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O,NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O,NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。一般适合工业尾气中NOx的处理。
②催化转化法:在催化剂、加热条件下,氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。
1.易错辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和NOx的催化转化都是减少酸雨产生的措施( √ )
(2)镁在空气中燃烧,除生成氧化镁还生成氮化镁( √ )
(3)NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象( × )
(4)常温下,N2既能与O2反应又能与H2反应( × )
(5)用稀氢氧化钠溶液吸收NO2的离子方程式是2OH-+2NO2===NO+NO↑+H2O( × )
(6)汽车尾气中的氮氧化合物是由游离态氮转化来的( √ )
(7)可用NO2与水反应制取硝酸,故NO2是酸性氧化物( × )
2.思考回答:
(1)溴蒸气和NO2都为红棕色气体,用湿润的碘化钾淀粉试纸或NaOH溶液能鉴别它们吗?为什么?若不能,请你设计一种简单的方法,鉴别溴蒸气和NO2。
答案:不能,溴蒸气和NO2均具有强氧化性,均能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝;溴蒸气和NO2与NaOH溶液反应,均变成无色;用水鉴别,溴蒸气溶于水得橙色溶液,NO2溶于水与水反应,得无色溶液。
(2)N2的稳定性和氮元素的活泼性是否矛盾?
答案:不矛盾,氮元素的活泼性是指氮原子的活泼性,而氮气的性质不仅与原子结构有关,还与氮分子的构成有关,氮气中的N≡N的键能很大,故分子很稳定。
3.汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物质,这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。
(1)汽车尾气中的CO来自于_____________________________________________,
NO来自于_______________________________________________________________。
汽车尾气对环境的危害主要有________________________________________________
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