内容正文:
第19讲 氮及其氧化物、氢化物 铵盐
课程标准
1.了解氮及其氧化物的主要性质及应用。
2.了解NH3、N2H4、铵盐的性质及应用。
3.了解含氮化合物对环境的影响。
授课提示:对应学生用书第84页
考点一 氮气及氮的氧化物
1.氮元素的存在形式
2.氮气与氮的固定
(1)物理性质:无色、无味的气体,密度比空气略小,难溶于水。
(2)化学性质
写出有关反应的化学方程式:
①3Mg+N2Mg3N2。
②N2+3H22NH3。
③N2+O22NO。
3.氮的氧化物
(1)氮有多种价态的氧化物,如N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等,其中属于酸性氧化物的是N2O3和 N2O5。
(2)NO和NO2的比较
性质
NO
NO2
色、味、态
无色、无味的气体
红棕色、有刺激性气味的气体
溶解性
不溶于水
毒性
有毒,大气污染物之一
有毒,大气污染物之一
续表
性质
NO
NO2
与水反应
不反应
3NO2+H2O===2HNO3+NO
与氧气反应
2NO+O2===2NO2
不反应
[注意] ①NO2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的方法是向该无色气体中通入O2(或空气),无色气体变为红棕色。
4.氮氧化物对环境的污染、人体的危害及防治
(1)常见的污染类型及对人体的危害
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,随雨水降到地面。
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),一般适用于工业尾气中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)。
[易错辨析] 正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)固氮反应一定属于氧化还原反应。( )
(2)N2与O2在放电条件下直接化合成NO2。( )
(3)用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的气体。( )
(4)NO2溶于水时,NO2是氧化剂,水是还原剂。( )
(5)可用NO2与水反应制取硝酸,故NO2是酸性氧化物。( )
(6)利用AgNO3、CCl4和蒸馏水均可鉴别NO2和溴蒸气。( )
答案:(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√
一、含氮化合物对环境的污染及防治
1.(1)汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理,使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO被CO还原的化学方程式:_____________________。
(2)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体,如4NH3+6NO5N2+6H2O,写出氨气转化NO2的化学方程式:______________________________________________,该反应中氧化产物与还原产物的质量之比为________。
(3)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。
①NO2被烧碱溶液吸收时,生成两种钠盐,其物质的量之比为1∶1,写出该反应的化学方程式:______________________________________________。
②NO与NO2按物质的量之比为1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一种钠盐,该钠盐的化学式是____________________________。
答案:(1)2CO+2NON2+2CO2
(2)8NH3+6NO27N2+12H2O 4∶3
(3)①2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O ②NaNO2
2.工业上常采用生物硝化法将NH转化为NO来处理氨氮废水,工业流程如图所示。
(1)用生物硝化法处理废水,会导致水体pH逐渐下降,该反应的离子方程式为____________________。
(2)微生物保持活性的pH范围为7~8,可以加入____________来调节溶液的pH。
答案:(1)NH+2O2===NO+2H++H2O
(2)石灰石(合理即可)
二、氮氧化物溶于水的定量计算
3.将40 mL NO2和NO的混合气体通入倒立于水槽且盛满水的试管中,充分反应后试管中剩余20 mL气体