5.2.1 氮气及氮的氧化物 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

氮气及氮的氧化物 目录 contents 氮气基本性质与用途 氮氧化物种类与性质 氮氧化物环境影响与治理措施 工业生产中氮氧化物控制技术应用 实验室安全管理与防护措施 未来发展趋势及挑战 01 氮气基本性质与用途 氮气在常温下为无色无味的气体，难以被人类直接感知。 无色无味气体 难溶于水 密度与空气接近 氮气在水中的溶解度很小，难以与水发生反应。 氮气的密度与空气接近，因此在空气中能够均匀分布。 03 02 01 氮气物理性质 氮气的化学性质非常稳定，常温下很难与其他物质发生反应。 稳定性 在一定条件下，氮气可以与某些金属或非金属元素化合，生成氮化物。 氮的固定 在高温或放电条件下，氮气可以发生氧化还原反应，与其他物质交换电子。 氧化还原反应 氮气化学性质 03 膜分离法 利用特殊膜材料对空气中各成分的选择性透过性，将氮气从空气中分离出来。 01 空气分离法 利用空气中各成分的沸点不同，通过液化、分离、提纯等步骤制取氮气。 02 化学反应法 通过某些化学反应生成氮气，如氨气分解法等。 氮气制备方法 氮气在各领域应用 氮气作为化工原料，可用于生产氨、硝酸等化工产品。 在金属加工过程中，氮气可用作保护气，防止金属在高温下与氧气反应。 在电子工业中，氮气可用于制造半导体器件和集成电路的清洗和干燥等。 氮气可用于食品饮料包装中，作为填充气体防止食品氧化变质。 化工原料 金属加工保护气 电子工业 食品饮料包装 02 氮氧化物种类与性质 一氧化氮性质及危害 物理性质 无色无味气体，难溶于水，易与血红蛋白结合。 化学性质 具有还原性，易被氧化为二氧化氮；与氧气反应生成红棕色的二氧化氮。 危害 一氧化氮是有毒气体，吸入后能与血红蛋白结合，引起高铁血红蛋白血症，导致组织缺氧；高浓度一氧化氮能引起中枢神经系统损害。 物理性质 01 红棕色有刺激性气味的气体，易溶于水。 化学性质 02 具有强氧化性，能与多种物质反应；与水反应生成硝酸和一氧化氮。 危害 03 二氧化氮是剧毒气体，对呼吸器官有强烈刺激作用，引起急性肺水肿和支气管炎；高浓度二氧化氮能引起中枢神经系统损害，甚至导致死亡。 二氧化氮性质及危害 除一氧化氮和二氧化氮外，还有三氧化二氮、四氧化二氮、五氧化二氮等多种氮氧化物。 这些氮氧化物多数具有不稳定性，易转化为二氧化氮；部分氮氧化物如五氧化二氮可用作氧化剂、硝化剂等。 其他氮氧化物简介 性质与用途 氮氧化物种类 氮氧化物主要来源于工业生产过程中高温燃烧和化学反应，如汽车尾气、火力发电厂、化工厂等排放的废气中含有大量氮氧化物。 来源 在高温条件下，氮气与氧气发生反应生成一氧化氮；一氧化氮再与氧气反应生成二氧化氮；部分氮氧化物之间还能相互转化。 生成机理 氮氧化物来源与生成机理 03 氮氧化物环境影响与治理措施 主要来源于工业生产、交通运输、能源燃烧等领域。 氮氧化物排放源 我国大气氮氧化物浓度普遍较高，部分地区严重超标，对环境和人体健康造成严重影响。 大气污染现状 氮氧化物与其他污染物（如二氧化硫、颗粒物等）在大气中发生复合污染，加剧大气环境恶化。 复合污染问题 大气污染现状分析 氮氧化物与大气中的水反应，生成硝酸和亚硝酸，导致酸雨的形成。 形成酸雨 氮氧化物在阳光作用下，与大气中的碳氢化合物发生光化学反应，生成光化学烟雾，刺激人体呼吸道和眼睛。 光化学烟雾 氮氧化物是一种温室气体，能够吸收和发射红外辐射，对全球气候变暖有贡献。 温室效应 高浓度的氮氧化物对植物生长产生负面影响，如叶片损伤、生长受阻等。 影响植物生长 氮氧化物对大气环境影响 1 燃烧前控制技术 采用低氮燃烧技术、燃料脱氮技术等，减少燃烧过程中氮氧化物的生成。 燃烧后处理技术 采用选择性催化还原（SCR）、选择性非催化还原（SNCR）等烟气脱硝技术，降低烟气中氮氧化物的浓度。 吸附法 利用吸附剂对氮氧化物的吸附作用，将其从烟气中分离出来。 生物法 利用微生物的代谢作用，将氮氧化物转化为无害物质。 氮氧化物治理技术与方法 政策法规 排放标准 环保税收政策 环保宣传与教育 政策法规与排放标准 国家和地方政府出台了一系列政策法规，限制氮氧化物的排放，鼓励采用环保技术和清洁能源。 对超标排放的企业征收环保税，鼓励企业减少排放，保护环境。 制定了严格的氮氧化物排放标准，对工业、交通等领域的排放进行限制和监管。 加强环保宣传和教育，提高公众对氮氧化物污染的认识和环保意识。 04 工业生产中氮氧化物控制技术应用 低氮燃烧技术 通过改进燃烧方式，降低燃烧温度，减少氮氧化物生成。 燃料分级燃烧 将燃料分成多股，分别送入燃烧区，实现分级燃烧，降低氮氧化物排放。 空气分级燃烧 将空气分成多股，与燃料分级送入燃烧区，减少氮氧化物生成。 燃烧过程中氮氧化物生成控制 选择性催化还原法（SCR）