5.2.2一氧化氮和二氧化氮 课件-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

5.2.2一氧化氮和二氧化氮 不同价态的氮氧化物 氮元素是常见多价态元素之一 -3 0 +1 +2 +3 +4 +5 氮的氧化物 氮元素化合价 ____ ___ ____ ___ ____ ____ ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋4 ＋5 N2O(笑气) NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5 【思考】氮元素有两种常见含氧酸，HNO2和HNO3， 以上氧化物中，哪些是酸性氧化物？ N2O3、N2O5 NO和NO2的物理性质 1. NO 无色、不溶于水的有毒气体 (NO能与血红蛋白结合导致中毒) 2. NO2 红棕色、有剌激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水 NO和NO2的化学性质 【实验5-5】 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 【现象】 开始无明显现象， 吸入空气后，无色气体变为红棕色 振荡后气体又变为无色 【结论】 NO能与空气反应生成NO2 NO2溶于水生成无色气体 NO与NO2在一定条件下能够互相转化 NO和NO2的化学性质 1. NO 常温下，NO极容易与氧气反应 2NO + O2 = 2NO2 (无色气体变红棕色) 【注意】NO只能用排水法收集 2. NO2 NO2溶于水时与水发生反应生成硝酸和NO 3NO2＋ H2O == 2HNO3＋NO 失1e-×2 得2e- 歧化反应，NO2既是氧化剂又是还原剂，比例为1:2 (工业制硝酸原理) 【注意】NO2只能用向上排空气法收集 NO2不是酸性氧化物 NO和NO2的化学性质 【思考与讨论】(2)如果将注射器中的 NO 充分转化，可以采取什么措施 ? ② 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO ① 2NO + O2 = 2NO2 注射器中， 循环地发生 为使NO充分转化为HNO3，可通过不断吸入空气，使气体与水充分反应 H2O O2 【思考】NO与O2比例为多少时，与足量的水反应能全部转化为HNO3？ 由 ① ×3 + ② ×2 ， 消去NO2 4NO ＋ 3O2 ＋ 2H2O ＝ 4HNO3 失3e-×4 得4e-×3 NO和NO2的化学性质 【思考】若试管中充满NO2气体，倒扣在水槽上， 如何使试管内的NO2气体充分被水吸收？ 试管中发生反应 ① 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 液面上升至2/3处，剩余1/3 NO气体 可通入空气，发生反应 ② 2NO + O2 = 2NO2 经过多次循环氧化、溶解，最终气体可充分溶解 H2O O2 【思考】NO2与O2比例为多少时，与足量的水反应能全部转化为HNO3？ 由 ① ×2 + ② ， 消去NO 4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3 失1e-×4 得4e- NO和NO2的化学性质 【思考与讨论】(3)上述实验对工业生产硝酸有什么启示 ? 工业制硝酸的实质是3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO ， 2NO + O2 = 2NO2 在反应过程中，要不断地通入空气，经过多次循环氧化、溶解，可充分利用原料，并减少NO的排放，保护环境 4NO2＋ O2 ＋ 2H2O ＝ 4HNO3 4NO ＋ 3O2 ＋ 2H2O ＝ 4HNO3 NO和O2体积比为4:3 混合时，可以完全转变成硝酸 NO2和O2体积比为4︰1混合时， 可以完全转变成硝酸 课堂练习 【课本】P18 2. 在NO2与水的反应中（ ） A. 氮元素的化合价不发生变化 B. NO2只是氧化剂 C. NO2只是还原剂 D. NO2既是氧化剂，又是还原剂 D 课堂练习 【导学案】P17 1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （3） 是红棕色气体，易溶于水，属于酸性氧化物。( ) （5） 可由和 直接化合得到。( ) （6） 和 均既可以用排空气法收集又可以用排水法收集。( ) × × × 课堂练习 【导学案】P17 效果检测 2.农业上有句谚语是“雷雨发庄稼”，该过程发生了哪些化学反应？ 在新疆与青海两省区交界处有一狭长山谷， 这里经常在风和日丽的晴天顷刻电闪雷鸣， 下起雷雨，奇怪的是这里牧草茂盛，四季常青，被当地牧民称为“魔鬼谷”。 N2＋O2 === 2NO 放电 2NO＋O2 = 2NO2 3NO2 + H2O == 2HNO3 +NO 硝酸随雨水落下，与土壤中的矿物质结合成可溶性硝酸盐，成为氮肥被植物吸收，促进植物生长 HNO3→M(NO3)x (硝酸盐) 【导学案】P20 例3 下列关于和 的说法正确的是( ) 。 A A.在一定条件下可相互转化 B.常温下都是无色气体 C.均可用排空气法收集 D.均可由和 反应直接制备 课堂练习 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 12 课堂练习 【例】如图所示，试管中盛装的气体呈红棕色，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水面继续上升，经过多次重复后，试管被水充满，对原试管中盛装的气体说法正确的是(　　) A．可能是N2与NO2的混合气体 B．可能是N2O气体 C．可能是NO与NO2的混合气体 D．只可能是NO2一种气体 C NO和NO2的化学性质 1. NO 2NO + O2 = 2NO2 2. NO2 (1) 与水反应： 3NO2＋ H2O == 2HNO3＋NO (2)自身化合生成无色的N2O4 ： (3)较强氧化性： 可使湿润的淀粉-KI试纸变蓝 2NO2 N2O4 【注】溴蒸气也是红棕色气体，也能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝 氮氧化物的危害及治理 1. 来源：主要来自汽车尾气 汽车发动机工作时产生的高温环境， 使空气中N2与O2反应生成一系列氮氧化物 2. 氮氧化物的危害： (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 三位美国药理学家伊格纳罗博士和他的两位工作伙伴(芬奇戈特博士、穆拉博士）成功发现NO是一种可以传递信息的气体，它可以通过细胞薄膜，去调节另一细胞的功能；他们发现发现少量的NO在生物体内许多组织中存在，它有扩张血管、免疫、增强记忆等功能，成为当前生命科学的研究热点，NO亦称为“明星分子”。正是这一重大发现和对氧化氮的研究使伊格纳罗博士获得1998年诺贝尔生物医学奖。 明星分子：NO 硝化甘油 — 百年历史的古老炸药和心脏病内服药 患有动脉硬化的病人，因血块堵住了动脉的血管， 血肌供氧量的减少，引起胸部的疼痛， 有时甚至导致心肌梗塞。服用硝化甘油， 就是提供了NO，扩大了心肌血管，增大了血流量。 氮氧化物的危害及治理 氮氧化物的危害及治理 2. 氮氧化物污染治理： (1)催化转化： 汽车尾气中的NOx和CO可通过催化转化装置反应， 以CO2和N2形式排出 2CO＋2NO === 2CO2 + N2 催化剂 CO＋ NOx CO2 + N2 催化剂 例如： (2)碱液吸收： 工业生产或实验中主要用碱液吸收氮氧化物 ②NO和NO2混合气体处理： ①NO2处理： NO2＋NO＋2NaOH == 2NaNO2＋H2O 2NO2＋2NaOH == NaNO2＋NaNO3＋H2O 【注】Cl2、SO2、NOx均可用NaOH溶液吸收 【NO、NO2性质比较】 NO NO2 颜色 密度 毒性 水溶性 与水反应与否 收集方法 相互转化 无色 红棕色 比空气略大 比空气大 有毒 有毒 难溶于水 易溶于水 否 能 排水法 向上排空法 课堂练习 【导学案】P21 随堂检测 2.下列关于和 的叙述正确的是( ) 。 C A.都能溶于水且与水反应生成相应的酸 B.都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应 C.一定条件下都能发生氧化还原反应 D.常温下都可以被氧气氧化 3.下列有关 的说法正确的是( ) 。 D A.能与水反应生成硝酸，在反应中 只是还原剂 B.除去中混有的，可将混合气体通过水，将 溶解 C.与溴蒸气的鉴别可用溶液，溶于溶液得无色溶液的是 ，得橙色 溶液的为溴蒸气 D.在与水的反应中氧化剂与还原剂的质量之比为 5.氮氧化物会严重污染大气，所以必须对含有氮氧化物的废气进行处理。用 溶液 可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下： （1） 在反应①中，参加反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为_____。 课堂练习 （2） 下列措施能提高尾气中和 去除率的是____（填字母）。 BC A.增大通入尾气的速率 B.采用气、液逆流的方式吸收尾气 C.吸收尾气过程中定期补加适量 溶液 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 20 （3） 吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到 晶体，该晶体中的主要杂质是 _______（填化学式，下同）；吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是____。 （4） 的氧化吸收：用溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中 的去除率。在酸 性溶液中，氧化生成和 ，反应的离子方程式为_______________ __________________________。 5.氮氧化物会严重污染大气，所以必须对含有氮氧化物的废气进行处理。用 溶液 可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下： 课堂练习 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 21 课堂练习 【导学案】P20 例4 一定条件下，将和按 的体积比充满干燥烧瓶（两种气体换算到标 准状况下的总体积为 ），把烧瓶倒置于水中，瓶内液体逐渐上升，假设烧瓶内溶 液不向外扩散，最终烧瓶内溶液里溶质的物质的量浓度为( ) 。 C A. B. C. D. [解析] 烧瓶的体积为，则的体积为 。根据反应 ，又因和的体积之比为 ，最终液体充满整个 烧瓶，溶液的体积为，原的物质的量为， 完全转化为，所以硝酸的物质的量浓度为 。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 22 课堂练习 【导学案】P21 随堂检测 4.在一定条件下，将和的混合气体通入足量水中，充分反应后剩余 气体（同温同压下），则原混合气体中 的体积为( ) 。 B A.①③ B.②④ C.①④ D.②③ 无论是单一气体 ( NO2 )，还是 NO、NO2、O2 中的两者或三者的混合气体溶于水，若有气体剩余只能是 NO 或 O2 ，不可能是NO2 课堂练习 【固学案】P7 7.在一定条件下，将6体积的（不考虑）和一定体积的 置于试管中，并将 试管倒置于水中，当通入4.5体积的并充分反应后，剩余1.5体积的气体，则原 的 体积可能为( ) 。 C 体积 体积 体积 体积 体积 A.③ B.⑤ C.④或⑤ D.②或⑤ 12.在注射器里吸入，然后吸入（实验装置如图）。若再吸入 空气（按体积占 计算），夹住弹簧夹，观察现象（不考虑摩擦力，所有操作都 在常温常压下进行）。已知常温常压下，气体摩尔体积为 。下列说法正 确的是( ) 。 D A.可观察到注射器的活塞缓缓向右移动 B.经计算，最终剩余气体中的体积为 C.注射器的活塞最左端最终停在约 刻度处 D.若反应前后液体体积不变，所得硝酸溶液的浓度约为 课堂练习 【固学案】P8 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 25 11.在同温同压下，将等体积混合而成的四组气体： 分别通入体积相同的试管，并立即倒立于水槽中，如图所示。待试管内液面稳定后， 试管内剩余气体的体积依次为、、、 ，则剩余气体的体积最小的是( ) 。 D A. B. C. D. 课堂练习 【固学案】P8 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 26 6.某工业废气所含氮氧化物中氮原子和氧原子的质量之比约为，该 可表 示为( ) 。 A A. B. C. D. [解析] ，故可表示为 。 课堂练习 【固学案】P7 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 27 课堂练习 4、氮氧化物会严重污染大气，所以实验室必须对含有氮氧化物的废气进行处理。用NaOH溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应方程式如下： ①NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O ②2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O (1)在反应①中，参加反应的氧化剂和还原剂的质量之比为 。 (2)在反应②中，氧化产物是 ，还原产物是 (填化学式)。 (3)在反应①②中，参加反应的NaOH均为2 mol时，两个反应转移电子数的关系是① ②(填“＞”“＝”或“＜”)。 1：1 NaNO3 NaNO2 = 课堂练习 5、将盛有12 mL NO₂和 O2混合气体的量筒倒应于盛满水的水槽中， 充分反应后，量筒内还剩余2mL无色气体， 则原混合气中O2的 体积为 ( ) A.1.5 mL B.2.4 mL C.3.6 mL D.4 mL D 6、一定条件下，将盛有12mL NO和NO2 混合气时试管到立于盛满水的水槽中，充分反应后，容器内残留6 mL的气体,则原混合气中NO与 NO₂的体积比为 （ ） A.1 :3 B 3:1 C.2:3 D.3:4 A EV录屏3.9.3软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.58(gap_fixed:False) Lavf58.20.100 $