2023年《《氮气与氮的氧化物》讲义》教案

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1、【学习目标】氮气与氮的氧化物1、把握氮气的构造、氮气的性质及氮的固定2、生疏氮的氧化物，重点理解NO 和NO2 性质，会进展氮的氧化物溶于水的计算3、生疏氮的氧化物对环境及人类安康的影响【主干学问梳理】一、氮气与氮的固定1、氮元素的位置、构造氮的原子构造示意图为，位于元素周期表的其次周期、第A 族。氮原子的最外电子层有 5 个电子， 既不简洁得到 3 个电子，也不简洁失去 5 个电子。因此，氮原子一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质2、氮元素的存在既有游离态，又有化合态。氮元素在自然界中主要以氮分子的形式存在于空气中N2 约占空气总体积的 78%、总质量的 75%，局部氮元素存在于动植

2、物体内的蛋白质中，还有局部氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中3、氮气的物理性质2N2 是一种无色、无味的气体，N 4、氮气的分子构造空气，难溶于水电子式：，构造式：NN；氮氮键很难断裂，通常状况下，氮气的化学性很质稳定、不活泼，不易与其他物质反响5、氮气的化学性质常温下氮气很稳定，N2 的化学性质很不活泼，很难与其它物质发生反响，但这种稳定是相对的，在肯定条件下如：高温、放电、点燃，也能跟某些物质如：H2、O2、Mg 等发生反响1 与氢气反响生成NH3：N23H22NH32 与氧气在放电或高温条件下生成NO：N2O22NO在闪电时会发生反响N2O2错误!错误!错误!L 的注射器里充入 2

3、023L NO，然后吸入 5 mL 水，用乳胶管和弹簧无明显现象NO 不溶于水夹封住管口，振荡注射器翻开弹簧夹，快速吸入 10 mL 空 注射器中气体由无色变为红棕NO 与空气中的 O2 发生反响生成红气后夹上弹簧夹色，注射器塞子向左移动棕色的NO ：2NOO =2NO222注射器中气体由红棕色变为无NO与水发生反响生成了无色的振荡注射器2色，注射器塞子连续向左移动NO：3NO H O=2HNO NO2232422425、四氧化二氮 N O ：无色气体，易液化，与NO 相互转化，N O 2NO6、五氧化二氮 N O ：硝酸的酸酐，可与水作用生成硝酸，N O H O=2HNO2525237、氮氧

4、化物对环境的污染和防治1 气态的氮氧化物几乎都是剧毒性物质，都是大气污染物，在太阳辐射下还会与碳氢化物反响形成光化学烟雾2 空气中氮氧化物的源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂的废气等3 常见的污染类型光化学烟雾：氮氧化物NO 和碳氢化合物CH 在大气环境中受到猛烈的太阳紫外线照耀后，发生简单的化学反响，主要生成光化学氧化剂主在是 O3 及其他多种简单的化合物，这是一种的二次污染物，统称为光化学烟雾。光化学烟雾刺激呼吸器官，使人生病甚至死亡。光化学烟雾主要发生在阳光猛烈的夏、秋季节32酸雨：NO 排入大气中后，与水反响生成HNO 和HNO ，随雨雪降到地面，就有可能形成酸雨2破坏臭氧层：NO

5、 可使平流层中的臭氧削减，导致地面紫外线辐射量增加水体污染：水体富养分化4 常见的 NO 尾气处理方法碱液吸取法：2NO 2NaOH=NaNO NaNO H ONO NO2NaOH=2NaNO H O2322222NO2、NO 的混合气能被足量烧碱溶液完全吸取的条件是：nNO2nNO。一般适合工业尾气中 NO 的处理催化转化：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 NO 与 CO 在肯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【对点训练 2】1、最的病毒学争论证明，一氧化氮对SARS 病毒有直接抑制作用。以下关于一氧化氮的表达正确的选项是A一氧化氮

6、是一种红棕色气体B常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合C一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到D一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集2、某厂排放的尾气中NO、NO2 的体积比为 11，该厂承受 NaOH 溶液来处理该尾气，处理后所得溶液中只有一种含氮的钠盐。那么该含氮的钠盐中，氮元素的化合价为A3B1C3D53、放射卫星的运载火箭，其推动剂引燃后发生猛烈反响，产生的大量高温气体从火箭尾部喷出。引燃后产生的高温气体主要是 CO2、H2O、N2、NO，这些气体均为无色，但在卫星放射现场看到火箭喷出大量红烟。产生红烟的缘由是22A高温下N2 遇空气生成NOBNO 遇空气生成NO222

7、22CCO 与NO 反响生成CO 和 NODNO 和H O 反响生成H 和 NO4、如以下图，试管中盛装的是红棕色气体可能是混合物，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能 布满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观看到试管中水柱连续上升，经过屡次重复后，试管内完全被水布满。 原来试管中盛装的222A可能是N2 与 NO 的混合气体B可能是O 与NO 的混合气体22C不行能是NO 与 NO 的混合气体D只能是NO 一种气体25、以下关于NO 和NO 的说法正确的选项是2ANO 是红棕色气体，易溶于水，属于酸性氧化物222BNO 可由N 和O 直接化合得到2CNO 和NO 均既可以用排空气法

8、收集又可以用排水法收集2DNO 和 NO 在肯定条件下可以相互转化6、诺贝尔化学奖曾授予德国化学家Gerhard Ert，以表彰他对固体外表化学争论过程中的重大觉察。使CO、NO 等在铂外表发生化学反响转变成无毒气体，以削减汽车尾气中有毒气体的排放，正是此项争论的重要应用之一。 以下有关说法不正确的选项是2ACO 在铂外表被氧化生成CO ，铂起催化作用B汽车尾气中的NO 在铂外表发生反响的产物是N2CCO 在铂外表可能和O2、NO 反响2DNO、CO、CO 均能与人体中的血红蛋白结合222三、氮的氧化物和氧气、水的反响与计算类型 1、NO 或 NO 与 N 的混合气体溶于水1、计算依据：3NO

9、 H O=2HNO NO22322例 1、将 2023 满 NO 和 NO 的混合气体的试管倒立于盛水的水槽中，充分反响后，剩余气体的体积变为10m， 求原混合气体中NO 和NO各占多少毫升？22类型 2、NO 和 O 的混合气体溶于水1、计算依据： 3NO H O=2HNO NO2232NOO =2NO22由方程式2得：4NO O 2H O=4HNO22232、争论法：由总反响可知VNO2VO2错误!例 2、将布满 NO2 和 O2 的混合气体的量筒倒置于水中，充分反响后，保持气体压强不变，水进入至量筒体积的22一半处停顿了，那么原混合气体中NO 和 O 的体积比是多少？2类型 3、NO 和

10、 O 的混合气体溶于水1、计算依据： 2NOO =2NO223NO H O=2HNO NO32232由方程式32 得：4NO3O22HO=4HNO2、争论法：由总反响可知VNOVO2错误!例 3、肯定条件下，将等体积的 NO 和 O2 混合于一试管中，然后将试管倒立于盛有水的水槽中，充分反响后剩余气体的体积与原混合气体的体积之比是多少？22类型 4、NO、NO 和 O 三种混合气体同时通入水中1、计算依据： 3NO H O=2HNO NO22324NO3O22HO=4HNO32、假设法：假设 NO 与水先反响，按反响3NO H O=2HNO NO，求诞生成NO 的体积，再加上原混合气22232

11、体中NO 的体积，得NO 的总体积，最终按反响 4NO3O22HO=4HNO3进展计算2例 4、常温下盛有 10mNO和 10mNO 组成的混合气体的大试管倒立于水中，当缓缓通入O一段时间后，试管内2残留 2m 气体，那么通入O2 体积可能为多少毫升？四、酸雨及防治1、SO2、NO 的主要 SO2：主要物的燃烧或冶炼 NO：主要 O2、NO 对人体的危害 SO2 与NO 会引起呼吸道疾病，危害人体安康，严峻时会使人死亡 溶于水形成酸雨3 防治 调整能源构造，开展清洁能源 争论煤的脱硫技术，改进燃烧技术，削减二氧化硫和氮氧化物的排放 加强工厂废气的回收处理 改进汽车尾气的处理技术，掌握尾气排放2

12、、酸雨1 概念：oL1B错误! moL1C错误! moL1D错误! moL1210、按图进展试验。试管中装有 12 mL NO，然后间歇而又缓慢地通入 8 mL O ，以下是有关最终状态的描述：试管内气体呈红棕色 试管内气体呈无色 试管内液面不变 试管内液面上升 试管内气体是 O2试管内气体是NO。其中正确的选项是ABCD11、将盛有30 mL NO 和NO2 混合气体的试管倒置于放满水的水槽中，最终试管中气体的体积是2023L，那么原混合气体中NO 的体积是A24 mLB15 mLC18 mLD12 mL12、将盛有 N2 和NO2 混合气体的试管倒立于水中，经过足够长的时间后，试管内气体的

13、体积缩小为原来的一半， 那么原混合气体中N2 和NO2 的体积比是A11B12C13D3113、在肯定温度和压强下，将一容积为15 mL 的试管布满NO2 后，倒置于一个盛有水的水槽中。当试管内液面上升至肯定高度不再变化时，在一样条件下再通入O2，假设要使试管内液面仍保持在原高度，那么通入O2 的体积为A mLB mLC mLD mL14、在肯定条件下，将 m 体积NO 和 n 体积O2 同时通入倒立于水中且盛满水的容器内，充分反响后，容器内残留错误!体积的气体，该气体与空气接触后变为红棕色，那么m 与 n 的比值为A32B23C83D3815、将盛有 1 mo NO 和NO2 混合气体的试管

14、倒立于盛满水的水槽中，再通入 mo O2，充分反响后，整个试管布满水。那么原混合气体中NO 与NO2 体积比为A12B37C25D无法确定16、在肯定条件下，将NO2 和O2 的混合气体 12mL 通入足量水中，充分反响后剩余2mL 气体同温同压下，那么原混合气体中氧气的体积为ABC3mLD4mL17、空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程得到了全民的支持。以下措施不利于“蓝天工程建设的是A推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2 污染B实施绿化工程，防止扬尘污染 C研制开发燃料电池汽车，消退机动车尾气污染 D加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供给量18、我国城市环境中

15、的大气污染主要是A二氧化碳、氯化氢、酸雨B二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、烟尘C二氧化氮、一氧化碳、氯气D二氧化硫、二氧化碳、氮气、粉尘19、以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要氧化物环境问题主要的燃烧BSO2光化学烟雾汽车尾气的排放CNO2温室效应工厂废气的排放DCOCO 中毒燃料的不完全燃烧222023 一支盛有a mL NO 和 b mL NO 气体的试管倒立于水槽中，然后通入a mL O ，问：1 假设ab，那么充分反响后试管内气体体积为mL2 假设ab，那么充分反响后试管内气体体积为mL3 假设ab，那么充分反响后试管内气体体积为mL21、氮氧化合物用NO 表示是大气污染的重要因素

16、，依据NO 的性质特点，开发出多种化学治理氮氧化合物污染的方法。1 用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。：4NH36NO错误!错误!L 碳酸钠溶液吸取，所得盐的物质的量分别为 、，该碳酸钠溶液的物质的量浓度为mo/L【氮气与氮的氧化物】答案【对点训练 1】21、C。解析：N 在空气中约占空气总体积的错误!，C 错误2、D。解析：氮气的化学性质很稳定，在通常状况下不燃烧，也不支持燃烧，不能供给呼吸，A 项正确；液氮汽化吸热，可用于制造低温环境，B 项正确；氮气的化学性质很稳定，可用作焊接金属的保护气，C 项正确；氮气与氢气生成氨气的反响中，N 的化合价从 0 降低到3，作氧化剂，D 项错误。3、A。

17、解析：NH3 过程中氮元素由 0 价变为3 价，被复原。B 工业合成氨的过程属于人工固氮。年，德国化学家维勒首次利用无机物氰酸铵合成了尿素；而含氮的有机物也可以直接分解为无机物。O 错误! ，NO ：15m222例 2、2:3例 3、1:8例 4、12m 或【对点训练 4】21、B。解析：空气中硫的氧化物和氮的氧化物随雨水降下就形成酸雨。酸雨的形成主要是由于空气中SO 和NO 的增多。在我国主要是SO2 的增多。空气中SO2 的主要的燃烧；含硫矿石的冶炼；硫酸、磷肥、纸浆厂的工业废气。目前，由于汽车用的燃料汽油、柴油等都经过了脱硫处理，所以形成酸雨的最主要缘由是工业上大量燃烧含硫燃料2、A。解

18、析：光化学烟雾主要是由汽车排出的氮氧化物、碳氢化合物等造成的；臭氧层空洞是由氟氯代烃等的 排放引起的；温室效应主要是由大气中CO2 含量的不断增加造成的。【课后作业】1、D2、C。解析：通常状况下氮气的性质很不活泼，在放电或高温条件下，能跟氧气反响。3、C。解析：二氧化氮与水反响生成硝酸和一氧化氮，氧化剂和复原剂都是二氧化氮，发生复原反响和氧化反 响的物质的量之比为 12。4、C。解析：NO 易于被氧气氧化，不能使用排空气法收集；NO 是一种无色无味的气体；常温常压下，NO 能与空气中的氧气直接化合生成二氧化氮。应选C。2252235、D。解析：NO、NO 等不是酸性氧化物；N O 中氮元素为

19、最高价，只有氧化性；NO 与H O 反响生成HNO时N 的价态发生了变化，故NO2 不是酸性氧化物。6、C。解析 该题有两个要求：1 必需参与氧化剂；2 通过一步反响就能完成。反响、从化合价角度来看都是上升，但反响N2NO2 不能通过一步反响完成；而反响NO2HNO3 虽然氮的化合价上升，但不加氧化剂也能完成，如 3NO H O=2HNO NO，在该反响中，NO 既是氧化剂又是复原剂；只有反响N NO22322必需参与氧化剂且通过一步反响就能完成。7、B。解析：显蓝色说明接触过程中发生氧化复原反响生成了单质I 。其反响如下：C 2KI=I 2KC，3NO2222H O=2HNO NO，HNO

20、将 KI 氧化成 I ，Br 2KI=I 2KBr。23322228、A。解析：NO、O2 倒扣在水槽中发生反响 4NO3O2H O=4HNO ，HNO易溶于水会导致试管内气体233体积会明显削减水面明显上升；NO 、O 倒扣在水槽中发生反响 4NO O 2H O=4HNO ，会导致试管内气222223222242体体积会明显削减水面明显上升；CO、O2 倒扣在水槽中不发生反响，故试管内气体体积不会明显削减；NH3、O2 倒扣在水槽中，氨气极易溶于水会导致试管内气体体积会明显削减水面明显上升；C2、SO 倒扣在水槽中发生反响C2SO 2H O=2HCH SO ，会导致试管内气体体积会明显削减水

21、面明显上升；N 、NO 倒扣在水槽中均不溶于水且不与水反响，故试管内气体体积不会明显削减，那么此题选A。9、C。解析：依据 4NO O 2H O=4HNO 可知，当NO 和O体积比为 41 时，二者恰好完全与水反响，2223222此时水能布满整个烧瓶。设烧瓶容积为 V，那么混合气体的物质的量 n 混错误! mo，nNO 错误!错误! mo。据上述方程式可知：生成硝酸的物质的量nHNO3错误!错误! mo，那么 cHNO3错误!错误! moL1。10、C。解析：依据4NO3O22H O=4HNO可得，剩余气体应为NO，体积为错误! mL，试管内液面上升。2311、B。解析：NO 与水反响 3NO

22、 H O=2HNO NO，设原混合气体中NO 与 NO 的体积分别为、，那么据222322题意，剩余气体体积 2023L 是原 NO 气体与上述反响生成的NO 气体的总体积，列方程即可得NO 和NO 体积都是 15 mL。222212、C。解析：将试管倒立于水中，只有NO 和H O 反响，生成的NO 与不反响的N 为剩余气体。设原混合气体的体积为 V，NO 的体积为，依据差量法求解：3NO2HO=2HNONOV23减312错误!解得：错误!，VN2V错误!错误!，故错误!错误!。13、C。解析：15 mL NO 与水反响后生成 5 mL NO，依据反响 4NO3O 2H O=4HNO ，使 5

23、 mL NO 完全2223被氧化需O2 体积为 5 mL错误! mL。据题意，通入的O2 应过量 5 mL，那么共需通入O2mL。14、C。解析：气体与空气接触后变为红棕色，说明反响后NO 是过量的。NO 和氧气同时通入水中的化学方程式是 4NO3O 2H O=4HNO ，所以参与该反响的 NO 是错误!，所以氧气的体积是错误!错误!n，所以 m223与 n 的比值为 83。2215、B。解析：设1 mo NO 和 NO2 的混合气体中有 a mo NO 和 1a mo NO ，依据 4NO3O232H O=4HNO23和 4NO2O22H O=4HNO可得：错误!a错误!，解得 a，因此 V

24、NOVNO37，应选B。2216、AD。解析：首先分析剩余的 2mL 气体有两种可能。假设剩余 2mLO ，那么VNO2错误!122 mL8mL，那么混合气中：VO212mL8mL4mL。假设剩余的 2mL 气体是NO，那么混合气中的 VO212mL2mL3错误!。17、D。解析：A、B、C 都是可实行的措施，在 D 中，假设加大不行再生资源石油、煤的开采，会造成资源缺乏，同时会使空气中SO2、NO 的含量增加。18、B。解析：常见的大气污染物是氮的氧化物、硫的氧化物、一氧化碳及烟尘。19、D。解析：A 项，二氧化碳是造成温室效应的气体，造成酸雨的气体是二氧化硫及氮氧化物，错误；B 项， 氮的

25、氧化物是造成光化学烟雾的气体，错误；C 项，二氧化碳是造成温室效应的气体，错误；D 项，CO 有毒， 主要来自燃料的不完全燃烧，正确。20230 2错误! 3错误!解析：1 依据反响：4NO O 2H O=4HNO 4NO3O 2H O=4HNO ，a mL NO 和 b mL NO气体的试管2223,22322倒立于水槽中，然后通入a mL O ，假设ab，对于两个反响中的气体均会转化为硝酸，所以试管中气体的体积是 0；2 假设ab，那么二氧化氮会有剩余，a mL NO 消耗氧气是错误! mL，所以剩余二氧化氮是ba mL，根据 3NO H O=2HNO NO，那么生成NO 的体积是错误!；

26、3 假设ab，那么此时一氧化氮和二氧化氮均参223加了的反响，氧气会剩余，依据反响4NO O 2H O=4HNO 、4NO3O 2H O=4HNO ，a mL NO 和b22232232mL NO 气体消耗氧气的体积是：错误!，所以剩余氧气的体积是：错误!。21、11322NO 2NaOH=NaNO NaNO H ONaNO232223NaCO 2NO=NaNO NaNOCONaNO ： NaNO ： L123232232解析：1 设 NO 的体积为VNO，NO 的体积为VNO ，依据方程式知，处理NO 需 NH ：错误!VNO，处理NO223232需 NH ：错误!VNO ，那么错误! 解得VNO2VNO 2VNOVNO 13。2生成两种钠盐，必定是NO2 的歧化反响，依据量的关系可知两种盐分别为NaNO3 和NaNO2。NO 中氮的化合价为2 价，NO2 中氮的化合物为4 价，二者11 混合时与NaOH 反响生成一种钠盐，依据电子守恒可知，钠盐中氮的化合价为3，即为 NaNO2。3nNO2，nNO错误!错误!错误!=错误!CO2 那么单独与Na2CO3 反响的NO2 为 错误!错误!=错误!错误!CO2 所以共生成NaNO3：，NaNO2： cNa2CO3错误!L1。