1、第四章 第三节 硫和氮的氧化物,第2课时 二氧化氮和一氧化氮 二氧化硫和二氧化氮对大气的污染,1.掌握NO和NO2的性质与用途。 2.了解SO2、NO2等对大气的污染及其防治。 3.掌握NO、NO2的有关计算。,目标导航,基础知识导学,重点难点探究,随堂达标检测,栏目索引,分层训练,一、氮气、一氧化氮和二氧化氮,基础知识导学,答案,1.物理性质,无色气体,无色气体,红棕色气体,无味,无味,刺激性气味,小,大,大,难溶,难溶,与水反应,无毒,有毒,有毒,答案,2.化学性质 (1)氮气 通常状况下较稳定，与其他物质不反应。,(2)一氧化氮和二氧化氮 NO与O2反应： 。 NO2与H2O反应： 。,
2、2NOO2=2NO2,3NO2H2O=2HNO3NO,答案,二、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染,1.SO2和NO2的主要来源、危害和防治,煤、石油,汽车尾气,酸雨,答案,2.酸雨,5.6,SO2,NO2,练一练 1.关于氮气的性质说法中，错误的是( ) A.氮在自然界中既以游离态存在又以化合态存在 B.通常情况下，氮气性质很不活泼 C.可在氧气中燃烧生成一氧化氮 D.大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环 解析 通常情况下氮气的性质很不活泼，在放电或高温条件下，能跟氧气反应。,解析答案,C,2.下列关于一氧化氮的叙述正确的是( ) A.一氧化氮是一种红棕色的气体 B.常温常压下，一氧
3、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，只能用向上排空气法收集 解析 NO是无色气体，不溶于水，可由N2与O2直接化合而得到，且易与空气中的氧气直接反应而生成NO2，故只有C项符合题意。,解析答案,C,3.关于二氧化硫和二氧化氮叙述正确的是( ) A.两种气体都是无色有毒的气体，且都可用水吸收以消除对空气的污染 B.二氧化硫与过量的二氧化氮混合后通入水中能得到两种常用的强酸 C.两种气体都具有强氧化性，因此都能够使品红溶液褪色 D.两种气体溶于水都可以与水反应，且只生成相应的酸 解析 二氧化氮跟水反应，生成硝酸和一氧化氮，二氧化
4、硫溶于水生成亚硫酸，硝酸氧化亚硫酸生成硫酸。二氧化硫的漂白原理不是利用强氧化性，二氧化硫也不具有强氧化性。,解析答案,B,4.回答下列问题。 (1)农业上有一句俗语“雷雨发庄稼”，该过程发生了哪些反应？_。,答案,(2)如图是德国的一座大理石雕像在六十年间的变化，结合所学知识回答下列问题：,造成上述现象的原因_。 写出上述变化中的化学(或离子)方程式： _。,酸雨对雕像的腐蚀,SO2H2O=H2SO3,2H2SO3O2=2H2SO4，3NO2H2O=2HNO3NO,2HCaCO3=Ca2H2OCO2,答案,为防治酸雨，降低煤燃烧时向大气排放的SO2，工业上将生石灰和含硫煤混合后使用。请写出燃烧
5、时，有关“固硫”(不使硫化合物进入大气)反应的化学方程式：_。,答案,CaOSO2=CaSO3,2CaSO3O2=2CaSO4,5.利用如图所示装置收集以下8种气体(图中烧瓶的位置不得变化)。 H2 Cl2 CH4 HCl NH3 NO H2S SO2 (1)若烧瓶是干燥的，则由B口进气收集的气体有_ (填序号)。 (2)若烧瓶充满水，可收集的气体有_，这时气体由 _口进入。 (3)若烧瓶是干燥的，则由A口进气，可收集的气体有_。 (4)若在烧瓶内装入浓硫酸使气体干燥，则可用此装置来干燥的气体有 _，这时气体由_口进入。 解析 由B口进入适宜于收集比空气密度大的气体，由A口进入适宜于收集比空气
6、密度小的气体。,解析答案,A,B,返回,一、氮的氧化物溶于水的计算,重点难点探究,1.反应原理 3NO2H2O=2HNO3NO 2NOO2=2NO2 反应2 4NO2O22H2O=4HNO3 反应23 4NO3O22H2O=4HNO3,2.计算类型(1),(2),(3),(4),特别提醒 若将a mol NO、b mol NO2和c mol O2的混合气体通入水中，没有气体剩余，,例1 将10 mL充满NO2和O2的混合气体的试管，倒置在水槽中，反应停止后试管内剩余2 mL的无色气体，求原混合气体中NO2和O2各多少毫升？,解析答案,解析 剩余2 mL气体可能是NO或O2，分两种情况讨论： (
7、1)剩余的是NO，可以看成先发生了反应：4NO2O22H2O=4HNO3剩余的NO2又与水作用，最终有2 mL NO产生。由反应3NO2H2O=2HNO3NO得，剩余的NO2体积为2 mL36 mL。则原有O2体积为(10 mL6 mL) 0.8 mL，NO2体积为10 mL0.8 mL9.2 mL。 (2)剩余的是O2，则有10 mL2 mL8 mL NO2和O2的混合气体按反应4NO2O22H2O=4HNO3进行。所以NO2的体积为8 mL 6.4 mL，O2体积为10 mL6.4 mL3.6 mL。,解析答案,答案 若剩余的气体是NO，则NO2和O2的体积分别为9.2 mL和0.8 mL
8、；若剩余的气体是O2，则NO2和O2的体积分别为6.4 mL和3.6 mL。,(1)NOx和O2的混合气体溶于水，剩余气体可能为O2，也可能为NO。 (2)可以利用电子守恒法解答NOx和O2混合气体溶于水的有关问题。,解题反思,变式训练1 在一定条件下，将6体积的NO2(不考虑NO2转化为N2O4)和一定体积的NO置于试管中，并将试管倒置于水中，当通入4.5体积的O2充分反应后，剩余1.5体积气体，则原NO体积可能为( ) A.4体积 B.5体积 C.5.5体积 D.3体积 解析 本题的关键在于理解剩余的1.5体积气体，可能是一氧化氮，也有可能是氧气。若是一氧化氮，则氧气全部反应，二氧化氮完全
9、反应用掉了1.5体积氧气，剩余3体积应该被一氧化氮消耗，所以一氧化氮体积为4体积1.5体积5.5体积；若剩余的为氧气，则此过程中一氧化氮消耗的氧气为1.5体积，所以一氧化氮的体积是2体积。,解析答案,C,二、常见的环境污染及其防治,1.常见的环境污染,2.SO2和氮的氧化物的吸收、转化 (1)NaOH溶液吸收 SO22NaOH=Na2SO3H2O NO2NO2NaOH=2NaNO2H2O 2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O,特别提醒 (1)氮的氧化物是造成酸雨和臭氧层空洞的共同污染物。 (2)NO在破坏臭氧层的过程中可发生如下反应： NOO3NO2O2 NO2O NOO2 总反应方
10、程式为2O3=3O2，从整个反应来看NO作催化剂。 (3)NO使人中毒的原理与CO相似，被人吸入后与血红蛋白结合生成一氧化氮血红蛋白，从而使血红蛋白失去运输O2的能力。,例2 下图所示是酸雨的形成示意图。根据图示回答下列问题。,解析答案,(1)下列气体容易形成酸雨的是_。 A.CO2 B.SO2 C.N2 D.NO2 解析 SO2、NO2易形成酸雨。,BD,(2)现有雨水样品1份，每隔一段时间测定该雨水样品的pH，所得数据如下：,解析答案,分析数据，回答下列问题： 雨水样品的pH变化的原因是_ (用化学方程式表示)。 如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合，pH将变_，原因是_(用化学方程式表示
11、)。,解析 酸雨放置时pH变小，其原因是雨水中的H2SO3被空气中氧气氧化所致：SO2H2O = H2SO3,2H2SO3O2=2H2SO4。 雨水和自来水混合，应考虑H2SO3与Cl2(或HClO)的反应：SO22H2OCl2=H2SO42HCl(或H2SO3HClO=H2SO4HCl)。因此雨水与自来水混合后溶液pH将变小。 答案 SO2H2O=H2SO3,2H2SO3O2=2H2SO4 小 Cl22H2OSO2=H2SO42HCl(或H2SO3HClO=H2SO4HCl),(3)下列措施中，可减少酸雨产生的途径的是_(填字母)。 少用煤作燃料 把工厂烟囱造高 燃料脱硫 在已酸化的土壤中加
12、石灰 开发新能源 A. B. C. D. 解析 减少酸雨的产生需减少SO2的排放，将煤转化为清洁能源(如煤的气化和液化)，燃料脱硫、固硫，开发不含硫的新能源(如氢能、核能等)，都是有力措施。因此正确。,解析答案,C,(1)pH5.6的降雨称酸雨，酸雨分为硫酸型和硝酸型。 (2)CO2不是形成酸雨的物质，不属于“城市空气质量时报”报道的污染物。 (3)酸雨在空气中久置酸性增强的原因是2H2SO3O2=2H2SO4，H2SO4酸性强于H2SO3。,解题反思,变式训练2 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。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是( ) A.
13、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，消除机动车尾气污染 D.加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应量 解析 A、B、C都是可采取的措施，在D中，若加大不可再生资源石油、煤炭的开采，会造成资源缺乏，同时会使空气中的SO2、NOx的含量增加。,解析答案,D,解题反思,返回,随堂达标检测,1.近年来，环境问题越来越引起人们的重视。温室效应、酸雨、臭氧层破坏、赤潮等已经给我们赖以生存的环境带来较大的影响，造成酸雨的主要有害物质是( ) A.CO2 B.硫和氮的氧化物 C.含氟化合物 D.化肥和含磷洗衣粉的使用及其污水的排放,1,2,3,
14、4,5,答案,B,6,2.下列物质氮氧化物 未完全燃烧的碳氢化合物 含铅化合物 二氧化硫 一氧化碳，其中属于汽车尾气成分的是 ( ) A. B. C. D.全部 解析 汽车尾气中的成分比较复杂，有不完全燃烧产生的CO、碳氢化合物、碳的固体颗粒，有N2和O2反应产生的NO、NO2，有汽油中的S元素与O2生成的SO2。,1,2,3,4,5,解析答案,D,6,3.下列有关环境污染的说法正确的是( ) A.燃煤时加入适量石灰石，可减少废气中SO2的量 B.臭氧的体积分数超过104%的空气有利于人体健康 C.pH在5.67之间的降水通常称为酸雨 D.含磷洗涤剂易于被细菌分解，故不会导致水体污染,解析答案
15、,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,空气中臭氧的体积分数低于105%时可加速血液循环令人产生振奋的感觉，但高于此值时则会对人体产生伤害，B不正确； 只有雨水的pH5.6时，才称为酸雨，C不正确； 含磷洗涤剂会造成水体污染使水体富营养化，而引起赤潮、水华等现象，D不正确。 答案 A,4.最新的病毒学研究证实，一氧化氮对SARS病毒有直接抑制作用。下列关于一氧化氮的叙述正确的是( ) A.一氧化氮是一种红棕色气体 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 解析 NO是一种无色难溶于水
16、的气体，可以用排水法收集；常温常压下，NO容易与氧气直接化合生成NO2。,解析答案,1,2,3,4,5,6,C,5.发射卫星的运载火箭，其推进剂引燃后发生剧烈反应，产生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，但在卫星发射场看到火箭喷出大量红烟，产生红烟的原因是 ( ) A.高温下N2遇空气生成NO2 B.NO遇空气生成NO2 C.CO2与NO反应生成CO和NO2 D.NO与H2O反应生成H2和NO2 解析 NO是一种极易被空气中O2氧化的气体，产物是红棕色气体NO2。,1,2,3,4,5,解析答案,6,B,6.如图所示，试管中盛装的是
17、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，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，原来试管中盛装的气体不可能是( ) A.N2与NO2的混合气体 B.O2与NO2的混合气体 C.NO与NO2的混合气体 D.NO2一种气体,1,2,3,4,5,答案,A,返回,6,基础过关,分层训练,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析答案,一、氮气的性质 1.下列关于氮气的说法中错误的是( ) A.通常情况下N2性质很稳定，所以N2可以在电焊时作保护气,解析 N2很稳定，常用作保护气；但在高温
18、下N2与O2产生的NO易被氧化为NO2，故汽车尾气会造成环境污染；N2在空气中的体积含量约为4/5；N2与金属、H2反应时作氧化剂。 答案 C,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析答案,2.下列过程没有起到氮的固定作用的是( ) A.N2与O2反应生成NO B.N2与H2在一定条件下合成氨 C.NH3经催化氧化生成NO D.豆科植物的根瘤菌将空气中的氮气转化为含氮化合物 解析 氮的固定指游离态的氮反应生成化合态的氮，即由N2到化合物。,C,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析答案,二、氮的氧化物 3.诺贝尔化学奖曾授予德国化学家Gerha
19、rd Ertl，以表彰他对固体表面化学研究过程中的重大发现。使CO、NOx等在铂表面发生化学反应转变成无毒气体，以减少汽车尾气中有毒气体的排放，正是此项研究的重要应用之一。下列有关说法不正确的是( ) A.CO在铂表面被氧化生成CO2，铂起催化作用 B.汽车尾气中的NOx在铂表面发生反应的产物是N2 C.CO在铂表面可能和O2、NOx反应 D.NOx、CO、CO2均能与人体中的血红蛋白结合,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析 CO、NOx在铂表面发生的反应为CONOxCO2N2(未配平)，也可能是CO与O2反应，此过程中铂作催化剂；CO2不能与人体中的血红蛋白结合
20、。 答案 D,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析答案,4.硝酸工业尾气中含有高浓度的NO和NO2，它们都是大气的重要污染物。已知某厂排放的尾气中NO、NO2的体积比为11，该厂采用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。则该含氮的钠盐中，氮元素的化合价为( ) A.3价 B.1价 C.3价 D.5价 解析 NO、NO2的体积比为11，两者中氮的价态分别为2、4价，一个升高，一个降低，含氮钠盐中氮的价态是3价。,C,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析答案,三、氮的氧化物与水的反应 5.按图进行实验。试管中装有12
21、mL NO，然后间歇而又缓慢地通入8 mL O2，下列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。其中正确的是 ( ) A. B. C. D.,C,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析答案,6.把少量的NO2气体通入过量的小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有过氧化钠颗粒的干燥管，最后收集到的气体是( ) A.O2 B.NO2 C.NO2和O2 D.CO2和NO,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析 NO2气体与水反应生成HNO3和NO，HNO3与NaHC
22、O3反应生成NaNO3、H2O和CO2。因此，通入过量的小苏打溶液得到的气体是NO和CO2的混合气体。此混合气体中的CO2能与Na2O2反应，生成Na2CO3和O2，而O2会氧化NO生成NO2。发生的反应如下：6NO22H2O=4HNO32NO,4NaHCO34HNO3=4NaNO34H2O4CO2，4Na2O24CO2=4Na2CO32O2，2NOO2=2NO2。由于NO与O2物质的量之比为11，氧气过量，故最后收集到的气体是NO2和O2。 答案 C,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析答案,7.将a mL NO、b mL NO2、x mL O2混合于同一试管里，
23、将试管口倒插于水中，充分反应后试管内气体全部消失，则用a、b表示的x的代数式是 ( ) A.(ab)/2 B.(2ab)/3 C.(3ab)/4 D.(4ab)/5,C,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析答案,四、环境污染 8.下列气体N2；O2；NO2；NO；CO2；CO中，属于大气污染物的是 ( ) A. B. C. D.全部 解析 氮的氧化物、硫的氧化物及CO是常见的大气污染物。,A,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析答案,9.酸雨形成的最主要原因是( ) A.森林遭乱砍滥伐，破坏了生态平衡 B.工业上大量燃烧含硫燃料 C.大气
24、中二氧化碳的含量增多 D.汽车排出大量尾气,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,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SO2和NOx的增多。在我国主要是SO2的增多。空气中SO2的主要来源是化石燃料(煤和石油产品)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原因是工业上大量燃烧含硫燃料。 答案 B,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析答案,10.C、N、S的氧化物中许多是工业上重要的化工原料，但是当它们分散到空气中
25、时，会带来很多环境问题。下列有关这些元素的氧化物说法不正确的是( ) A.开发太阳能、水能、风能、氢能等新能源将有利于减少这些氧化物的产生 B.这些氧化物使雨水的pH7，我们把pH7的雨水称之为酸雨 C.N与S的氧化物还能直接危害人的身体健康，引发呼吸道疾病 D.“温室效应”与二氧化碳的排放有着直接的关系 解析 正常雨水为CO2的饱和溶液，其pH为5.6，pH小于5.6的雨水才为酸雨。,B,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,11.据记载：1952年2月，美国某城市雾大无风，家庭和工厂排出的烟雾经久不散，大气中SO2的含量高达3.8 mgm3。造成4天之内死亡人数约4
26、000人。紧跟下来的日子里又有8 000多人死亡。回答： (1)流经该城市的主要河道也因此而受到污染，引起鱼类死亡，此种类型大气污染形成与_有关。 (2)目前防止这种污染的一种比较有效的方法是用直升飞机喷撒白垩粉(CaCO3)以降解其污染，其有关化学方程式为_。,能力提升,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析答案,(3)用仪器A、B和胶管组成装置收集NO气体。(仪器A已经经过气密性检查；除水外不能选用其他试剂)。 正确的操作步骤是_。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析 本题是以二氧化硫的污染与防治为中心的环保问题。对学生进行爱护环境和
27、自我保护意识的教育，酸雨引起了水污染，造成鱼类死亡，而造成酸雨的罪魁祸首是SO2，防止SO2污染的方法有很多，可以使用氨水、亚硫酸钠溶液或者CaCO3等物质对SO2进行处理。(3)NO是一种易被氧化的气体，所以要用排水法收集，而且气体应是短进长出。,答案 (1)酸雨,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,(3)在A中加满水盖紧瓶塞，用胶管连接b和c接口，由a导入NO气体，水通过b和c排入B中,解析答案,12.汽车尾气(含烃类、CO、SO2与NO等物质)是城市空气的污染源之一。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个催化转换器(用Pt、Pd合金作催化剂)，它的特点是使CO和N
28、O反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使汽油充分燃烧及SO2的转化。 (1)写出NO与CO通过催化转换器发生反应的化学方程式：_。 (2)催化转换器的缺点是在一定程度上提高了空气的酸度。其原因是_。 (3)控制城市空气污染源的方法有_(填选项编号)。 a.植树造林 b.开发氢能源 c.使用电动车 d.控制汽车进城 e.使用无铅汽油,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析答案,解析 汽车尾部排出的废气中主要含CO、NOx及碳氢化合物。CO是汽油不完全燃烧的产物，NOx是汽油爆裂时，由空气中的氮和氧化合而成。碳氢化合物中含有烃类，有的是汽油原有成分，有的是氧化
29、产物。大城市中汽车多，大气中NO含量较高，这是因为汽车引擎在工作时产生高温使之发生如下反应：N2O2 2NO，矿物油中硫在燃烧过程中产生SO2，治理方法是在汽车排气管上装一个用铂、钯合金做的催化转化器，使NO与CO反应生成N2和CO2，SO2被催化氧化为SO3。控制城市空气污染方法中，植树造林这一选项具有一定的迷惑性，植树造林能控制CO2量的增加，但对消除汽车尾气中的烃类、CO、SO2与NO等物质没有直接的效果，选bc。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,(2)反应除生成了N2外，还生成了增加空气酸度的CO2和SO3 (3)bc,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1
30、0,11,12,13,13.某硫酸工厂周围的空气中含有较多的二氧化硫，环保部门为了测定空气中二氧化硫的体积分数，做了如下实验：取标准状况下的空气1.000 L(内含氮气、氧气、二氧化碳、二氧化硫等)，缓慢通过足量溴水(反应的化学方程式为SO2Br22H2O=2HBrH2SO4)，在所得溶液中加入过量的氯化钡溶液，产生白色沉淀，将沉淀洗涤、干燥，称得其质量为0.233 g。试回答下列问题：,拓展探究,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,答案,(1)加入过量氯化钡溶液的目的是_。,(2)过滤后，若在滤液中加入硫酸钠溶液，有白色沉淀产生，说明_ _。,(3)过滤后，一般要用蒸馏水洗涤沉淀23次，以除去附着在沉淀上的可溶性物质。请说明应通过何种方法验证可溶性物质是否已被除尽。,答案 一般在过滤器中洗涤，边洗涤边过滤。分次向洗涤液中滴加硫酸钠溶液，若洗涤液中无沉淀生成而保持澄清，说明可溶性物质已除尽；若洗涤液呈浑浊状，说明可溶性物质可能未除尽，需继续洗涤。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,原溶,解析答案,(4)计算此空气中二氧化硫的体积分数。,解析 依题意有SO2 BaSO422.4 L 233 gV(SO2) 0.233 g,答案 2.24%,返回,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,本课结束,
浙公网安备33030202001339号