2019苏教版必修一学案：4.2.1氮氧化物的产生及转化（含答案）

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1、第1课时氮氧化物的产生和转化学习目标核心素养建构1.认识氮氧化物的性质和用途。2.知道含氮化合物的应用对社会生产的作用和对自然环境的影响。知 识 梳 理一、NO和NO2性质1.在自然界中，氮元素既有游离态，也有化合态，大部分以游离态的形式存在于空气中。氮气是一种无色、无味气体，不溶于水。(1)氮气的化学性质稳定，通常情况下与氧气不反应，但是在放电或高温条件下氮气和氧气能直接化合生成NO，反应的化学方程式是N2O22NO，该反应的还原剂是N2。(2)氮气在高温、高压、催化剂的情况下，能与氢气化合生成NH3，反应的化学方程式是N23H22NH3，该反应的氧化剂是N2。2.在雷雨天气，空气中的N2、

2、O2在放电的条件下，会发生反应生成NO，而NO又立即与空气中的O2反应生成NO2，NO2在随雨水降落到地面的过程中又与水反应生成了HNO3，有关的反应方程式为 N2O22NO，2NOO2=2NO2，3NO2H2O=2HNO3NO。生成的硝酸再与土壤中难溶性的硅酸盐反应，生成可溶性硝酸盐，而可溶性硝酸盐就成了植物生长所需的氮肥，因而就印证了“雷雨发庄稼”这句俗话。3.NO是一种无色、不溶于水的气体，在常温下很容易与空气中的O2化合生成NO2，反应的化学方程式为：2NOO2=2NO2。4.二氧化氮是红棕色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气的大，易液化，易溶于水。二氧化氮溶于水生成硝酸和一氧化氮，

3、反应的化学方程式为：3NO2H2O=2HNO3NO。工业上利用这一原理制取硝酸。【自主思考】1.为什么收集NO只能用排水法？提示因为常温常压下NO与空气中的氧气发生反应生成NO2。2.为什么NO2只能用排空气法收集？提示因为NO2与水发生反应：3NO2H2O=2HNO3NO。3.NO2和溴蒸气都是红棕色气体，如何区分NO2气体和溴蒸气？提示此问题易错用湿润的KI淀粉试纸，忽视了NO2与Br2均有较强的氧化性，应用以下措施来区别：(1)通入水中形成黄色溶液的为Br2；(2)通入AgNO3溶液中有浅黄色沉淀的为Br2；(3)通入CCl4溶剂中，CCl4颜色变橙红的为Br2。二、氮的氧化物对环境的污

4、染1.氮氧化物的来源：氮肥生产、金属冶炼和汽车等交通工具的使用等，会产生大量的氮氧化物，火山爆发、雷鸣电闪等也会将氮气转化为氮氧化物。在燃料燃烧的过程中，空气中的氮气往往也参加反应，这也是汽车尾气中含有NO的原因。2.光化学烟雾的形成：空气中的二氧化氮不但能形成酸雨，在日光照射下，二氧化氮还能使氧气经过复杂的反应生成臭氧(O3)，臭氧与空气中的一些碳氢化合物发生作用后，产生了一种有毒的烟雾，人们称之为光化学烟雾。光化学烟雾对人体的健康、植物的生长都有很大的影响。3.氮氧化物污染的防治：(1)使用洁净能源；(2)为汽车安装转化装置，将汽车尾气中的一氧化碳和一氧化氮转化成二氧化碳和氮气：2CO2N

5、O2CO2N2；(3)对生产氮肥、硝酸的工厂排放的废气进行处理。【自主思考】4.空气质量报告为什么特别关注空气中二氧化氮的含量？提示氮氧化物是形成光化学烟雾的一个重要原因。光化学烟雾具有特殊气味，刺激眼睛，伤害植物，并使大气能见度降低。另外，氮氧化物与空气中的水反应生成的硝酸和亚硝酸是酸雨的成分。效 果 自 测1.判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)空气中N2的体积分数约为78%。()(2)N2在高温条件与O2发生燃烧生成NO。()(3)NO在空气中易转化为红棕色NO2。()(4)NO2与H2O的反应，NO2只作氧化剂。()(5)空气质量日报报道的大气污染物是CO2、SO2、氮氧化物、

6、固体悬浮颗粒。()(6)pHn，则充分反应后，试管中气体在同温同压下的体积为()A. mL B. mLC. mL D. mL解析根据反应可知，3NO22H2O=2HNO3NO3 1m mL mL所以反应后NO气体共 mL。设消耗的氧气的体积为x mL，由4NO3O22H2O=4HNO3 4 3 mL x mL解得x，由nn，显然氧气不足，故完全反应后剩余的气体为NO，NO的体积为 mLn mL mL，A项正确。答案A1.下列关于N2的说法中错误的是()A.通常情况下N2的化学性质很稳定，所以N2可在电焊时作保护气B.N2O22NO，该反应是汽车尾气造成污染的主要原因之一C.N2在空气中约占空气

7、总质量的D.在反应：3MgN2Mg3N2中，N2作氧化剂解析N2在空气中约占空气总体积的，C项错误。答案C2.下列各组气体，在常温常压下不能共存的是()A.SO2与O2 B.NO与O2C.O2与N2 D.NO2与O2解析NO和O2在常温常压下易发生化合反应生成NO2：2NOO2=2NO2；而SO2和O2反应需催化剂、加热；N2和O2反应需放电或高温条件。答案B3.下列关于氮的氧化物的说法中，正确的是()A.氮的氧化物都是酸性氧化物B.氮的氧化物都既有氧化性，又有还原性C.NO与H2O反应生成HNO3D.只能用排水法收集NO解析NO不能与碱溶液反应，属于不成盐氧化物，A项错误；N2O5中氮元素为

8、最高价，只有氧化性，B项错误；NO与水不反应，C项错误。答案D4.如图所示，室温下向盛有3.0 mL NO的试管中缓缓通入1.5 mL O2(所有气体的体积均在标准状况下测定)。试回答下列问题：(1)写出观察到的现象(可不写满，也可补充)： ； ； 。(2)上述过程中发生反应的化学方程式有 .(3)最终试管中剩余的气体是 ，体积为 。解析(1)通入的O2与NO发生反应生成NO2：2NOO2=2NO2，所以看到有红棕色气体生成；生成的NO2溶于水：3NO2H2O=2HNO3NO，气体被消耗，所以会看到试管内液面上升；总反应方程式为4NO3O22H2O=4HNO3，NO过量，故最后有无色气体剩余。(2)设1.5 mL O2全部参加反应，由总反应4NO3O22H2O=4HNO3知：V反应(NO)V(O2)1.5 mL2.0 mL，而NO的总体积是3.0 mL，故剩余NO气体的体积是1.0 mL。答案(1)通入O2，试管内气体由无色变为红棕色试管内液面上升试管内剩余无色气体(2)2NOO2=2NO2、3NO2H2O=2HNO3NO(3)NO1.0 mL