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1、一、一、N2的制备和氮的固定的制备和氮的固定1、N2的制备的制备（1）液化空气分离法）液化空气分离法（2）除氧分离法）除氧分离法: 将将O2转化为转化为CO2、H2O等除去等除去降温降温加压加压蒸馏蒸馏氮气氮气(-195.80C)液氧（液氧（-1830C）空气空气 液态空气液态空气2、氮的固定、氮的固定（1）定义：）定义：（2）方式：）方式：将游离态氮转化为氮的化合物的过程。将游离态氮转化为氮的化合物的过程。自然固氮自然固氮:豆类植物的根瘤菌：（豆类植物的根瘤菌：（N2氮肥）氮肥）N2 + O2 2NO放电或高温放电或高温雷雨：雷雨：人工固氮：人工固氮：N2 + 3H2 2NH3 高温高温 高
2、压高压催化剂催化剂工业合成氨工业合成氨二、氮的几种重要氧化物二、氮的几种重要氧化物+1+2+3+4+4+5氧化物氧化物N2ONON2O3NO2N2O4N2O5注意：注意：（1）氮的氧化物都有毒，除）氮的氧化物都有毒，除NO2外其余无色。外其余无色。（2）N2O俗名俗名“笑气笑气”，N2O3为亚硝酸酐，为亚硝酸酐， N2O5为硝酸酐。为硝酸酐。（3）+4价有两种，常温下价有两种，常温下:2NO2（红棕色）（红棕色） N2O4（无色）（无色）;所以没有纯净的所以没有纯净的NO2或或N2O4。（4）NO、NO2是大气污染物，主要来源于是大气污染物，主要来源于 石油和煤的燃烧、汽车尾气、硝酸厂废气，石
3、油和煤的燃烧、汽车尾气、硝酸厂废气， 可引起可引起光化学烟雾光化学烟雾和酸雨。和酸雨。（5） NO、NO2性质的对比性质的对比NO： 色色 的气体，的气体， 溶于水溶于水 2NO+O2=2NO2（红棕色红棕色）( (NO检验方法检验方法) ) 故：故：NO与与 O2不能共存，收集不能共存，收集NO只能用只能用排水法排水法不能用排空气法。不能用排空气法。 无无有毒有毒不不NO的收集方法？的收集方法？NO2: 色，色， ， 的气体，的气体， 溶于溶于水，跟水反应。水，跟水反应。易液化易液化。（NO2不能用排水法收集，只能用排空气法。）不能用排水法收集，只能用排空气法。）3NO2 + H2O = 2
4、HNO3 + NO （工业制硝酸）（工业制硝酸）科学探究科学探究 P92红棕红棕有刺激性有刺激性 有毒有毒易易 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 2NO + O2 = 2NO2 2、NO和和NO2的性质的性质NONO2物理性质物理性质化学性质化学性质无色，无色，不溶于水不溶于水红棕色，有刺激性红棕色，有刺激性气味的有毒气体，气味的有毒气体，易溶于水，易液化易溶于水，易液化现给你一试管二氧化氮，其它药品仪器自选。现给你一试管二氧化氮，其它药品仪器自选。1. 设计实验，要求尽可能多的使二氧化氮被水吸收。设计实验，要求尽可能多的使二氧化氮被水吸收。2. 你的设计对工业生产硝酸有什么启示
5、？你的设计对工业生产硝酸有什么启示？(从原料的充分利用、减少污染物的排放等方面考虑) 实验步骤实验步骤现象现象解释解释123将一支充将一支充满满NO2的试的试管倒立在管倒立在盛有水的盛有水的水槽中水槽中制取少量制取少量氧气氧气将氧气缓慢将氧气缓慢通入步骤通入步骤1 1的试管中的试管中红棕色红棕色气体逐气体逐渐消失渐消失,水位上水位上升升,最后水充满最后水充满整个试管的整个试管的2/3,无色气体充满无色气体充满试管的试管的1/3(上部上部)无色气体变为无色气体变为红棕色红棕色气体气体,但但气体体积逐渐气体体积逐渐缩小缩小,液面不断液面不断上升上升3NO2+H2O=2HNO3+NONO2为为红棕色
6、红棕色气体气体,易溶易溶于水于水,NO为无色气体为无色气体,难难溶于水溶于水.2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO2H2O2=2H2O+O2MnO22KClO3=2KCl+3O2MnO2 在这个过程中要通入多少在这个过程中要通入多少O2， NO2才能完全转变才能完全转变成成HNO3呢？呢？ 3NO2H2O2HNO3NO 2NO+O2 2NO24NO2O22H2O4HNO3 NO2与与O2以以41的体积比混合，与足量的体积比混合，与足量 的水反应就可以完全转变成硝酸。的水反应就可以完全转变成硝酸。 2 得：得：(工业合成硝酸工业合成硝酸)6NO22H2O4HNO32NO +
7、得：得： 提示：提示：用水鉴别。加水振荡后，水层无色的为用水鉴别。加水振荡后，水层无色的为NO2，水层为橙色的为溴蒸气；水层为橙色的为溴蒸气； 用用AgNO3溶液鉴别。加入溶液鉴别。加入AgNO3溶液、振荡，有浅黄溶液、振荡，有浅黄色沉淀生成的为溴蒸气，无沉淀生成的为色沉淀生成的为溴蒸气，无沉淀生成的为NO2； 用有机溶剂鉴别。将气体通入有机溶剂，有机溶剂由用有机溶剂鉴别。将气体通入有机溶剂，有机溶剂由无色变为橙红色为溴蒸气，气体不溶解的为无色变为橙红色为溴蒸气，气体不溶解的为NO2 。思考交流思考交流二氧化氮和溴蒸气都是红棕色的气体，如二氧化氮和溴蒸气都是红棕色的气体，如何通过实验鉴别二者？
8、何通过实验鉴别二者？三、有关氮的氧化物的计算三、有关氮的氧化物的计算:1、NO2溶于水或溶于水或NO2、N2混合溶于水混合溶于水只有只有NO2反应，剩余反应，剩余NO，V(NO)=1/3V(NO2 )3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO-V 3体积体积 1体积体积 2体积体积练习练习：一定状态下将盛满：一定状态下将盛满NO2的试管倒扣在水中，的试管倒扣在水中，一段时间后，气体体积减少了一段时间后，气体体积减少了20mL，求：，求：原原NO2的体积的体积水柱上升为试管体积的几分之几？水柱上升为试管体积的几分之几？管内溶液的物质的量浓度管内溶液的物质的量浓度(设溶质不扩散设溶质不扩散)。
9、1/Vm30mL2/32、NO和和O2混合溶于水混合溶于水2NO + O2 = 2NO23NO2 + H2O = 2HNO3 + NONO2为中间产物，为中间产物，3+ 2总反应：总反应：4NO + 3O2 +2H2O = 4HNO3思路方法：讨论法思路方法：讨论法余气为余气为NO：V(NO)= 10mL， V(O2)=6mL 余气为余气为O2：V(NO)=8mL ， V(O2)=8mL练习练习：将一定条件下，：将一定条件下，16mLNO和和O2混合充满试混合充满试管倒扣在水中，剩余气体为管倒扣在水中，剩余气体为2mL,求原混合气体的求原混合气体的组成？组成？3、NO2和和O2混合溶于水混合溶
10、于水2NO + O2 = 2NO23NO2 + H2O = 2HNO3 + NONO为中间产物，为中间产物，2+ 总反应：总反应：4NO2 + O2 +2H2O = 4HNO3练习练习：将：将16mLNO2和和O2的混合气体通入足量水中，的混合气体通入足量水中，反应后剩余同温同压气体反应后剩余同温同压气体2mL，求原各气体的体积。，求原各气体的体积。思路方法：讨论法思路方法：讨论法余气为余气为NO：V(NO2)=14mL,V(O2)=2mL余气为余气为O2：V(O2)=4.8mL,V(NO2)=11.2mL四、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染四、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染 光化学烟雾光化学烟
11、雾 空气中的二氧化硫主要来自于化石燃料（如煤与石油）空气中的二氧化硫主要来自于化石燃料（如煤与石油）的燃烧、含硫金属的冶炼以及制造硫酸、磷肥等产生的燃烧、含硫金属的冶炼以及制造硫酸、磷肥等产生的废气。的废气。1、来源、来源 在机动车内燃机中燃料燃烧产生的高温条件下，在机动车内燃机中燃料燃烧产生的高温条件下，空气中的氮气往往也参与反应，这就是汽车尾气中含有空气中的氮气往往也参与反应，这就是汽车尾气中含有NO的原因，也是空气中的原因，也是空气中NO2的主要来源。的主要来源。2、危害、危害 NO2、SO2都是有毒气体，是主要的大气污染物。都是有毒气体，是主要的大气污染物。能直接危害人体健康，引起呼吸
12、道疾病，严重时会能直接危害人体健康，引起呼吸道疾病，严重时会使人死亡。使人死亡。历史上著名的相关事件有：伦敦烟雾事件；洛杉矶光化学烟雾事件。历史上著名的相关事件有：伦敦烟雾事件；洛杉矶光化学烟雾事件。SO2、NO2的另一个主要危害是造成酸雨。的另一个主要危害是造成酸雨。 酸雨：主要指酸雨：主要指pH值小于值小于5.6的雨水，的雨水，其主要是含有硫酸和硝酸。其主要是含有硫酸和硝酸。 正常雨水正常雨水(含雨、霜、露、雹、霰等含雨、霜、露、雹、霰等)由于存在由于存在CO2原因其原因其pH值约为值约为5.6 。在水中当。在水中当pHpH值小于值小于5.55.5时时,大部分鱼类难以生存大部分鱼类难以生存
13、;当降到小于当降到小于5时时,各种鱼类和两各种鱼类和两栖动物及昆虫、水草及浮游生物面临灭绝。栖动物及昆虫、水草及浮游生物面临灭绝。 酸雨会伤害植物的新生芽，使叶绿素含量偏小，光酸雨会伤害植物的新生芽，使叶绿素含量偏小，光合作用受阻，作物产量下降，严重时会导致大面积的农合作用受阻，作物产量下降，严重时会导致大面积的农作物减少或绝收，大片的森林树木枯死，小生物随之灭作物减少或绝收，大片的森林树木枯死，小生物随之灭绝绝最终必然会影响到我们人类自身。最终必然会影响到我们人类自身。练习练习 与与 思考思考 1.在新疆与青海交界处有一山谷，人称魔鬼谷。每当在新疆与青海交界处有一山谷，人称魔鬼谷。每当人畜进入后，经常电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击毙。人畜进入后，经常电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击毙。然而谷内却是牧草茂盛，四季常青。请解释原因。然而谷内却是牧草茂盛，四季常青。请解释原因。 N2 + O2 = 2NO放电或高温放电或高温2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO雷雨发庄稼雷雨发庄稼（基训（基训P93）