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1、氮氧化物的产生及相互转化第1页，本讲稿共34页21 氮氧化物的产生及转化氮氧化物的产生及转化第2页，本讲稿共34页一、氮气一、氮气1.氮的存在氮的存在2.2.工业制取：工业制取：游离态：大气中游离态：大气中化合态：化合态：KNO3、NaNO3、蛋白质、核酸等蛋白质、核酸等分馏液态的空气分馏液态的空气第3页，本讲稿共34页3.3.氮气的物理性质氮气的物理性质氮气是无色无味密度比空气稍小，难溶于水的气氮气是无色无味密度比空气稍小，难溶于水的气体体,熔点熔点209.86、沸点、沸点195.8低，难液化低，难液化4.4.氮分子的结构氮分子的结构NN（2）电子式：）电子式：（3）结构式：结构式：（1）化
2、学式）化学式N2NN结构稳定，决定了性质稳定，是所有双原子分子中结构稳定，决定了性质稳定，是所有双原子分子中最稳定的最稳定的第4页，本讲稿共34页5.5.氮气的化学性质氮气的化学性质（稳定，很难与其他物质反应）（稳定，很难与其他物质反应）（稳定，很难与其他物质反应）（稳定，很难与其他物质反应）（1）氮气跟氢气的反应（合成氨）氮气跟氢气的反应（合成氨）N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3（工业合成氨）（工业合成氨）（工业合成氨）（工业合成氨）高温、高压催化剂（2）氮气跟氧气的反应）氮气跟氧气的反应N2O22NO放电放电放电放电（3）氮气跟某些金属的反应）氮气跟某些金属的反应MgM
3、g3 3NN2 2NN2 23Mg3Mg点燃点燃点燃点燃第5页，本讲稿共34页6.6.氮的用途：氮的用途：（1）工业合成氨）工业合成氨（2）由于性质稳定：）由于性质稳定：代替稀有气体作焊接金属的保护气代替稀有气体作焊接金属的保护气 （防止高温时金属氧化）；（防止高温时金属氧化）；N2或或Ar气混和气体充填灯泡，防止气混和气体充填灯泡，防止 钨丝氧化或挥发。钨丝氧化或挥发。保存粮食、水果，低氧高氮，使害虫保存粮食、水果，低氧高氮，使害虫 窒息而死窒息而死（3）液氮作深度致冷剂）液氮作深度致冷剂第6页，本讲稿共34页7.氮的固定氮的固定将空气中游离态的氮转变为氮的化合物的方法，将空气中游离态的氮转
4、变为氮的化合物的方法，称氮的固定。称氮的固定。工业合成氨（人工固氮）工业合成氨（人工固氮）豆科植物的根瘤菌把豆科植物的根瘤菌把N2转变为转变为NH3（自然固氮）（自然固氮）放电时放电时N2和和O2直接化合（自然固氮）直接化合（自然固氮）例如：例如：第7页，本讲稿共34页二、氮的氧化物二、氮的氧化物氮氧化物：氮氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5氮正价：氮正价：1 2 3 4 5无色无色红棕色红棕色无色无色亚硝酐亚硝酐硝酐硝酐1.NO(1)物性：比空气略重，有毒，能跟血红蛋白作用物性：比空气略重，有毒，能跟血红蛋白作用生成一氧化氮血红蛋白，而引起中毒（与生成一氧化氮血红蛋白
5、，而引起中毒（与CO类似），类似），无色气体，不助燃，不溶于水，是不成盐氧化物无色气体，不助燃，不溶于水，是不成盐氧化物（既不与酸反应，又不与碱反应生成盐和水）（既不与酸反应，又不与碱反应生成盐和水）（2）化性：）化性：2NO+O2=2NO2NO遇空气即变红棕色检验、鉴定遇空气即变红棕色检验、鉴定NO气体气体第8页，本讲稿共34页2NO2N2O4（NONO2 2和和N2O4均无纯净可言均无纯净可言）使湿润使湿润KI-淀粉试纸变蓝淀粉试纸变蓝.2.NO2（1）物性：红棕色气体，溶于水，有毒，刺激）物性：红棕色气体，溶于水，有毒，刺激 呼吸器官，毁坏树叶，阻碍植物生长，腐蚀呼吸器官，毁坏树叶，阻碍
6、植物生长，腐蚀 金属，损坏橡胶等。金属，损坏橡胶等。（2）化性：）化性：自身反应：自身反应：氧化性：氧化性：与水反应：与水反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO第9页，本讲稿共34页3.NO和和NO2的转化的转化3NO2+H2O=2HNO3+NO（工业制硝酸）（工业制硝酸）2NO+O2=2NO2N2+O2=2NO放电放电无色，难溶于水无色，难溶于水红棕色，易溶于水红棕色，易溶于水雷雨发庄稼雷雨发庄稼第10页，本讲稿共34页4.氮氧化物（氮氧化物（）对环境的污染）对环境的污染l l的来源：氮肥的生产、金属的冶的来源：氮肥的生产、金属的冶炼、汽车等的使用炼、汽车等的使用l l的危害：的危害：形成
7、酸雨形成酸雨l l形成形成光化学烟雾光化学烟雾l ll l有毒烟雾有毒烟雾 破坏臭氧层（形成臭氧空洞）破坏臭氧层（形成臭氧空洞）氮的氧化物、氟氯烃（氮的氧化物、氟氯烃（氟利昂氟利昂）等。）等。光光第11页，本讲稿共34页一氧化氮和二氧化氮对环境的污染一氧化氮和二氧化氮对环境的污染第12页，本讲稿共34页 防治：防治：（1）使用洁净能源：减少氮氧化物的排放）使用洁净能源：减少氮氧化物的排放（2）在汽车安装尾气转化装置：）在汽车安装尾气转化装置：2CO+2NO=2CO2+N2催化剂催化剂（3）对生产化肥、硝酸的工厂排放的废气进行处理）对生产化肥、硝酸的工厂排放的废气进行处理第13页，本讲稿共34页
8、3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO+O2=2NO232+）4NO+3O2+2H2O=4HNO35.5.关于关于NONO2 2、NONO、O O2 2混合气体溶于水的计算混合气体溶于水的计算1、NO和和O2混合混合叠加法：叠加法：2、NO2和和O2混合混合3NO2+H2O=2HNO3+NO22NO+O2=2NO2+）4NO2+O2+2H2O=4HNO3第14页，本讲稿共34页一般一般NO2、NO、O2与与H2O反应，可归纳成四种情反应，可归纳成四种情况：况：（4）NO、NO2、O2三种混合溶于水三种混合溶于水（1）NO和和O2混合溶于水混合溶于水（3）NO和和NO2混合溶于水混合溶于水（2
9、）NO2和和O2混合溶于水混合溶于水4NO+3O2+2H2O=4HNO34NO2+O2+2H2O=4HNO33NO2+H2O=2HNO3+NO3NO2+H2O=2HNO3+NO4NO+3O2+2H2O=4HNO3第15页，本讲稿共34页例例1：在标况下，把一个：在标况下，把一个50mL量筒装满量筒装满水，水，倒置于水槽中，先通入倒置于水槽中，先通入10mLNO，然后通入然后通入20mLO2，问最后剩余气体为，问最后剩余气体为多少？多少？解：解：4NO+3O2+2H2O=4HNO34mL3mL10mLx现有氧气现有氧气20mL,所以所以O2过量，过量，应根据应根据NO的体积计算，剩余氧气有的体积
10、计算，剩余氧气有12.5mL.X=7.5mL第16页，本讲稿共34页例例2：将：将12mLNO2与与O2混合气体被水充分混合气体被水充分吸收后，发现剩余吸收后，发现剩余2mL气体气体，问，问原混合气体体积各为多少？原混合气体体积各为多少？讨论：讨论：（1）若剩余气体为若剩余气体为O2，则，则4NO2+O2+2H2O=4HNO3V4mL1mL5mLx12-2=10mLX=4 10/5=8mL所以有所以有O2（12-8）mL4mL第17页，本讲稿共34页（2）若剩余气体是）若剩余气体是NO，则，则3NO2+H2O=2HNO3+NO2mL6mL4NO2+O2+2H2O=4HNO34mL1mL4xx4
11、x+x+6=12X=1.2mL所以有所以有NO2：6+4 1.2=10.8mL第18页，本讲稿共34页例例3：将：将40mLNO和和NO2的混合气体跟的混合气体跟20mLO2同时通入装满水倒立于水槽中的同时通入装满水倒立于水槽中的量筒中，发现有量筒中，发现有5mL气体剩余，问原气体剩余，问原NO和和NO2混合气体的体积组成是什么？混合气体的体积组成是什么？(1)若剩余气体为若剩余气体为O2，则无，则无NO和和NO2剩余，剩余，设原有设原有NO2体积为体积为x，则则NO的体积为（的体积为（40-x）3NO2+H2O=2HNO3+NO31xx/3第19页，本讲稿共34页4NO+3O2+2H2O=4
12、HNO34340-x+x/340-x+x/3(20-5)X=30mLVNO=10mL故原气体组成为：故原气体组成为：VNO2=30mL(2)若剩余气体为若剩余气体为NO，无，无O2、NO2剩余剩余设原设原NO体积为体积为y，则，则NO2体积为（体积为（40-y)3NO2+H2O=2HNO3+NO3140-y(40-y)/34NO+3O2+2H2O=4HNO34320y+(40-y)/3-5y=27.5mL,则则NO2体积为体积为12.5mL第20页，本讲稿共34页6.NO6.NO2 2、NONO气体的吸收气体的吸收NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O2NO2+2NaOH=NaNO3+
13、NaNO2+H2O用用NaOHNaOH溶液吸收溶液吸收第21页，本讲稿共34页1、把、把9mLNO气体装入试管，倒立气体装入试管，倒立于水槽中，逐渐通入于水槽中，逐渐通入O2，当试管中，当试管中剩余气体剩余气体3mL时，通入时，通入O2的体积可的体积可能是（能是（）A、9ml B、4.5ml C、3ml D、9.75ml课课堂堂练练习习BD第22页，本讲稿共34页2、怎样鉴别两瓶红棕色气体，一瓶是溴蒸气，、怎样鉴别两瓶红棕色气体，一瓶是溴蒸气，一瓶是二氧化氮气体？一瓶是二氧化氮气体？(1)(1)水水（2 2）AgNOAgNO3 3(3)CCl(3)CCl4 4或苯或苯（4 4）不能用）不能用K
14、IKI淀粉试剂淀粉试剂第23页，本讲稿共34页氮的氧化物相关计算练习氮的氧化物相关计算练习 第24页，本讲稿共34页训练重点：训练重点：巩固用体积差的方法求混合气体的组成巩固用体积差的方法求混合气体的组成以以NO与与O2、NO2与与O2的混合气体与水反应为的混合气体与水反应为例，学习应用方程式加合法解决循环反应类问题例，学习应用方程式加合法解决循环反应类问题过量反应物剩余问题讨论过量反应物剩余问题讨论气体溶解求物质的量浓度类问题气体溶解求物质的量浓度类问题化学反应原理：化学反应原理：NONO2 2与水反与水反应NONO与与O O2 2的混合气体与水反的混合气体与水反应NONO2 2与与O O2
15、 2的混合气体与水反应的混合气体与水反应第25页，本讲稿共34页基础训练：基础训练：1 1将盛有将盛有N N2 2和和NONO2 2混合气体的试管倒立于水中，经过足混合气体的试管倒立于水中，经过足够时间后，试管内气体体积缩小为原体积的一半，则够时间后，试管内气体体积缩小为原体积的一半，则原混合气体中原混合气体中N N2 2和和NONO2 2的体积比是的体积比是_1：3 3体积差量法体积差量法第26页，本讲稿共34页2 2NONO与与O O2 2的混合气体与水反的混合气体与水反应的的问题将将40mLNO40mLNO与与_mLO_mLO2 2混合，与水反应无气体剩余；混合，与水反应无气体剩余；将将
16、40mLNO40mLNO与与20mLO20mLO2 2混合，与水反应后余混合，与水反应后余_气气体体_mL;_mL;将将40mLNO40mLNO与与40mLO40mLO2 2混合，与水反应后余混合，与水反应后余_气体气体_mL;_mL;将将40mLNO40mLNO与与_mLO_mLO2 2混合，与水反应后混合，与水反应后余气余气10mL.10mL.3030NONO40/340/3O O2 210104040或或90/490/4第27页，本讲稿共34页3 3NONO2 2与与O O2 2的混合气体与水反的混合气体与水反应的的问题将将40mLNO40mLNO2 2和和_mLO_mLO2 2混合，与
17、水反应无气体剩混合，与水反应无气体剩余。余。将将40mLNO40mLNO2 2与与15mLO15mLO2 2混混合合，与与水水反反应应后后余余_ _ 气体气体_mL;_mL;将将40mLNO40mLNO2 2与与5mLO5mLO2 2混混合合，与与水水反反应应后后余余_气气体体_mL;_mL;将将60mLNO60mLNO2 2和和_mLO_mLO2 2混混合合，与与水水反反应应后后余余气气10mL10mL。1010O O2 25 5NONO20/320/32525或或7.57.5第28页，本讲稿共34页以下以下5 5、6 6、7 7、8 8四题均假设溶质不扩散四题均假设溶质不扩散4 4在标况下
18、在标况下,将将HCl HCl 充满一个干燥烧瓶充满一个干燥烧瓶,将烧瓶倒将烧瓶倒置于水中置于水中,瓶内液面上升瓶内液面上升,最后烧瓶内溶液的物质最后烧瓶内溶液的物质的量浓度为的量浓度为A A0.045mol/L 0.045mol/L B B0.036mol/L0.036mol/LC C 0.026mol/L 0.026mol/L D D0.030mol/L 0.030mol/L A5 5在标况下在标况下,将将O O2 2与与NO 34 NO 34 的体积比充满一个的体积比充满一个干燥烧瓶干燥烧瓶,将烧瓶倒置于水中将烧瓶倒置于水中,瓶内液面上升瓶内液面上升,最最后烧瓶内溶液的物质的量浓度为后烧瓶
19、内溶液的物质的量浓度为A A0.045mol/L 0.045mol/L B B0.036mol/L0.036mol/LC C 0.026mol/L 0.026mol/L D D 0.030mol/L 0.030mol/L C第29页，本讲稿共34页6在标况下在标况下,将将O2与与NO21 4的体积比充满一个干燥烧的体积比充满一个干燥烧瓶瓶,将烧瓶倒置于水中将烧瓶倒置于水中,瓶内液面上升瓶内液面上升,最后烧瓶内溶液最后烧瓶内溶液的物质的量浓度为的物质的量浓度为A0.045mol/LB0.036mol/LC0.026mol/L D0.030mol/LB7 7在标准状况下，将在标准状况下，将NONO
20、2、NONO、O O2混合后充满容器，混合后充满容器，倒置于水中，完全溶解，无气体剩余，若产物也不扩倒置于水中，完全溶解，无气体剩余，若产物也不扩散，则所得溶液物质的量浓度的数值范围是（散，则所得溶液物质的量浓度的数值范围是（）A A0c1/22.4 B0c1/22.4 B1/39.2c1/22.41/39.2c1/22.4C C1/39.2c1/28 D1/39.2c1/28 D1/28c1/22.41/28c1:1则则c=b若若b:a1:1则则c=b/2+a/2第33页，本讲稿共34页13、已知氮的氧化物跟已知氮的氧化物跟NaOH溶液发生的化学反应如下：溶液发生的化学反应如下：3NO22NaOH2NaNO3NOH2O，NO2NO2NaOH2NaNO2H2O现有现有mmolNO2和和nmolNO组成的混合气体，要用组成的混合气体，要用NaOH溶液使其完全吸收无气体剩余，现有浓度为溶液使其完全吸收无气体剩余，现有浓度为a a mol/Lmol/L的的NaOHNaOH溶液，则需此溶液，则需此NaOHNaOH溶液的体积是溶液的体积是 Am/a Lm/a LB2m/3a L2m/3a LC2(m+n)/3a L2(m+n)/3a LD(m+n)/a L(m+n)/a LD第34页，本讲稿共34页