高中化学专题4第二单元生产生活中的含氮化合物第1课时氮氧化物的产生及转化学案苏教版必修1.docx

1、高中化学专题4第二单元生产生活中的含氮化合物第1课时氮氧化物的产生及转化学案苏教版必修1第1课时氮氧化物的产生及转化知识内容必考要求加试要求1.氮氧化物的产生、转化及其性质。2氮及其化合物的相互转化关系。ac目标定位1.理解氮氧化物(NO、NO2)的来源和性质。2了解氮氧化物对环境的影响。一一氧化氮和二氧化氮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。(2)NO与O2反应生成NO2，反应的化

2、学方程式为2NOO2=2NO2。(3)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。2两支大试管，分别充满NO和NO2气体，观察它们的颜色状态，嗅闻它们的气味，比较它们密度的大小。填写下表：色、态气味密度溶解性毒性NO无色气体无味比空气略大微溶于水有毒NO2红棕色气体刺激性气味比空气大易溶于水有毒3.将盛满一氧化氮的试管打开塞子，置于空气中观察到的现象是气体的颜色由无色变为红棕色，反应的化学方程式是2NOO2=2NO2，实验室收集一氧化氮气体的方法是排水法。4对于二氧化氮溶于水的实验，按表中要求将其实验现象和实验结论填入下表空格内：实验步骤实验

3、现象实验结论试管内气体颜色慢慢变为无色，水面不断上升，最后静止在距试管底部约1/3处NO2不能全部被水吸收，有无色气体NO生成把充满NO2的试管倒立水中，再通入O2水面不断上升，最后试管内无色气体约为原NO2体积的1/3，通入适量O2后液面继续上升，最后试管全部充满液体NO2溶于水生成的NO全部与O2反应被水吸收归纳总结氮氧化物的性质(1)NH3N2NONO2HNO3(2)二氧化氮溶于水反应的化学方程式是3NO2H2O=2HNO3NO，氧化产物是HNO3，还原产物是NO，氧化剂与还原剂的质量比是12。(3)水吸收NO2制硝酸的原理3NO2H2O=2HNO3NO2NOO2=2NO24NO2O22

4、H2O=4HNO3提醒(1)N2和O2不能一步反应生成NO2。(2)NO、NO2、N2O都不是酸性氧化物。1最新的病毒学研究证实，一氧化氮对SARS病毒有直接的抑制作用。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，不能用排水法收集答案C解析NO是一种无色、无味难溶于水的气体，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。2下列关于实验室收集NO和NO2气体的方法中，正确的是()A都用排水法B都用向上排空气法CNO用向上排空气法，NO2用排水法DN

5、O用排水法，NO2用向上排空气法答案D解析NO易与O2反应，所以NO不能用排空气法收集，只能用排水法；NO2可与H2O反应，所以不能用排水法收集，只能用向上排空气法。二氮的氧化物对环境的污染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。

6、光化学烟雾对人体的健康、植物的生长都有很大的危害。3氮氧化物污染的防治：使用洁净能源；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：2CO2NO2CO2N2；对生产氮肥、硝酸的工厂排放的废气进行处理。归纳总结1氮的氧化物对环境的危害(1)形成硝酸型酸雨：3NO2H2O=2HNO3NO；(2)形成光化学烟雾：汽车尾气NONO2O3有毒烟雾；(3)破坏臭氧层。2氮氧化物污染治理方法(1)汽车尾气“催化转化法”2CO2NO2CO2N2(2)氨还原法6NO4NH35N26H2O6NO28NH37N212H2O(3)碱液吸收法2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2ONO

7、NO22NaOH=2NaNO2H2O3在汽车尾气净化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。下列说法错误的是()ANO2是该过程的中间产物B汽车尾气的主要污染成分包括CO和NOCNO和O2必须在催化剂表面才能反应D催化转化总反应式为2NOO24CO4CO2N2答案C解析由题目提供的图可知：2NOO2=2NO2,2NO24CO=4CO2N2，NO2是该过程的中间产物，A项正确；汽车尾气的主要污染成分为有毒的CO和NO，B项正确；NO和O2在常温下就能反应生成NO2，C项错误；由图示可知，该反应过程分两步进行：2NOO2=2NO2、2NO24CO4CO2N2，总反应为2NOO24CO

8、4CO2N2，D项正确。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()A3 B1 C3 D5答案C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，含氮钠盐中的氮的价态是3价。1下列关于NO的说法正确的是()ANO是酸性氧化物BNO只能通过人工合成CNO是大气污染物，会形成酸雨DNO可以用向上排空气法收集答案C2汽车尾气在光照下，发生光化学烟雾的循环，它的形成过程可用下面的化学方程式表示

9、：NO2=NOO,2NOO2=2NO2，OO2=O3。下列叙述中不正确的是()A在此过程中，NO2是催化剂B在此过程中，NO是反应的中间产物C该过程总反应的化学方程式为2O3=3O2D光化学烟雾能引起人严重的呼吸功能障碍答案C解析催化剂先参加，后生成，中间产物先生成，后消失，A、B正确；该反应的总反应先将第一个和第三个反应两边乘2，然后三式相加，C不正确；光化学烟雾有大量的有害气体生成，D正确。3.按图进行实验。试管中装有12 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

10、其中正确的是()A BC D答案C解析根据4NO3O22H2O=4HNO3可得，剩余气体应为NO，体积为mL，试管内液面上升。4下列有关氮气的叙述中，错误的是()A镁在空气中燃烧除生成氧化镁外还生成氮化镁B在雷雨天，空气中的N2和O2可反应生成NOC氮气既可作氧化剂又可作还原剂D1 mol N2可与3 mol H2完全反应生成2 mol NH3答案D解析N2与O2在放电时可生成NO，N2作还原剂；N2与Mg在点燃时可生成氮化镁，N2作氧化剂，故A、B、C项均正确。N2与H2的反应属于可逆反应，1 mol N2和3 mol H2不可能完全反应生成2 mol NH3，D项错误。5在一定温度和压强下

11、将装有N2和NO2混合气体的试管倒立在水中，经过足够的时间后，试管内气体体积缩小为原体积的，则原混合气体中N2和NO2气体的体积比是()A23 B32C35 D53答案A解析3NO2H2O=2HNO3NOV 3 12 V(NO2)V所以V(NO2)V，所以V(N2)V，V(N2)V(NO2)23。6汽车尾气中的NO是造成大气污染的物质之一，但NO又是工业生产硝酸的中间产物，另外NO在人体的血管系统内有促进血管扩张的作用，有三位教授因此项研究成果而获得诺贝尔奖。(1)下列选项与NOx对环境的污染无关的是_。A酸雨 B赤潮C光化学烟雾 D温室效应(2)在汽车尾气排放管中安装一个催化转化器，可将尾气

12、中另一种有害气体CO跟NO反应转化为无毒气体，该反应的化学方程式为_，反应中的氧化剂是_。(3)氨气也可用于处理氮氧化物，例如，氨气与二氧化氮发生如下反应：6NO28NH3=7N212H2O。用单线桥法标出反应中电子转移的数目和方向_，在反应中还原剂是_。答案(1)BD(2)2NO2CON22CO2NO(3)NH3解析(1)酸雨是大量排放二氧化硫、二氧化氮等酸性气体造成的污染，酸雨pHV2V3 BV1V3V2CV2V3V1 DV3V1V2答案D解析可假设试管体积均为2V，则每种气体的体积均为V；当倒置于水槽中时：中发生反应：3NO2H2O=2HNO3NO，则剩余气体的体积V1V；中发生反应：4

13、NO2O22H2O=4HNO3，则剩余O2的体积V2V；中气体与水不反应，故试管中气体体积V32V。综上所述，V3V1V2。能力提升题11为了有效实现NO和NO2的相互转化，设计如下实验：按图组装好实验装置，并检验装置气密性，实验前用排水法收集半瓶NO气体。(1)打开止水夹，推动针筒活塞，使O2进入烧瓶。关上止水夹，首先观察到烧瓶中的现象：_，产生此现象的化学反应方程式为_。(2)轻轻摇动烧瓶，观察到烧瓶中的现象为_；_。产生此现象的化学反应方程式为_。答案(1)烧瓶中气体由无色变为红棕色2NOO2=2NO2(2)烧杯中红棕色气体又变为无色烧杯中水倒吸到烧瓶中(或烧瓶中液面上升)3NO2H2O

14、=2HNO3NO12氮的氧化物和硫的氧化物是导致酸雨的物质。(1)形成酸雨的原理之一可简单表示如下：回答下列问题：酸雨的pH_(填“”“”或“”)5.6。D物质的化学式为_。反应的化学方程式为_。(2)在一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式：_，反应中氧化剂是_，还原剂是_。(3)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下：NO2NO2NaOH=2NaNO2H2O2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O现有V L某NaOH溶液能完全吸收n mol NO2和m mol NO组成的大气污染物。所用烧碱溶液的物质的

15、量浓度至少为_ molL1。若所得溶液中c(NO)c(NO)19，则原混合气体中NO2和NO的物质的量之比nm_。用含n和m的代数式表示所得溶液中NO和NO浓度的比值c(NO)c(NO)_。答案(1)H2SO32SO2O22SO3(2)6NO28NH37N212H2ONO2NH3(3)32解析(1)酸雨的pH5.6，正常雨水的pH5.6。由图示转化关系可知：A为SO2，B为SO3，D为H2SO3。(2)NH3 和NO2反应生成的无污染物质是N2和H2O。(3)因产物NaNO3、NaNO2中n(Na)n(N)，故n(NaOH)n(NO)n(NO2)(mn) mol，c(NaOH)molL1。NO

16、2与NO混合气体与NaOH溶液反应可以认为先后发生如下反应：NO2NO2NaOH=2NaNO2H2Om m 2m2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2Onm (nm) (nm)当V(NO)2V(NO)时能吸收完全，所以c(NO)c(NO)，即nm32。c(NO)c(NO)(nm)2m(nm)。13如图所示：在B水槽中装有500 mL水，容积为a mL的试管A充满了NO2和NO的混合气体(标准状况)，将试管A倒插入B水槽的水中。充分反应后，试管A中余下气体的体积为0.5a mL。(1)将A倒插入B槽中发生的反应为_，该反应中氧化剂与还原剂的质量比为_，原混合气体中NO2和NO的物质的量之比

17、为_。(2)通过导气管C向余下0.5a mL气体的试管A中持续通入氧气，A中可能观察到的现象是_。(3)当试管A中充满气体时停止通入氧气，然后将试管取出水槽，水槽B中溶液的物质的量浓度为_ molL1(设溶液的体积仍为500 mL)。答案(1)3NO2H2O=2HNO3NO1231(2)无色气体变为红棕色，试管中液面不断上升至全充满。继续通入氧气后，试管中液面下降，最后充满无色气体(3) 解析(1)试管A倒插入B水槽的水中后，发生反应3NO2H2O=2HNO3NO，氧化剂与还原剂均为NO2，质量比为12。根据题意有n(NO2)n(NO)n(NO2)n(NO)，n(NO2)n(NO)31。(2)试管A中剩余0.5a mL气体为NO，通入氧气后，发生反应2NOO2=2NO2,4NO2O22H2O=4HNO3，可写为4NO3O22H2O=4HNO3，无色气体变为红棕色气体，试管中液面不断上升至全充满，继续通入氧气后，试管中液面下降，最后充满无色气体(O2)。(3)试管中充满气体时，根据氮原子守恒，n(HNO3)n(气体)1