高中化学 二氧化氮、一氧化氮及大气污染课件 新人教版必修1.ppt

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1、n在新疆和青海两省区交界处，有一狭长山谷，每当牧民和牲畜进入后，风和日丽的晴天顷刻间电闪雷鸣，人、畜遭雷击而倒毙。奇怪的是这里牧草茂盛，四季常青，被当地牧民称为“魔鬼谷”。报载：最近地区工作者揭开了“魔鬼谷”之谜该地地表浅层处有一巨大磁铁矿，当人畜进入后形成尖端而放电。你知道“魔鬼谷”牧草茂盛，四季常青的原因吗？n提示：N2O2=2NOn2NOO2=2NO2n3NO2H2O=2HNO3NOn梳理导引n1NO的物理性质：_；NO2的 物 理性 质：_。用 化 学 方 程 式 表 示 NO的 形 成_；NO_与O2共存(填“能”或“不 能”)，因 为_。将盛满NO2气体的试管倒置在盛有水的水槽中，

2、试管中水面上升到试管容积的_，该反应的化学方程式为n_。n2SO2、NO2对空气的污染：SO2产生的途径_；NOx是_的主要成分之一，此外，还含有_、_、_和_等。SO2和NO2是主要的大气污染物，对人体的危害有_；酸雨的危害有_。防止空气污染的措施有_(任写两条)。n2含硫燃料的燃烧，硫的化合物的冶炼汽车尾气CO未燃烧的碳氢化合物含铅化合物颗粒物引起呼吸道疾病，严重时使人死亡直接破坏农作物、森林、草原、使土壤、湖泊酸化，加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀改善燃料结构，使用清洁无污染能源，工业废气处理达标后排放等n问题探究n1雷雨过后庄稼总是更加旺盛，俗称“雷雨发庄稼”请用所

3、学的化学知识解释原因n提示：空气中的氮气和氧气在放电下生成一氧化氧，一氧化氮再和氧气反应，生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，硝酸与土壤中矿物作用形成可溶性硝酸盐。成为氮肥被植物吸收。n提示：在NO2的吸收反应过程中可补充一些空气，使生成的NO再氧化为NO2，NO2溶于水又生成HNO3和NO。经过多次吸收和氧化，NO2可以比较完全地被水吸收，既提高了原料的利用率，又可减少污染物的排放。其反应化学方程式为n4NO2O22H2O=4HNO3，n4NO3O22H2O=4HNO3。一n3现给你一试管NO2，其他药品和仪器自选。n请你设计实验，要尽可能多地使二氧化氮被水吸收。实验步骤现象解释(可用化

4、学方程式表示)(1)(2)(3)n提示：实验步骤n如右图所示，将充满NO2的试管倒立于盛有水的水槽中。n当液面在试管中不再上升时，通过导气管通入少量O2，并停一会儿，等待液面上升。n当液面停止上升，仍有气体剩余，可再通入少量O2，这样反复操作几次，直至液体充满整个试管。n实验现象n充满NO2的试管，倒立于盛有水的水槽中，液体进入试管中，并慢慢上升到试管高度的2/3处；试管内气体由红棕色慢慢变为无色，剩余原气体的1/3；当通入O2时，气体迅速由无色变红棕色又溶于水，液面继续上升，气体又变为无色，这样反复几次，最终几乎没有气体剩余，液体充满整个试管。n解释及结论n3NO2H2O=2HNO3NO,2

5、NOO2=2NO2n(红棕色)(无色)(无色)(红棕色)n总 的 反 应 可 表 示 为 4NO2 O22H2O=4HNO3n细品教材n1N2的性质及用途n(1)物理性质：N2是一种无色无味的气体，难溶于水，在空气中约占其总体积的78%，占其总质量的75%。n(2)分子结构与化学性质：N2中两个氮原子之间存在强烈的作用。要破坏这种牢固的结合，需要很高的能量。常温下，N2的化学性质很不活泼。但在高温、放电、点燃等条件下，能与O2、Mg、H2等发生化学反应。n(3)用途：除了工业上用N2合成氨外，人们还利用N2的不活泼性做保护性气体，如填充灯泡和特殊要求的车辆轮胎、食品防腐、焊接防氧等，还可用于塑

6、料橡胶中的发泡剂，而N2和O2、He的混合气可以模拟空气用于深海潜水作业。超导材料在液氮的低温环境下显示超导性能，液氮还作为深度冷冻剂广泛用于各种科学研究。n2氮的氧化物n(1)NO2：红棕色、有刺激性气味的有毒气体，跟水反应：3NO2H2O=2HNO3NO，能使湿润的淀粉KI试纸变蓝。且有2NO2 N2O4。n温馨提示：鉴别Br2(蒸气)和NO2可用加水振荡或加AgNO3溶液法，也可用有机溶剂苯等鉴别。加AgNO3溶液、Br2(蒸气)发生的反应方程式：nBr2H2O=HBrHBrOnHBrAgNO3=AgBrHNO3n(浅黄色)n(2)NO：无色气体，不溶于水，有毒(中毒原理与CO相同)，表

7、现还原性，2NOO2=2NO2(红棕色)，利用此原理可检验NO的存在。n温馨提示：氮元素有如下五种正化合价：1、2、3、4、5。六种氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5，除NO2为红棕色气体外，其余均为无色气体，氮的氧化物都有毒，都是大气污染物。n【答案】Cn【点拔】此题如果按照过量问题的讨论计算，就会陷入题设圈套之中。应运用原子守恒进行巧解。n【例2】已知，NO2和Br2蒸气都是红棕色气体，且都有强氧化性，则下列试剂或方法中不能将NO2和Br2蒸气区别开的是n()nA向两种气体中加入适量水，振荡nB将两种气体分别通入AgNO3溶液中nC用湿润的淀粉KI试纸检验nD将两种

8、气体加压、冷却n【解析】NO2与水反应生成硝酸和无色气体NO，Br2蒸气溶于水形成棕色溶液，A能区别；将两种气体分别通入AgNO3溶液中，前者无沉淀生成，后者有浅黄色AgBr沉淀生成，Br2 H2O=HBr HBrO，Ag Br=AgBr，B能区别；NO2和Br2蒸气都有强氧化性，都能将I氧化成I2，使淀粉变蓝色，C不能区别；将两种气体冷却、加压，NO2转变为N2O4而颜色变浅，Br2蒸气颜色加深，D能区别。n【答案】Cnn(2009宁夏理综7)将22.4L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后，气体体积变为11.2L(体积均在相同状态下测定)，则该氮氧化合物的化学式为()nANO2BN2

9、O3CN2ODN2O4n【答案】An【点拨】相同条件下，气体的体积比既为物质的量之比，由题知NOx生成的N2物质的量之比为21，设氮氧化合物化学式为NOxnNOxxCu=xCuON2n可知x1或2均可。(根据原子守恒观察得出)nn在新疆与青海两省区交界处有一狭长山谷，每当牧民和牲畜进入后，风和日丽的晴天顷刻间电闪雷鸣，狂风大作，人畜皆遭雷击而倒毙。奇怪的是这里的牧草茂盛、四季常青，被当地牧民称为“魔鬼谷”。n试用化学方程式表示“魔鬼谷”牧草茂盛、四季常青的原因是_。n【解析】阅读本题，必须先剔除看似神奇的无用信息，筛选出有用信息。电闪雷鸣一般伴随降雨过程，同时电闪雷鸣给空气中的N2和O2化合提

10、供了反应条件，生成的NO被空气中的O2氧化为NO2，NO2被雨水吸收转化为HNO3，HNO3随雨水降下，给植物施加了氮肥。所以“魔鬼谷”牧草茂盛、四季常青。n【点拔】在遇到一些实际题目时，应注意审题，把握题目中的有用信息。n细品教材n1NO2或NO2与N2(非O2)的混合气体溶于水时，可根据反应：3NO2H2O=2HNO3NO，利用气体体积的变化差值进行计算。n2NO2和O2的混合气体溶于水时，根据反应：4NO2O22H2O=4HNO3n当V(NO2)V(O2)n5电子守恒法n当NO2或NO转化为HNO3时要失去电子，若上述两种气体与O2混合，O2得电子，且得失电子数必然相等，这是电子守恒法解

11、答此类题目的依据。n典例精析n【例3】将充满NO2和O2的混合气体10mL的量筒，倒立在盛有水的水槽中，充分反应后，最后剩余1mL气体，问原混合气体中NO2和O2的体积各是多少？n【解析】NO2和O2混合物溶于水后发生如下反应：n4NO2O22H2O=4HNO3n当V(NO2)：V(O2)4:1时恰好反应完全。现剩余1mL气体，可能是O2也可能是NO，NO是发生如下反应3NO2H2O=2HNO3NO所生成的，所以有两种可能的情况：n【答案】若O2过量，则V(NO2)7.2mL，nV(O2)2.8mL；若NO2过量，则V(NO2)8.6mL，nV(O2)1.4mL。n【点拔】掌握氮的氧化物与O2

12、混合溶于水计算的方程式，进行讨论是解决本题的关键。n【解析】依据总方程式：4NO2O22H2O=4HNO3来计算。n【答案】Cn在容积为672mL的烧瓶里充满NO、NO2的混合气体，将其倒立在水槽里，去塞后再通入280mL氧气，恰好完全反应，且水充满烧瓶(气体体积都已折合为标准状况)，下列有关叙述中，正确的是()nA总反应为NONO2O2H2O=2HNO3nB 总 反 应 为 4NO 8NO2 5O26H2O=12HNO3nC生成HNO3浓度接近0.03molL1nD生成HNO3浓度约为0.45molL1n【解析】由题意“水充满烧瓶”知气体全部参与反应，无剩余，可结合要点一中方程式和，进行计算

13、。n设NO2的体积为x，NO的体积为y，则：n4NO2O22H2O=4HNO3n【答案】Bn细品教材n1空气中二氧化硫和二氧化氮的来源n(1)SO2的来源：空气中的二氧化硫主要来自化石燃料(如煤等)的燃烧以及含硫矿石(如FeS2等)的冶炼和硫酸、磷肥、纸浆生产等产生的工业废气。n(2)NO2的来源：主要来自石油和煤的燃烧产物、汽车尾气、工业制硝酸的废气等。n2二氧化硫和二氧化氮的危害性n(1)酸雨n大气中硫的氧化物和氮的氧化物随雨水降下就成为酸雨，酸雨的pH5.6。正常的雨水由于溶解CO2形成弱酸H2CO3，其pH约为5.6。n酸雨的危害：酸雨的危害性很大，它使土壤酸化，生态环境遭受破坏，损坏

14、建筑和危害人类健康等。n酸雨的防治：防治酸雨的主要措施有：A.提高能源利用率，减少污染气体的排放。B.改变能源结构，加速发展无污染能源。n(2)光化学烟雾nNO、NO2是造成光化学烟雾的主要原因。n3二氧化硫和二氧化氮的净化和回收n二氧化硫和二氧化氮都是有用的化工原料，但当它们分散到大气中时，就成了难以处理的污染物。因此，工业废气排放到大气中以前，必须回收处理，防止二氧化硫、二氧化氮等污染大气，并充分利用原料。n用碱液吸收：nSO22NH3H2O=(NH4)2SO3H2OnSO2NaOH=NaHSO3n(2)NO、NO2的净化和回收nNONO22NaOH=2NaNO2H2On2NO22NaOH

15、=NaNO2NaNO3H2On典例精析n【例5】环境污染已成为人类社会面临的重大威胁，各种污染数不胜数。下列名词与环境污染无关的是n()n白色垃圾潮汐酸雨光化学烟雾n臭氧空洞可吸入颗粒物赤潮绿色化学nA BnC Dn【解析】解答本题可从正反两方面搜集关于环境问题的信息，有关环境污染的名词要熟记。n潮汐是自然现象；白色垃圾主要是难降解的白色塑料，会造成土壤污染；酸雨是氮的氧化物和硫的氧化物造成的污染；光化学烟雾是氮的氧化物排放造成的；臭氧空洞由氟氯烃等物质造成；赤潮是水体的富营养化造成的，其危害会造成水中溶解氧减少，导致微生物死亡。n【答案】Cn【例6】我国农业因遭受酸雨而造成每年损失高达15亿

16、多元。为了有效控制酸雨，目前国务院已批准酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案等法规。n(1)现有雨水样品一份，每隔一段时间测定该雨水样品的pH，得数据如下：测试时间/h01234雨水的pH4.73 4.62 4.56 4.55 4.55n分析数据，回答下列问题：n雨水样品的pH变化的原因是(用化学反应方程式表示)n_n如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合，pH将变_，原因是(用化学反应方程式表示)_。n(2)你认为减少酸雨产生的途径可采用的措施是()n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石灰开发新能源nABnC Dn(3)在英国进行的一个研究结果表明：高烟囱可以有效地降低地表

17、面SO2浓度。在20世纪的6070年代的10年间，由发电厂排放出的SO2增加了35%，但由于建筑高烟囱的结果，地面SO2浓度降低了30%之多。请你从全球环境保护的角度，分析这种方法是否可取？阐述其理由。n【解析】(1)酸雨放置一段时间由于H2SO3被 空 气 中 O2氧 化 生 成 了 酸 性 更 强 的H2SO4,2H2SO3O2=2H2SO4，故pH变小，全部生成H2SO4后，pH不再变化。n自来水常用Cl2消毒，故雨水和自来水混合应考虑H2SO3与Cl2(或HClO)的反应，H2SO3HClO=H2SO4HCl或SO22H2OCl2=H2SO42HCl，故pH将变小。n(2)从减少空气中

18、二氧化硫的途径可知应选C。n(3)因为SO2的排放总量没有减少，所以进一步形成的酸雨仍会造成对全球的危害，故此法不可取。n【答案】(1)2H2SO3O2=2H2SO4变小H2SO3HClO=H2SO4HCl或SO22H2OCl2=H2SO42HCl(2)C(3)不可取，因为SO2的排放总量不变，进一步形成的酸雨仍会造成对全球的危害。n【点拔】接触和认识化学与环境的关系。强化环保意识，是化学学习的一项重要内容。因而有关环境保护的内容，如环境污染、环境监测、污染物的处理及防止污染的措施等，都应引起重视。n(南开区20092010学年度第一学期期末考试试卷)下列物质中，不属于“城市空气质量日报”报道

19、的污染物是n()nA二氧化氮 B二氧化碳nC可吸入颗粒物 D二氧化硫n【答案】Bn“酸雨”的形成主要是由于()nA森林遭乱砍滥伐，破坏了生态平衡nB工业上大量燃烧含硫燃料nC大气中二氧化碳的含量增多nD汽车排出大量尾气n【解析】空气中硫氧化物和氮氧化物随雨水降下就成为酸雨。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。n【答案】Bn n【点拔】(1)要从NO2分解产生的NO和O原子的性质来推断化学反应；(2)有时连续发生的几个反应中的相关物质的量的关系不便看出，这时，可以将某些反应乘以适当的系数，然后将它们“加合”起来，化简，对“合反应”进行分析，可使问题得到简化。n资料备选n光化学烟雾n当石油产品高温燃烧时，在高温区中心氮与氧就起化合反应生成NO，NO可被氧化成NO2。所以造成大气污染的氮的氧化物主要是NO、NO2。汽车排放的尾气中也有NO。nNO2受 日 光 照 射，光 解 产 生 氧 原 子，NO2=NOO，氧原子与O2结合生成O3，O2O=O3，O与O3将烃类物质氧化成醛、酮及过氧乙酰硝酸酯(PAN)等刺激性很强的物质，光化学烟雾就是上述气体的混合物，该混合物呈蓝色。n1943年的洛杉矶的光化学烟雾事件，持续数十天之久，总是白天出现，晚上消失，这是世界上的第一次光化学污染。