化学必修一全部课件 第四章
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第2课时 二氧化氮和一氧化氮 二氧化硫和 课时 二氧化氮对大气的污染
三维目标知识与技能 1.掌握一氧化氮及二氧化氮的性质及其相互转化(重点 .掌握一氧化氮及二氧化氮的性质及其相互转化 重点 重点) 2.了解二氧化氮、二氧化硫对空气的污染及常用的防治措施 .了解二氧化氮、 通过对空气污染物的调查研究，培养一定的研究性学习能力 通过对空气污染物的调查研究， 增强环境保护意识， 增强环境保护意识，培养实事求是的学习态度和用实践来检 验真理的良好工作习惯
过程与方法 情感、 情感、态度 与价值观
思维激活1998年Murad等三位教授提出，有一种气体在人体内有 年 等三位教授提出， 等三位教授提出 独特的功能，因此这三位教授荣获了1998年诺贝尔医学及生 独特的功能，因此这三位教授荣获了 年诺贝尔医学及生 理学奖，昔日这种有毒的气体，今天成了“明星分子” 理学奖，昔日这种有毒的气体，今天成了“明星分子”,你 知道这种气体是什么吗？ 知道这种气体是什么吗？
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自学导引一、二氧化氮和一氧化氮 1.氮气 . 味的气体，占空气体积的4/5左右 左右。 氮气是一种无 氮气是一种无色、无味的气体，占空气体积的 左右。 在一定条件下， 在一定条件下，N2和O2反应的化学方程式为 放电或高温 N2+ O2========2NO 。 2.一氧化氮 . NO是一种 无 色 、 无 味 、 难 溶于水的 有 毒气体 ， 常温下 是一种无 溶于水的有 毒气体， 是一种 NO与空气中的 2化合的化学方程式为 与空气中的O 与空气中的 化合的化学方程式为2NO+O2=2NO2。 + 3.二氧化氮 . 二氧化氮是一种红棕 红棕色 刺激性气味的有毒气体 气味的有毒气体， 二氧化氮是一种红棕色、有刺激性气味的有毒气体，密 溶于水。溶于水时生成HNO3和NO, 度比空气大 ， 度比空气大，易液化，易溶于水。溶于水时生成 工业上利用这一原理制取硝酸： 工业上利用这一原理制取硝酸 ： 3NO2 + H2O=2HNO3 + NO。 = 。
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二、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染 煤、石油和某些金属矿物中含硫或硫的化合物，因此燃烧 石油和某些金属矿物中含硫或硫的化合物， 硫的化合物 煤或冶炼金属矿物时，往往会生成二氧化硫 高温条件下， 二氧化硫。 煤或冶炼金属矿物时，往往会生成二氧化硫。高温条件下，空 气中的氮气也参与反应，这是汽车尾气中含有NO的原因。 氮气也参与反应 的原因。 气中的氮气也参与反应，这是汽车尾气中含有 的原因 1.酸雨 . 大气中的SO 溶于水后形成酸性溶液，随雨水流下， 大气中的 2和NO2溶于水后形成酸性溶液，随雨水流下， 就有可能成为酸雨。酸雨的p
H<5.6。 就有可能成为酸雨。酸雨的 。 2.酸雨的形成：排放到空气中的 2在氧气和水蒸气的共 .酸雨的形成：排放到空气中的SO 同作用下，形成酸雾，随雨水降落就成为酸雨： 同作用下，形成酸雾，随雨水降落就成为酸雨：2SO2+O2 2SO3,SO3+H2O=H2SO4。 = 3.酸雨的危害：直接破坏农作物、森林、草原、使湖泊、 .酸雨的危害：直接破坏农作物、森林、草原、使湖泊、 土壤酸化，加快建筑物的腐蚀等。 土壤酸化，加快建筑物的腐蚀等。 4.酸雨的控制措施 ： (1)调整能源结构 ； (2)原煤脱硫技术 ； 调整能源结构 原煤脱硫技术； . 酸雨的控制措施： 调整能源 结构； 原煤 脱硫技术 (3)改进燃烧技术；(4)对煤燃烧后的烟气脱硫；(5)开发氢能、太 改进燃烧技术 对煤燃烧后的烟气脱硫； 开发氢能 开发氢能、 改进燃烧技术； 对煤燃烧后的烟气脱硫 能等清洁能源； 严格控制 严格控制SO 的排放。 阳能、核能等清洁能源；(6)严格控制 2的排放。
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名师解惑一、NO与NO2的比较 与NO 颜色 物理 性质 毒性 水溶性 化学 性质 与O2反应 与H2O反应 反应 收集法 无色 有毒 不溶于水 2NO+O2=2NO2 + 不反应 排水法 NO2 红棕色 有毒 易溶于水 不反应 3NO2+H2O=2HNO3+NO = 向上排空气法
说明： 氮的氧化物均为大气污染物， 其中NO与 CO类 说明 ： ① 氮的氧化物均为大气污染物 ， 其中 与 类 能与人体内的血红蛋白结合， 似,能与人体内的血红蛋白结合，使人体中毒；NO2是造成光 能与人体内的血红蛋白结合 使人体中毒； 化学烟雾的主要因素。吸收氮的氧化物可选用NaOH溶液。 溶液。 化学烟雾的主要因素。吸收氮的氧化物可选用 溶液 不能用排空气法收集， 不能用排水法收集。 ②NO不能用排空气法收集，NO2不能用排水法收集。 不能用排空气法收集
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二、氮的氧化物溶于水的有关计算问题 氮的氧化物溶于水的几种情况： 氮的氧化物溶于水的几种情况： (1)NO2或NO2与N2(非O2)的混合气体溶于水 非 的混合气体溶于水 根据3NO2+H2O=2HNO3+NO ① 根据 = 利用气体体积变化差值进行计算。 利用气体体积变化差值进行计算。 (2)NO2和O2的混合气体溶于水 根据4NO2+O2+2H2O=4HNO3 ② 根据 = 可知： 可知：当体积比
= 4∶1 恰好完全反应 ∶ V(NO2)∶V(O2) >4∶1 NO2过量 ，剩余气体为 ∶ 过量，剩余气体为NO ∶ <4∶1 O2过量 ，剩余气体为 2 过量，剩余气体为O ∶
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(3)NO和O2的混合气体溶于水 和 根据4NO+3O2+2H2O=4HNO3 ③ + 根据 = 可知： 可知：当体积比
= 4∶3 恰好完全反应 ∶ V(NO)∶V(O2) >4∶3 剩余气体为 ∶ 剩余气体为NO ∶ <4∶3 剩余气体为 2 ∶ 剩余气
体为O(4)NO、NO2、O2三种种混合气体通入水中 、 可先按①式求出NO2和H2O反应后生成的 反应后生成的NO的体积，再 的体积， 可先按①式求出 反应后生成的 的体积 加上原混合气体中NO的体积，即为 的体积，即为NO的总体积，再按③式 的总体积， 加上原混合气体中 的体积 的总体积 再按③ 进行计算。 进行计算。
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三、SO2和NO2对大气的污染 1.常见的环境问题的成因、危害 .常见的环境问题的成因、 (1)酸雨 酸雨——形成原因主要是 2和氮氧化物；能酸化土 形成原因主要是SO 和氮氧化物； 酸雨 形成原因主要是 腐蚀建筑物等。 壤，腐蚀建筑物等。 (2)光化学烟雾 光化学烟雾——主要是由氮氧化物、碳氢化物造成的； 主要是由氮氧化物、 光化学烟雾 主要是由氮氧化物 碳氢化物造成的； 将危害人体健康，影响植物生长。 将危害人体健康，影响植物生长。 (3)臭氧空洞 臭氧空洞——主要是由氮氧化物、氟氯代烃等的排放 主要是由氮氧化物、 臭氧空洞 主要是由氮氧化物 引起的；将使地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧。 引起的；将使地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧。 (4)温室效应 温室效应——主要是由大气中 主要是由大气中CO2含量的不断增加造 温室效应 主要是由大气中 成的；会使全球气候变暖。 成的；会使全球气候变暖。 (5)白色污染 白色污染——聚乙烯塑料的大量排放；会破坏土壤结 聚乙烯塑料的大量排放； 白色污染 聚乙烯塑料的大量排放 构和生态环境。 构和生态环境。 (6)赤潮 赤潮——含磷洗衣粉的大量使用及其废水的任意排放； 含磷洗衣粉的大量使用及其废水的任意排放； 赤潮 含磷洗衣粉的大量使用及其废水的任意排放 会使藻类大量繁殖，鱼类死亡，水质恶化。 会使藻类大量繁殖，鱼类死亡，水质恶化。
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2.SO2和NO2的回收利用 . SO2和NO2都是有用的化工原料，但当它们分散到大气中时， 都是有用的化工原料，但当它们分散到大气中时， 就形成了难以处理的污染物。因此， 就形成了难以处理的污染物。因此，工业废气在排放到大气之 必须净化处理，防止NO2和SO2等污染大气，并充分利用原 等污染大气， 前，必须净化处理，防止 料。 (1)SO2的回收利用 催化剂 ①2SO2+O2 2SO3 SO3+H2O=H2SO4 = △ 用来生产硫酸。 用来生产硫酸。 ②氨水吸收法 SO2 + 2NH3·H2O= (NH4)2SO3 + H2O或 SO2 + NH3 + H2O= = 或 = NH4HSO3 , 然 后 向 所 得 溶 液 中 加 入 浓 H2SO4 将 它 们 转 化 为 (NH4)2SO4,并可得到浓度较高的 2,可用于生产 2SO4。 并可得到浓度较高的SO 可用于生产H (NH4)2SO3+H2SO4(浓)=(NH4)2SO4+SO2↑+H2O 浓= + 2NH4HSO3+H2SO4(浓
)=(NH4)2SO4+2SO2↑+2H2O 浓= + (2)NO2、NO的吸收 用碱液 的吸收(用碱液 的吸收 用碱液) NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O + = 2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O =
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典例导析知识点1: 及 知识点 ：NO及NO2的性质 最新研究表明， 吸收治疗法可快速改善SARS 例 1 最新研究表明 ， NO吸收治疗法可快速改善 吸收治疗法可快速改善 重症患者的缺氧状况， 缓解病情。 病毒学研究同时证实， 重症患者的缺氧状况 ， 缓解病情 。 病毒学研究同时证实 ， NO对 SARS病毒有直接的抑制作用 。 下列关于 病毒有直接的抑制作用。 对 病毒有直接的抑制作用 下列关于NO的叙述中 的叙述中 正确的是( ) 正确的是 A.NO是一种红棕色气体 . 是一种红棕色气体 B.常温常压下，NO不能与空气中的氧气直接化合 .常温常压下， 不能与空气中的氧气直接化合 C.含等质量氧元素的 .含等质量氧元素的NO和CO的物质的量相等 和 的物质的量相等 D.NO易溶于水，不能用排水法收集 易溶于水， . 易溶于水 解析 这是一个“ 高起点， 低落点” 的题， NO在治疗 这是一个 “ 高起点 ， 低落点 ” 的题， 在治疗 SARS上的应用是最新技术成果，本题考查的是 上的应用是最新技术成果， 的性质。 上的应用是最新技术成果 本题考查的是NO的性质。 的性质 NO是一种无色 、 难溶于水的气体 ， 可以用排水法收集 ， 常 是一种无色、 是一种无色 难溶于水的气体， 可以用排水法收集， 温常压下NO可与氧气直接化合生成 2。 可与氧气直接化合生成NO 温常压下 可与氧气直接化合生成 答案 C
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跟踪练习1 跟踪练习 A.Cl2 . 答案 B
下列气体无色但有毒的是( 下列气体无色但有毒的是 B.NO . C.NO2 .
) D.CO2 .
知识点2: 及 知识点 ：NO及NO2的有关计算 例2 的混合气体通入足量的水中， 将12 mL NO2和O2的混合气体通入足量的水中，充
分反应后，剩余 气体， 分反应后，剩余2 mL气体，计算原混合气体中 气体 计算原混合气体中NO2和O2的体 积各为多少毫升？ 积各为多少毫升？ 混合气体溶于水发生如下反应： 解析 混合气体溶于水发生如下反应： 4NO2+O2+2H2O=4HNO3。 = 反应后剩余2 气体， 反应后剩余 mL气体，气体可能为 2或NO,则： 气体 气体可能为O ,
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(1)若O2过量，即剩余 mL O2,故有 mL NO2和O2的 若 过量，即剩余2 故有10 混 合 气 体 按 上 述 反 应 恰 好 进 行 了 反 应 ， 所 以 V(NO2) = 10
4 mL× =8 mL,V(O2)=12 mL-8 mL=4 mL。 × , = - = 。 5
(2)若剩余 mL NO, 即 NO2 过量 。 根据反应 ： 3NO2 + 若剩余2 过量。 根据反应： 若剩余 ，
H2O=2HNO3+NO,过量的 应为2 × = = ,过量的NO2应为 mL×3=6 mL,则有 ， 12 mL-6 mL=6
mL的混合气体按总反应恰好进行了反应。 - 的混合气体按总反应恰好进行了反应。 = 的混合气体按总反应恰好进行了反应 1 所以V(O2)=6 mL× =1.2 mL,V(NO2)=12 mL-1.2 mL= 所以 = × , = - = 5 10.8 mL。 。 答案 NO2为8 mL、O2为4 mL,或O2为1.2 mL、NO2为 、 , 、 10.8 mL。 。
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跟踪练习2 跟踪练习
将一支装有10 mL NO的大试管倒立于水槽 将一支装有 的大试管倒立于水槽
然后慢慢通入8 中，然后慢慢通入 mL O2,下列有关实验最终状态的叙述 中正确的是( 中正确的是 ) A.试管内气体呈红棕色 . B.试管内气体无色，为NO .试管内气体无色， C.试管内气体无色，体积为1 mL .试管内气体无色，体积为 D.试管内液面上升 . 解析 根据反应： 根据反应 ： 4NO+ 3O2 + 2H2O= 4HNO3,10 mL + =
NO须消耗 须消耗7.5 mL O2方能全部溶于水，故通入的 mL O2过量， 方能全部溶于水，故通入的8 过量， 须消耗 过量的O 过量的 2为0.5 mL。 。 答案 D
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知识点3: 知识点 ：环境保护常识 例3 氮氧化物和氟氯烷烃是破坏臭氧层的元凶， 氮氧化物和氟氯烷烃是破坏臭氧层的元凶 ， 其反 应原理部分如下： 应原理部分如下： ①O3+NO=NO2+O2、NO2+O=NO+O2; = = + ②CF2Cl2→CF2Cl+Cl、O3+Cl=ClO+O2、ClO+O= + 、 = + + = Cl+O2。 + 下列说法中正确的是( 下列说法中正确的是 ) A.氮氧化物在破坏臭氧层时起氧化剂的作用 . B.氟氯烷烃在破坏臭氧层时起反应物的作用 . C.氟氯烷烃在破坏臭氧层时起催化剂的作用 . D.氟氯烷烃分解产生的 原子是破坏臭氧层反应的催 . 氟氯烷烃分解产生的Cl原子是破坏臭氧层反应的催 化剂
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分析氮氧化物破坏臭氧层的各步反应， 解析 分析氮氧化物破坏臭氧层的各步反应，得出总反 应为O 可以看出氮氧化物起催化剂的作用； 应为 3 + O2O2 , 可以看出氮氧化物起催化剂的作用 ； 同样 分析氟氯烷烃破坏臭氧层的各步反应， 得出总反应为O3 + 分析氟氯烷烃破坏臭氧层的各步反应 ， 得出总反应为 O2O2,即Cl原子是破坏臭氧层时反应的催化剂。 原子是破坏臭氧层时反应的催化剂。 原子是破坏臭氧层时反应的催化剂 答案 D 跟踪练习3 酸雨给人类带来了种种灾祸 ， 严重地威胁 酸雨给人类带来了种种灾祸， 跟踪练习 着地球上生命生存的生态环境。 着地球上生命生存的生态环境。下列有关减少或者防止酸雨 形成的措施中可行的是( ) 形成的措施中可行的是 对含SO ① 对燃煤进行脱硫 ② 对含 2 、 NO2 的工业废气进行 无害处理后，再排放到大气中 ③人工收集雷电作用所产生 无害处理后， 飞机、汽车等交通工具采用清洁燃料， 的氮的氧化物 ④飞
机、汽车等交通工具采用清洁燃料，如 天然气、 天然气、甲醇等 A.①②③④ B.①②③ C.①②④ D.①③④ . . . . 答案 C
