氮氧化物的产生及转化

1、生产生活中的含氮化合物生产生活中的含氮化合物 氮氧化物的产生及转化氮氧化物的产生及转化 1、物理性质物理性质 氮气是一种无色、无味、密度比空气氮气是一种无色、无味、密度比空气 稍小、熔、沸点低，难溶于水的气体稍小、熔、沸点低，难溶于水的气体 一、氮气一、氮气 2、分子的结构：、分子的结构： 非金属活动性顺序：非金属活动性顺序：F F、O O、ClCl、N N、BrBr、I I、S S 3 3、化学性质：、化学性质： 在高温或放电情况下，氮气也能与氢气、氧在高温或放电情况下，氮气也能与氢气、氧 气和活泼金属等发生反应气和活泼金属等发生反应 Mg3N2 + H2O= Mg3N2 + HCl = P

2、Cl5+ H2O= LiH+ H2O= Al2S3+ H2O = IBr + H2O= 总结：特殊化合物总结：特殊化合物“类盐类盐”与水的反应与水的反应 分别写出它们的反应方程式？分别写出它们的反应方程式？ 如何如何固氮固氮？ 1 1、生物固氮、生物固氮 2 2、人工固氮、人工固氮 3 3、自然固氮、自然固氮 （从游离态转化为化合态）（从游离态转化为化合态） 自然界中氮元素主要以氮气存在，游离态自然界中氮元素主要以氮气存在，游离态 的氮（氮气）不能被植物直接吸收。的氮（氮气）不能被植物直接吸收。 N2 与与 O2 NO O2 NO2 H2O HNO3 闪电闪电 矿物质矿物质 硝酸盐硝酸盐 自然

3、固氮自然固氮 4 4、氮气的用途：、氮气的用途： 工业上合成氨、制硝酸等化学品；工业上合成氨、制硝酸等化学品； 用作保护气，用于：焊接金属、填充灯泡、用作保护气，用于：焊接金属、填充灯泡、 保鲜食品；保鲜食品； 医学上用于冷冻麻醉；医学上用于冷冻麻醉； 高科技中用液氮制造低温环境等。高科技中用液氮制造低温环境等。 5 5、氮气的制取：、氮气的制取： （1 1）、分离空气（物理方法）、分离空气（物理方法） （2 2）、空气）、空气 C 石灰乳石灰乳 氮气氮气 N2O-NO-N2O3-NO2-N2O5 +1+4 +5+2+3 N2O4 1、氮的氧化物种类：、氮的氧化物种类： 二、氮的氧化物二、氮的

4、氧化物 不反应不反应 不反应不反应 红棕色红棕色刺激性气刺激性气 味有毒气体味有毒气体 无色无色无味有毒气无味有毒气 体微溶于水体微溶于水 O2 H2O 化化 学学 性性 质质 物理性质物理性质 NONO2 2NONO 2、氮氧化物的性质、氮氧化物的性质 思考：如何收集思考：如何收集NONO、 NONO2 2气体？气体？ 3NO3NO2 2+H+H2 2O=2HNOO=2HNO3 3+NO+NO 2NO+O2=2NO2 不反应不反应 不反应不反应 红棕色红棕色刺激性气刺激性气 味有毒气体味有毒气体 无色无色无味有毒气无味有毒气 体微溶于水体微溶于水 O2 H2O 化化 学学 性性 质质 物理性

5、质物理性质 NONO2 2NONO 2、氮氧化物的性质、氮氧化物的性质 思考：如何鉴别溴蒸汽、思考：如何鉴别溴蒸汽、NONO2 2气体？气体？ 3NO3NO2 2+H+H2 2O=2HNOO=2HNO3 3+NO+NO 2NO+O2=2NO2 2. 2. 取出试管并敞口放置在空气中看到有何现取出试管并敞口放置在空气中看到有何现 象产生，这时什么原因？象产生，这时什么原因？ 【思考思考】 1.1.现有一试管二氧化氮，将其倒置于盛有一定现有一试管二氧化氮，将其倒置于盛有一定 量水的烧杯中，一段时间后，观察试管内的液量水的烧杯中，一段时间后，观察试管内的液 面有什么变化？气体颜色有何变化？面有什么变

6、化？气体颜色有何变化？ 例例3 3 、在一定温度和压强下，装满、在一定温度和压强下，装满NONO2 2气体气体 的试管倒立于水中，充分反应后，试管中水的试管倒立于水中，充分反应后，试管中水 的体积与试管的体积关系为？的体积与试管的体积关系为？ 例例4 4 、在一定温度和压强下，装满、在一定温度和压强下，装满NONO气体的气体的 试管倒立于水中，充分反应后，试管中水的试管倒立于水中，充分反应后，试管中水的 体积与试管的体积关系为？体积与试管的体积关系为？ 例例5 5、在一定温度和压强下，装有、在一定温度和压强下，装有NONO和和NONO2 2混合气混合气 的试管倒立于水中，充分反应后，试管内气体

7、体的试管倒立于水中，充分反应后，试管内气体体 积缩小为原体积的积缩小为原体积的3/53/5，则原混合气中，则原混合气中NONO和和NONO2 2的的 体积比为体积比为 A. 5:3 B. 2:3 C. 3:2 D. 3:5A. 5:3 B. 2:3 C. 3:2 D. 3:5 例例6 6 、在一定温度和压强下，装有、在一定温度和压强下，装有6mlO6mlO2 2和和 6mlNO6mlNO2 2混合气的试管倒立于水中，充分反应后，混合气的试管倒立于水中，充分反应后， 试管内气体体积剩余多少毫升？试管内气体体积剩余多少毫升？ 4NO2+O2+2H2O= 4HNO3 不反应不反应 不反应不反应 红棕

8、色红棕色刺激性气刺激性气 味味有毒有毒气体气体 无色无色无味无味有毒有毒气气 体体微溶微溶于水于水 O2和和 H2O O2 H2O 化化 学学 性性 质质 物理性质物理性质 NONO2 2NONO 2、氮氧化物的性质、氮氧化物的性质 3NO2+H2O=2HNO3+NO 2NO+O2=2NO2 例例6 6 、在一定温度和压强下，装有、在一定温度和压强下，装有6mlO6mlO2 2和和 6mlNO6mlNO2 2混合气的试管倒立于水中，充分反应后，混合气的试管倒立于水中，充分反应后， 试管内气体体积剩余多少毫升？试管内气体体积剩余多少毫升？ 例例7 7 、在一定温度和压强下，装有、在一定温度和压强

9、下，装有6mlO6mlO2 2和和 30mlNO30mlNO2 2混合气的试管倒立于水中，充分反应后，混合气的试管倒立于水中，充分反应后， 试管内气体体积剩余多少毫升？试管内气体体积剩余多少毫升？ 例例8 8、在一定温度和压强下，装有、在一定温度和压强下，装有12mlNO12mlNO的试的试 管倒立于水中，再通入管倒立于水中，再通入6mlO6mlO2 2，充分反应后，试，充分反应后，试 管内气体体积剩余多少毫升？管内气体体积剩余多少毫升？ 4NO+3O2+2H2O= 4HNO3 不反应不反应 不反应不反应 红棕色红棕色刺激性气刺激性气 味有毒气体味有毒气体 无色无色无味有毒气无味有毒气 体微溶

10、于水体微溶于水 O2和和 H2O O2 H2O 化化 学学 性性 质质 物理性质物理性质 NONO2 2NONO 2、氮氧化物的性质、氮氧化物的性质 3NO2+H2O=2HNO3+NO 2NO+O2=2NO2 4NO2+O2+2H2O= 4HNO3 例例8 8、在一定温度和压强下，装有、在一定温度和压强下，装有12mlNO12mlNO的试的试 管倒立于水中，再通入管倒立于水中，再通入6mlO6mlO2 2，充分反应后，试，充分反应后，试 管内气体体积剩余多少毫升？管内气体体积剩余多少毫升？ 例例9 9 、在一定温度和压强下，装有、在一定温度和压强下，装有12mlNO12mlNO的试的试 管倒立

11、于水中，再通入管倒立于水中，再通入12mlO12mlO2 2，充分反应后，充分反应后， 试管内气体体积剩余多少毫升？试管内气体体积剩余多少毫升？ 例例1010、现有、现有NONO2 2和和O O2 2的混合气体共的混合气体共12ml12ml，与水，与水 充分反应后剩余充分反应后剩余2ml2ml气体，试计算原混合气体气体，试计算原混合气体 中中NONO2 2和和O O2 2可能各为多少可能各为多少mlml 例例11 11 、在一定温度和压强下，装有、在一定温度和压强下，装有12mlNO12mlNO的的 试管倒立于水中，再通入试管倒立于水中，再通入O O2 2，充分反应后剩余，充分反应后剩余 气体

12、的体积为气体的体积为4ml4ml，则通入的，则通入的O O2 2多少毫升？多少毫升？ 3 3、氮氧化物的用途、氮氧化物的用途 少量的少量的NO可以促进血管扩张可以促进血管扩张 少量的少量的NO可以增强免疫能力等可以增强免疫能力等 制取硝酸等制取硝酸等 4 4、氮氧化物的危害、氮氧化物的危害 1 1、硝酸型酸雨、硝酸型酸雨 2 2、光化学烟雾、光化学烟雾 3 3、臭氧层破坏、臭氧层破坏 臭氧臭氧+ +碳氢化合物碳氢化合物光化学烟雾光化学烟雾 3O2 2O3 NOx 光化学烟雾的形成：光化学烟雾的形成： 1 1、汽车尾气、汽车尾气 2 2、硝酸工厂、氮肥厂、硝酸工厂、氮肥厂、 3 3、金属的冶炼厂

13、的废气、金属的冶炼厂的废气 5、氮氧化物的主要来源、氮氧化物的主要来源 1.1.开发清洁能源，减少排放开发清洁能源，减少排放 2.2.安装尾气转化装置安装尾气转化装置 3.3.工业废气处理工业废气处理 5、氮氧化物的防治、氮氧化物的防治 2CO+2NO = 2CO2+N2 催化剂催化剂 4CO+2NO2 = 4CO2+N2 催化剂催化剂 汽车尾气转化反应：汽车尾气转化反应： 【】 1. 1. 常温常压下，下列气体不能共存的是常温常压下，下列气体不能共存的是 A ASOSO2 2与与O O2 2 B BNONO2 2与与NONO C CO O2 2与与N N2 2 D DNONO与与O O2 2

14、 D D A C 18 18 7 7或或 43 43 7 7 氨气和铵盐 无无刺激性刺激性 极易极易 液化液化 浓度越大，密度越小浓度越大，密度越小 致冷剂致冷剂 _色色_气味，比空气轻。气味，比空气轻。_溶溶 于水，于水，氨水氨水 。易易 _，液氨汽化时吸收大量的热，因此，液氨汽化时吸收大量的热，因此 液氨可作液氨可作 。 一、氨的物理性质一、氨的物理性质： 氨极易溶于水，可做喷泉实验氨极易溶于水，可做喷泉实验 考点：喷泉实验考点：喷泉实验 1 1、原理、原理 利用氨气极易溶于水利用氨气极易溶于水 后产生的压强差后产生的压强差 引发喷泉实验的操作：引发喷泉实验的操作： 如何引发图如何引发图2

15、 2、图、图3 3的喷泉？的喷泉？ 2、喷泉实验成功的三个条件：喷泉实验成功的三个条件： “干干”一般圆底烧瓶要干燥，不带水。一般圆底烧瓶要干燥，不带水。 “纯纯”气体要越纯越好。气体要越纯越好。 “严严”装置的气密性要好，不能漏气。装置的气密性要好，不能漏气。 例、某同学用例、某同学用NHNH3 3气体做喷泉实验时，喷入气体做喷泉实验时，喷入 烧瓶内的水不足烧瓶容积的烧瓶内的水不足烧瓶容积的1/31/3，其原因不，其原因不 可能是：可能是： A A、烧瓶潮湿、烧瓶潮湿 B B、装置气密性不好、装置气密性不好 C C、水里没有加酚酞试液、水里没有加酚酞试液 D D、烧瓶内未集满、烧瓶内未集满N

16、HNH3 3 C 3 3、常见可形成喷泉实验组合、常见可形成喷泉实验组合 气体气体A A溶液溶液B B溶液溶液C C喷泉喷泉 HClHClH H2 2O O石蕊石蕊红色红色 HClHClH H2 2O OAgNOAgNO3 3白色白色 NHNH3 3H H2 2O O酚酞酚酞红色红色 NHNH3 3H H2 2O OFeClFeCl3 3红褐色红褐色 ClCl2 2NaOHNaOHKI-KI-淀粉淀粉蓝色蓝色 COCO2 2NaOHNaOH澄清石灰水澄清石灰水白色白色 4 4、形成喷泉后所得溶液的浓度计算、形成喷泉后所得溶液的浓度计算 气体是溶质：如，气体是溶质：如，HClHCl、HBrHBr

17、、HIHI、NHNH 等 等 气体不是溶质：如，气体不是溶质：如，NONO2 2和水、和水、NONO2 2和和O O2 2的混合气体的混合气体 一份气体产生一份溶液的浓度为一份气体产生一份溶液的浓度为1/22.4mol.L1/22.4mol.L-1 -1 其他的以此类推其他的以此类推 例：标准状况下，在六个干燥的圆底烧瓶中分例：标准状况下，在六个干燥的圆底烧瓶中分 别充满：别充满： 纯净的纯净的NHNH ，混有少量空气的 ，混有少量空气的HClHCl， 纯净的纯净的NONO2 2，混有少量，混有少量NONO的的NONO2 2， NONO2 2和和O O2 2（），），NONO2 2和和O O2

18、 2（），）， 分别进行喷泉实验，所各溶液的物质的量浓度分别进行喷泉实验，所各溶液的物质的量浓度 之比为之比为 A A 无法计算无法计算 C 氨气溶于水制氨水时，都要用一倒氨气溶于水制氨水时，都要用一倒 置的漏斗如右图，说说为什么？置的漏斗如右图，说说为什么？ 还可以用下列还可以用下列 装置代替。装置代替。 a b c d ad 2 2、 二、化学性质二、化学性质 1、跟水的反应：、跟水的反应： 大部分氨与水结合生成一水合氨，没有大部分氨与水结合生成一水合氨，没有 NHNH4 4OHOH，小部分，小部分NH3H2O分子可电离分子可电离 NH3+H2O NH3H2O NH+4 +OH- 考点考点

19、: :氨水的成分氨水的成分 分子有：分子有：H2O、NH3 和和NH3H2O 离子有：离子有：NH4+、H+ 和和 OH- 溶解平衡：溶解平衡：NH3（气 （气 ）NH3（液）（液） 化学平衡：化学平衡： NH3H2O NH3H2O 电离平衡：电离平衡： NH3H2O NH4 OH H2OH+OH- c(NH3H2O)c(NH3)c(NH4 ) 1 1、氨水的主要成分是、氨水的主要成分是NHNH3 3HH2 2O O，反应方程式用，反应方程式用NHNH3 3HH2 2O O 3 3、NHNH3 3是非电解质，是非电解质， NHNH3 3HH2 2O O是电解质，氨水既不是是电解质，氨水既不是

20、电解质，也不是非电解质电解质，也不是非电解质 4 4、氨水为生成物时，如果反应不加热写成、氨水为生成物时，如果反应不加热写成NHNH3 3HH2 2O O， 如果为浓溶液或者加热的条件下，应写成如果为浓溶液或者加热的条件下，应写成NHNH3 3； 化学反应中氨水成分的使用化学反应中氨水成分的使用 2 2、氨水成分复杂、氨水成分复杂, ,计算其浓度时计算其浓度时, ,通常把氨气作为溶质通常把氨气作为溶质. . 例：下列离子方程式书写正确的是（例：下列离子方程式书写正确的是（ ） A、氯化铝溶液中加入过量氨水、氯化铝溶液中加入过量氨水 Al3 4NH3H2O = AlO2- 4NH4 +2H2O

21、B、碳酸氢铵受热分解、碳酸氢铵受热分解 NH4 HCO3- = NH3CO2H2O C、氢氧化钠与氯化铵两溶液混合加热、氢氧化钠与氯化铵两溶液混合加热 OH NH4+ = NH3H2O D 、氨水中滴加盐酸、氨水中滴加盐酸 H OH-=H2O 5 5、氨水的多重性、氨水的多重性 刺激性刺激性（存在存在NH3） 挥发性挥发性（NH3易挥发）易挥发） 不稳定性不稳定性 可用加热浓氨水制氨气可用加热浓氨水制氨气 弱碱性弱碱性 氨水中一水合氨能电离出氨水中一水合氨能电离出OH- 例、请写出在盐酸中通例、请写出在盐酸中通NH3，离子方程式为：，离子方程式为： ， 在氨水中滴加硫酸，则离子方程式为：在氨水

22、中滴加硫酸，则离子方程式为： 。 NH3+H+=NH4+ H+ NH3H2O=NH+4+H2O 2、氨跟酸的反应、氨跟酸的反应 氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝； 也能与挥发性酸反应生成白烟也能与挥发性酸反应生成白烟 检验氨气的两种方法检验氨气的两种方法 3、与盐溶液反应、与盐溶液反应 一种很好的沉淀剂一种很好的沉淀剂 NH3H2O+ Mg 2+ Fe 3+ Al3+ 4、还原性、还原性： 、跟氧气反应、跟氧气反应 、与、与氯气氯气 、与氧化铜反应、与氧化铜反应 三、氨的制法三、氨的制法 1、工业制法、工业制法N2 + 3H2 2NH3 （人工固氮）（人工固氮）

23、高温高压高温高压 催化剂催化剂 三、氨的制法三、氨的制法 2、实验室制法：、实验室制法： 药品：药品： 原理：原理： 装置：装置： 铵盐（氯化铵）与消石灰固体混合加热铵盐（氯化铵）与消石灰固体混合加热 2NH4Cl +Ca(OH)2 CaCl2+2NH3 +2H2O 与实验室用与实验室用KClO3和和MnO2固体混合加热制固体混合加热制O2装置装置 、收集：收集： 、验满：验满： 、干燥：干燥：常用碱石灰作干燥剂，不能用酸性干常用碱石灰作干燥剂，不能用酸性干 燥剂如浓燥剂如浓H H2 2SOSO4 4、P P2 2O O5 5等。等。 只能用向下排空气法。只能用向下排空气法。 用湿润的红色石蕊试纸放在试管口，也用湿润的红色石蕊试纸放在试管口，也 可用玻璃棒蘸有浓盐酸，靠近试管口。可用玻璃棒蘸有浓盐酸，靠近试管口。 a a棉花的作用：为防止气体对流，提高收集氨气的速棉花的作用：为防止气体对流，提高收集氨气的速 率和纯度；也可用来吸收尾气率和纯度；也可用来吸收尾气。 b b不使用不使用NaOHNaOH的原因：加热时的原因：加热时NaOHNaOH碱性强，易腐蚀试碱性强，易腐蚀试 管。消石灰碱性相对弱，且比较疏松，氨气容易逸出。管