2018-2019学年人教版必修1第4章第3节硫和氮的氧化物(第2课时)学案

1、第三节硫和氮的氧化物第二课时氮的氧化物大气污染明确学习目标>>>1.认识一氧化氮、二氧化氮的性质，熟知氮的氧化物溶于水反 应的化学方程式。2.知道氮的氧化物（NO2）,硫的氧化物（SQ）是主要 的大气污染物及防治措施。知识点口二氧化氮和一氧化氮学生预习区1 .氮气口 无色、无味、.不溶于水,约占空气体积的 S 4。通常情况下，化学性质较稳定，与其他物质不反应。在放电或高 5放电或高温温下，与氧气反应的化学方程式为 D5N2+。2 = 2NO。2 . 一氧化氮是口色色、无味、难溶于水的有毒气体，与氧气反应的化学方程式为 W 2NO + O2=2NO2。3 .二氧化氮是口.红棕色

2、、有刺激性气味的有毒气体,与水反应的化学方程式为C3 3NO2 + H2O=2HNO3+NO。!晅题探究1 .实验室能否用排空气法收集 NO气体？能否用排水法收集 NO2?为什么？提示：不能。NO易与空气中的。2反应，故不能用排空气法收集， 一般用排水法收集；NO2易与H2O发生反应，故不能用排水法收集， 一般用向上排空气法收集。2 .如何除去NO气体中混有的少量NO2气体杂质？提示：根据NO?与“O反应能生成NO,既能除去NO2杂质， 又不引入其他杂质，故可将混合气体通入盛有水的洗气瓶，然后重新 收集气体。教师点拨区1 .氮的氧化物与水反应的实验探究将充满NO2、NO的试管分别倒置于水梢中，

3、并通过导管通入少 量的氧气。实验装置实验现象试管充满水需满足的条件红粽色气体逐渐 变为无色，试管内 液面上升.持续通 人适量。?试管内 可充满水V(N() ： V(.),) =4 = 3V(N()Z) : V(X) =4 : 1无色气体先变成 红棕色，后逐渐变 为无色，试管内液 面上升.持续通人 适量试管内可 充满水2 .相关反应原理3NO2 + H2O=2HNO3+ NO 2NO + O2=2NO2 由方程式X 2+得：4NO2 + O2 + 2H2O=4HNO3 由方程式X 2+X 3得：4NO + 3。2+ 2H2O=4HNO33 .氮的氧化物与水反应的计算规律(1)NO2单独溶于水按反

4、应原理计算剩余气体是 NO, V(NO) = 1V(NO2)。 3(2)NO2与O2的混合气体溶于水(按反应计算)'V4 ； 1 02过量，剩余。2,v=v()2)-v(no2)V77TV1 =4 : 1恰好完全反应，无剩余气体 V k I ，->4 ： 1 N()2 过量，剩余 N(),V =I 3-(3)NO与。2的混合气体溶于水(按反应计算)4<T。2 过量，剩余()Z W = V(C)2)OyV(NO)V(N()4人恰好完全反应，无剩余气体V k V 79 /O>4 、。过量,剩余、OgU = V(N。)一4 八小(。2)O对点即时练1.在一定温度和压强下，将

5、一容积为15 mL的试管充满NO2后, 倒置于一个盛有水的水梢中。当试管内液面上升至一定高度不再变化 时，在相同条件下再通入 。2,若要使试管内液面仍保持在原高度，B. 7.5 mLD. 10.5 mL则通入。2的体积为()A. 3.75 mLC. 8.75 mL答案 C解析 15 mL NO2与水反应后生成5 mL NO,根据反应4NO +3 3O2 + 2H2O=4HNO3,使5 mL NO完全被氧化需。2体积为5 mL*4 = 3.75 mL。据题意，通入的。2应过量5 mL,则共需通入。2 8.75 mL。2,将10 mL充满NO2和。2的混合气体的试管，倒置在水梢中， 反应停止后试管

6、内剩余2 mL的无色气体，求原混合气体中 NO2和 02各多少毫升？答案(1)若剩余的是NO,则NO2和02的体积分别为9.2 mL和 0.8 mL。(2)若剩余的是。2,则NO2和。2的体积分别为6.4 mL和3.6 mL。解析 剩余2 mL气体可能是NO或。2,分两种情况讨论：(1) 剩余的是NO,可以看成先发生了反应：4NO2 + O2 + 2H2O=4HNO3, 剩余的NO?又与水作用，最终有 2 mL NO产生。由反应3NO2+ HzO=2HNO3+ NO得剩余的NO2体积为2 mLX3= 6 mL。则原有 O2体积为(10 mL 6 mL) X41y= 0.8 mL,NO2体积为

7、10 mL-0.8 mL = 9.2 mL。(2)剩余的是。2,则有10 mL-2 mL = 8 mL是NO2和O2的混合 气体，按反应：4NO2+O2 + 2H2O=4HNO3进行。所以NO2的体积4为 8 mLX1q= 6.4 mL, O2体积为 10 mL-6.4 mL=3.6 mL。方法规律(1)氮的氧化物或氮的氧化物与 O2的混合气体溶于水时，剩余的 气体可能是。2,也可能是NO,但不可能是NO2,因为NO2又会与 水反应生成NO。(2)对于连续发生的化学反应，可用化学方程式叠加的反应而得到复合反应，解决问题更简便。知识点二氧化硫和二氧化氮对大气的污染 学生预习区1 . SO2与NO

8、2的主要来源(1)SO2：主要来源于叟煤、石油和某些含硫的金属矿物的燃烧或冶炼。(2)NO2：主要来自于汽车尾气。2 .危害(1)引起大气污染，直接危害人体健康。(2)溶于水形成酸雨。3 .酸雨(1)概念：口pH<5.6的降雨。(2)成因：主要是大气中的 匡.SOz与NO?溶于水形成的。(3)类型(写出化学反应方程式)硫酸型：SO2f H2SO3f H2SO4化学方程式： 冏 SO2+ H2OH2SO3,2H2SO3 + O2=2H2SO4；硝酸型：no2-hno3化学方程式： 巴 3NO2+ H2O=2HNO3+NOo(4)危害直接破坏农作物、森林、草原，使土壤、湖泊酸化。加速建筑物、

9、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。4 .防治措施(1)调整目 能源结构、发展 且 清洁能源。(2)研究煤的脱硫技术，改进燃烧技术，减少二氧化硫和_回一氮氧化物的排放(3)加强工厂废气的回收处理。(4)改进汽车尾气的处理技术，控制尾气排放。!可题探究NO在破坏臭氧层的过程中可发生如下反应：O3=O2+ O NO + O3-> NO2+O2 NO2+O> NO + 02®总反应方程式为2。3=302,从整个反应来看NO、NO2的作用 有何不同？提示：NO在整个反应的前后，其质量和化学性质均保持不变， 因此在整个反应中NO作催化剂，NO2仅是中间产物。教师点拨区1 .常

10、见的环境污染环境 污染形成原因主要危害温室 效应大气中CO2等温室气体含 量不断增加全球变暖，冰川融化续表环境 污染形成原因主要危害酸雨SO2和氮氧化物的排放土壤、湖泊酸化，腐蚀 建筑物光化学 烟雾氮氧化物和碳氢化合物的排 放危害人和动物健康及植 物生长臭氧氮氧化物和氟氯代炫的排放地球上的生物受太阳紫空洞外线的伤害加剧赤潮和 水华含氮、磷废水的任意排放使水 体富营养化藻类过度繁殖，水质恶 化，海水中为赤潮，淡 水中为水华白色污染聚乙烯塑料的大量使用，任意 丢弃破坏土壤结构和生态环 境2 . SO2和氮的氧化物的吸收(1)NaOH溶液吸收SO2 + 2NaOH=NazSO3+ H2ONO2+NO

11、 + 2NaOH=2NaNO2 + H2。2NO2 + 2NaOH=NaNO2+ NaNO3+ H2O(2)氨气吸收2NH3+H2O+ SO2= = = (NH4)2SO3；NH 3+ H2O+ SO2(多)=NH4HSO3一定条件8NH3 + 6NO2 = 7冲+12»0一定条件4NH3 + 6NO = 5N2 + 6H2O对点即时练1 .以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是()氧化物环境问题主要来源ACO2破坏臭氧层化石燃料的燃烧BSO2温室效应汽车尾气的排放CNO2光化学烟雾工厂废气的排放DCO酸雨汽车尾气和化石燃料的 不完全燃烧答案 C 解析 CO2不会破

12、坏臭氧层，A错误；SO2主要引起酸雨，来源于煤的燃烧， B 错误； CO 不会引起酸雨， D 错误。2下列有关环境污染的说法正确的是()A 煤燃烧时加入适量石灰石，可减少SO2 的排放B 光化学烟雾的形成主要与碳氢化合物有关C. pH在5.67之间的降水通常称为酸雨D 含磷洗涤剂易于被细菌分解，故不会导致水体污染答案A高温解析燃烧时加入石灰石，发生的反应有CaCO3=CaOCO2T、CaO+SO2=CaSO3、2CaSQ + O2=2CaSQ(炉渣)，因止匕能减少SO2 的排放，A 项正确； 光化学烟雾主要是由氮氧化物导致的，B项错误；pH<5.6的雨水被称为酸雨，C项错误；含磷洗涤剂会

13、造成 水体富营养化而引起赤潮、水华等现象， D 项错误。方法规律(1)引起温室效应的气体除CO2 之外，还有CH4 等。(2)酸雨、光化学烟雾、臭氧空洞均与氮氧化物有关。(3)CO2不属于空气污染物。本课归纳总结1 .一氧化氮是无色、无味、难溶于水的有毒气体，易与空气中的氧气反应生成二氧化氮，即2NO O2=2NO2。2二氧化氮是红棕色有刺激性气味的有毒气体，易溶于水生成HNO3和 NO,方程式为 3NO2+H2O=2HNO3+NO。3 氮 的 氧 化 物 溶 于 水 的 总 反 应 为 4NO 3O2 2H2O=4HNO3,4NO2 O2 2H2O=4HNO3。4 pH<5.6 的降雨

14、称为酸雨，酸雨分为硫酸型和硝酸型。前者由SO2 引起，后者由NOx 引起。2 课后提升练习 KEHWI5HEXI0JANXI =A篇知识对点训练知识点1二氧化氮和一氧化氮1 .关于氮气的性质的说法中，错误的是A .氮在自然界中既以游离态存在又以化合态存在8 .通常情况下，氮气性质很不活泼C.可在氧气中燃烧生成一氧化氮高温D .在反应3Mg + N2=Mg3N2中N2作氧化剂答案 C解析 通常情况下氮气的性质很不活泼，不具有可燃性，在放电 条件下，能跟氧气反应。2.四支试管中分别充满NO、SO2、NO2、CI2中的一种，把它们 分别倒立于盛有水的水梢中，充分放置后的现象如图所示。其中原试)管充满

15、NO2的是（答案 B解析 NO不溶于水，对应D项；SO2易溶于水，对应A项；NO21与水发生反应3NO2+ H2O=2HNOs+ NO,试管剩余1的气体，对应3光照B 项；根据化学方程式 CI2+ H2O=HCl+ HC1O 和 2HClO=2HCl + O2T可知，充分反应后剩余的气体是 。2,且C12与02之间满足关 系式2Cl2O2,对应C项。3. N02溶于水时，与水反应，该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比是 （）A. 2 ： 1 B. 1 ： 2 C. 3 ： 1 D. 1 ： 3答案 B解析 NO2与H2O的反应中，NO2既作氧化剂又作还原剂：失 2 X c一r3N（）v + H

16、U ）=2 HN（）3 +NOI - -A 得 1 X 2e-根据得失电子守恒，n（氧化剂）：n（还原剂）=1 ： 2。4.下列物质的转化必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成的 是（） N2f NO2 NO2f NO NO2f HNO 3 N2f NO N2-NH3A. B. C. D.答案 C解析 该题有两个要求：（1）必须加入氧化剂；（2）通过一步反应 就能完成。反应 、从化合价角度来看都是升高，但反应 N2-NO2不能通过一步反应完成；而反应 NO2-HNO3虽然氮的 化合价升高，但不加氧化剂也能完成，如3NO2 + HzO=2HNO3 +NO,在该反应中，NO2既是氧化剂又是还原剂；只

17、有反应 N2-NO 必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成。5.在容积为672 mL的烧瓶里充满NO、NO2的混合气体，将其 倒立在水梢里，去塞后再通入 280 mL氧气，恰好完全反应，且水充 满烧瓶（气体体积都折合成标准状况下）。下列有关叙述中，正确的是 （）A.总反应可能为 NO + NO2 + O2+ H2O=2HNO3B.总反应可能为 4NO + 8NO2+5O2+6H2O=12HNO3C.生成HNO3的物质的量浓度接近0.03 molL1D.生成HNO3的物质的量浓度约为0.45 mol L- 1答案 B解析 V(NO2+ NO) : V(O2)= 12 : 5,因烧瓶中的气体最终均生

18、成了 HNO3 ，故所得溶液的体积与溶解的 NO2、 NO 体积相等，故浓 度为V(NO2+ NOA22.4 V瓶Q 0.045 mol L- 1。知识点2 二氧化硫和二氧化氮对大气的污染6下列物质中，可形成酸雨的是()A 二氧化硫B 氟氯代烃C 二氧化碳D 甲烷答案A解析A 项， 二氧化硫及氮氧化物是形成酸雨的主要污染物，酸雨的形成过程为 SQH2SO3fH2SO4 或 SO2-SO3fH2SO4 ； NONO2f HNO3,正确。7 C、 N、 S 的氧化物中许多是工业上重要的化工原料，但是当它们分散到空气中时， 会带来很多环境问题。 下列有关这些元素的氧化物说法不正确的是()A 开发太阳

19、能、水能、风能、氢能等新能源将有利于减少这些氧化物的产生8 这些氧化物使雨水的 pH<7， 我们把 pH<7 的雨水称之为酸雨C N 与 S 的氧化物还能直接危害人的身体健康，引发呼吸道疾 病D “温室效应”与二氧化碳的排放有着直接的关系答案 B解析 正常雨水中溶解了 CO2,其pH为5.6, pH小于5.6的雨 水才为酸雨。8“保护环境，就是保护人类自己。”下列环境问题与产生的主要原因不相符的是()“臭氧空洞”主要是大量使用氟氯代炫等引起的“光化学烟雾”主要是由NO2等引起的“酸雨”主要是由空气中CO2浓度增大引起的“白色污染”主要是由聚乙烯塑料等引起的“厄尔尼诺”现象由空气中

20、CO2浓度增大引起的 “温室效 应”主要是由空气中 CO2浓度增大引起的 “赤潮”主要是由水 体中 P、 N 等元素过量引起的A 只有B 只有C 全部D 只有答案 D解析 “酸雨”的形成主要是SO2及NOx引起，故不正确，正 确答案为 D 。9 近年来我国围绕“资源节约型和环境友好型”这一主题，积极谋求社会的和谐发展。 请根据这一主题和题意， 用下列选项的标号 进行填空。A 二氧化碳B 氮氧化物C 二氧化硫D 氟氯烃(1)推广使用燃煤脱硫技术，防治 污染。(2)造成温室效应和全球气候变暖的主要物质是。(3)会破坏臭氧层的物质是 。(4) 导致光化学烟雾的物质是。答案(1)C (2)A (3)D

21、 (4)B解析推广使用燃煤脱硫技术是为了防止硫的氧化物造成的污染；二氧化碳可造成温室效应，引起全球气候变暖；氟氯烃会破坏臭氧层；氮氧化物能导致光化学烟雾。B 篇 综合提升训练10 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1 ： 1,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 ()A 3 B 1 C 3 D 5答案 C解析 设该含氮钠盐中氮元素的化合价为 x价，NO、NO2在 NaOH溶液中发生氧化还原反应生成含氮元素的钠盐，根据得失电子 守恒，推知x

22、- 2=4x,解得x= 3。11 .在一定条件下，将6体积的NO2和一定体积的NO置于试管 中，并将试管倒置于水中，当通入 4.5体积的。2充分反应后，剩余 1.5体积气体，则原NO体积可能为（ ）3体积 4体积 5体积 5.5体积 2体积A.B.C.或 D.或答案 C解析 本题的关键在于理解剩余的1.5体积气体，可能是一氧化 氮，也有可能是氧气。若是一氧化氮，则氧气全部反应，二氧化氮完 全反应用掉了 1.5体积氧气，剩余3体积应该被一氧化氮消耗，所以 一氧化氮体积为4体积+1.5体积=5.5体积；若剩余的为氧气，则这 过程中一氧化氮消耗的氧气为1.5体积，所以一氧化氮的体积是2体 积。12

23、.把3体积的NO2气体，依次通过下列3个分别装有足量 NaHCO3饱和溶液，浓H2SO4,Na2。？的装置后，用排水法把 残留气体收集到集气瓶中，集气瓶内气体应是（同温同压下测 定）（）A . 1体积NOB. 2体积NO2和0.5体积O2C. 2体积O2D. 0.25 体积 O2答案 D解析本题涉及的化学过程如下:NaHg溶液 CO2NO2) N NOH2O浓 H2SO4fNO2)Na2O2NO2=Q2H2O>HNO3、O2(或 HNO3、NO)。第步 生成2体积CO2、1体积NO;第步得到干燥的2体积CO2、1体积.一 .，一,1 一NO;第步得到1体积NO2、1体积。2；第步通入水中

24、发生反应 4NO2 + O2 + 2H2O=4HNO3,故氧气过量，最终剩余0.25体积氧气。13 .硝酸工业尾气中的NOx可用纯碱溶液吸收，有关化学反应为 2NO2 + Na2CO3=NaNO3 + NaNO2 + CO2 ;NO + NO2 + Na2co3=2NaNO2 + CO2。现用0.5 L 2 mol/L的纯碱溶液恰好吸收一 定量硝酸工业中的尾气NOx,将生成的CO2全部排出，测得溶液质量 增加44 go下列说法不正确的是()A.反应、均为氧化还原反应14 反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1 ： 1C.上述尾气NOx的吸收过程中，共转移电子的物质的量为1 molD.上述尾

25、气中NO2与NO的体积比为6 ： 1答案 D解析分析题给两个化学反应方程式可知：反应均是氧化还原反 应且参与反应的氮氧化物的物质的量与Na2CO3的物质的量之比为2 ： 1;反应中氧化产物与还原产物分别为 NaNOc NaNO2,结合方 程式可知两者物质的量之比为1 ： 1;当1 mol Na2CO3反应时，被吸 收的NOx的物质的量为2 mol,当有2 mol NOx参与反应时，无论发 生反应还是反应，转移电子的物质的量均为1 mol;溶液增加的 质量与排出1 mol CO2的质量之和恰好为NOx的总质量，由m(NOx) =88 g, n(NOx) = 2 mol列方程即可求出尾气中 NO2与NO的体积比14.以下是氮循环的一部分:(1)通常状况下，NO2的颜色是(2)反应的化学方程式是(3)NO2 易溶于水，并和水发生化学反应。该反应中，氧化剂是(4)化合物A 的化学式是 。(5)治理汽车尾气的一种方法是用催化剂使 NO与CO发生反应： 催化剂2NO+2CO=2CO2 + N2。当生成 2 mol N2 时，被还原的 NO 为 mol。放电答案 (1)红棕色(2)N2 O2=2NO (3)NO2(4)HNO3 (5)4解析(