氮氧化物的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)化課件

1、氮氧化物的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)化專(zhuān)題四 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展第二單元 生產(chǎn)生活中的含氮化合物廈大附中 俞佳氮的存在游離態(tài)：大氣中(氮?dú)?化合態(tài)：存在于多種無(wú)機(jī)物及有機(jī)物中(如KNO3、NaNO3、蛋白質(zhì)、核酸等) 氮元素的重要作用、在生產(chǎn)、科研領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用血紅蛋白中含有氮元素氮是農(nóng)作物生長(zhǎng)的必需元素一些含氮化合物可作為航天飛機(jī)的燃料、氮元素是組成蛋白質(zhì)的必需元素，是生命物質(zhì)的重要組成元素 空氣中氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)占78%，是空氣的主要成分。但空氣中氮元素的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，只有少數(shù)豆科植物能夠直接吸收轉(zhuǎn)化加以利用。 直到1919年，德國(guó)化學(xué)家哈伯在實(shí)驗(yàn)室中首次人工合成了NH3，才使大規(guī)模合成化肥成為現(xiàn)實(shí)。N2+3

2、H2 2NH3高溫、高壓催化劑氮的固定將空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)變?yōu)榛蠎B(tài)的氮的方法，稱(chēng)氮的固定。工業(yè)上用N2和H2合成氨豆科植物的根瘤菌把N2轉(zhuǎn)變?yōu)榛蠎B(tài)氮閃電時(shí)，N2轉(zhuǎn)化為NO例如：人工固氮生物固氮自然固氮閃電的電壓很高，約為2萬(wàn)至300百萬(wàn)伏。一個(gè)中等強(qiáng)度閃電的功率可達(dá)一千萬(wàn)瓦，相當(dāng)于一座小型核電站的輸出功率。想一想： 美麗的閃電除了給我們帶來(lái)的視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)上的沖擊，還帶來(lái)了什么？ 在我國(guó)西北有一狹長(zhǎng)山谷，時(shí)常風(fēng)和日麗的晴天頃刻間電閃雷鳴，狂風(fēng)大作，進(jìn)入山谷的牧民和牲畜往往遭雷擊倒下。奇怪的是這里的牧草茂盛，四季常青，被當(dāng)?shù)啬撩穹Q(chēng)為“魔鬼谷”。材料:1、為什么魔鬼谷內(nèi)牧草茂盛，四季常青？2、雷雨

3、過(guò)后，莊稼為什么生長(zhǎng)茂盛 (“雷雨發(fā)莊稼”)？猜想雷雨過(guò)后可能產(chǎn)生某種化肥思考： 請(qǐng)同學(xué)們用簡(jiǎn)單的化學(xué)方程式來(lái)解釋此地“魔鬼谷”牧草茂盛的原因。2NO + O2 = 2NO23NO2 + H2O = 2HNO3 + NO硝酸 硝酸鹽雷雨發(fā)莊稼N2 + O2 = 2NO放電礦物質(zhì)NONO2顏色、狀態(tài)氣味、毒性密度溶解性1、NO、NO2物理性質(zhì)一、氮的氧化物NO使人體中毒的原理與CO相似,都是與血紅蛋白結(jié)合，使其失去輸送氧氣的功能。無(wú)色氣體紅棕色氣體無(wú)氣味、有毒刺激性氣味，有毒比空氣略大比空氣大微溶于水易溶于水用途：在生物學(xué)方面有獨(dú)特作用，人體中極少量的NO會(huì)促進(jìn)血管擴(kuò)張，防止血栓塞等。 （ “明

4、星分子 ”）2、化學(xué)性質(zhì)一、氮的氧化物NO遇空氣即變紅棕色檢驗(yàn)、鑒定NO氣體 NO化學(xué)性質(zhì)NO不與水反應(yīng)，在常溫下易與O2 化合生成NO2 :2NO + O2 = 2NO2（2）NO2化學(xué)性質(zhì)一、氮的氧化物NO2難被O2氧化，易與水反應(yīng)生成HNO3和NO:3NO2 + H2O =2HNO3 + NO2NO2N2O4（NO2和N2O4均無(wú)純凈可言）可使?jié)駶?rùn)KI-淀粉試紙變藍(lán).自身反應(yīng)：氧化性：1、能否用碘化鉀淀粉試紙區(qū)別NO2和Br2蒸氣 ？如果不可以，應(yīng)如何鑒別？2、如何除去NO中NO2 ？混合氣通過(guò)水洗思考： 現(xiàn)有一試管的NO2氣體,如圖所示,將其倒置于水槽中,充分振蕩,會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?想一

5、想：發(fā)生反應(yīng): 3NO2+H2O2HNO3+NO紅棕色氣體消失，水位上升，最后水充滿(mǎn)試管的2/3，無(wú)色氣體充滿(mǎn)試管的 1/3（上部）若使試管中液面上升，可采取什么措施？若使試管中液面上升，可采取什么措施？通入氧氣2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO3NO2+H2O2HNO3+NO剩余氣體體積為原來(lái)的1/3NO2 溶于水的反應(yīng)V(NO2):V(O2)= 4:1，恰好完全反應(yīng)，無(wú)氣體剩余 4:1，剩余氣體為_(kāi)O2NO3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 2NO + O2 = 2NO2 2+得：4NO2 + O2 +2H2O = 4HNO3 若將NO和O2同時(shí)通入水中，

6、反應(yīng)是什么？結(jié)論又是怎樣的?想一想：3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 2NO + O2 = 2NO2 同理3+2得：4NO+3O2+2H2O=4HNO3V(NO):V(O2)= 4:3，恰好完全反應(yīng)，無(wú)氣體剩余 4:3，剩余氣體為_(kāi)O2NO二、氮氧化物對(duì)環(huán)境的污染與防治氮氧化物對(duì)環(huán)境的污染（1）酸雨（硝酸型酸雨）（3）光化學(xué)煙霧 臭氧+碳?xì)浠衔锕饣瘜W(xué)煙霧（2）對(duì)臭氧層的破壞3O2 2O3NO1.氮氧化物對(duì)環(huán)境有哪些危害？.酸雨的危害臭氧層破壞O3 O2NO 臭氧+碳?xì)浠衔锕饣瘜W(xué)煙霧3O2 2O3NO2洛杉磯光化學(xué)煙霧 氮氧化物對(duì)環(huán)境的污染2氮氧化物對(duì)環(huán)境污染的防治（1）來(lái)源：

7、（2）防治：氮氧化物主要來(lái)源于汽車(chē)尾氣、工廠廢氣的排放，氮肥的生產(chǎn)，其中，汽車(chē)尾氣是城市大氣中氮氧化物的主要來(lái)源之一。開(kāi)發(fā)使用潔凈能源；對(duì)工廠排放的廢氣進(jìn)行處理對(duì)汽車(chē)尾氣進(jìn)行凈化處理。 汽車(chē)尾氣（含烴類(lèi)、CO、NO和NO2等）是城市主要污染源之一，治理的辦法之一是在汽車(chē)排氣管裝上催化轉(zhuǎn)化器，使NO或NO2與CO反應(yīng)生成可參與大氣生態(tài)循環(huán)的無(wú)毒氣體，請(qǐng)用相應(yīng)的化學(xué)方程式來(lái)表示：2CO+2NO = 2CO2+N24CO+2NO2 = 4CO2+N2催化劑催化劑東京展出富士重工電動(dòng)汽車(chē)概念車(chē)R1e 1998年諾貝爾獎(jiǎng)獲得者伊格納羅發(fā)現(xiàn)一氧化氮(NO)是人體內(nèi)保護(hù)機(jī)體抵抗心血管疾病與其他疾病的信號(hào)分子

8、+l +2 +3 +4 +4 +5N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5 N2O3是HNO2的酸酐 N2O5是HNO3的酸酐知識(shí)拓展 小結(jié)：二氧化氮和一氧化氮1、NO的生成及與NO2轉(zhuǎn)化N2+O2 2NO2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO2、二氧化氮物理性質(zhì)：紅棕色刺激性氣味有毒氣體，密度比空氣大，易液化，易溶與水。3、4NO2+2H2O+O2=4HNO3 4NO+2H2O+3O2=4HNO3小結(jié)： 1、氮?dú)猓∟2）的化學(xué)性質(zhì)： 2、氮的氧化物的化學(xué)性質(zhì)： 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：開(kāi)始-5min無(wú)色 5min-10min淺紅色 10min15min 紅棕色 20min 顏色更深 N2 + O2 2NO (無(wú)色) 放電 2NO + O2 = 2NO2 (紅棕色) 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 相關(guān)反應(yīng): 放電N2NONO2HNO3NO3鹽O2水礦物質(zhì)O2雷雨天氮的循環(huán):豐收的田野與快樂(lè)的農(nóng)民 NO、NO2和O2溶于水的情況4NO2+2H2O+O2=4HNO3(2)NO2 和 O2 混和氣體溶于水的反應(yīng)(1) NO2 溶于水的反應(yīng)3NO2+H2