氮氧化物的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)化yu

第二單元生產(chǎn)生活中的含氮化合物專題4硫、氮和可持續(xù)發(fā)展氮氧化物的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)化一.氮元素的存在形式:大部分以游離態(tài)形式存在于空氣中，以化合態(tài)形式存在于多種無(wú)機(jī)物及有機(jī)物。血紅蛋白中含有氮元素農(nóng)作物生長(zhǎng)離不開(kāi)氮元素含氮化合物作為火箭的燃料

自然界中氮大多以游離態(tài)存在于大氣中，不能被植物直接吸收。如果利用氮?dú)鉃槿祟惙?wù)？科學(xué)家苦苦探索了幾百年。20世紀(jì)初，德國(guó)化學(xué)家哈伯首次用氫氣和氮?dú)夂铣闪税保於舜笠?guī)模工業(yè)合成化肥的基礎(chǔ)。人工固氮N2＋3H2催化劑2NH3高溫、高壓合成氨工廠氮的固定

生物固氮根瘤菌與大豆、蠶豆等豆科植物共生的根瘤菌中存在固氮酶，能在常溫常壓下把空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)變?yōu)榘薄?/p>

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？“雷雨發(fā)莊稼”農(nóng)村俗話--“雷雨發(fā)莊稼”中所涉及的化學(xué)原理N2O2放電NONO2O2HNO3H2ONO3-進(jìn)入土壤友情提示：各營(yíng)養(yǎng)元素都是以離子的形式被植物所吸收鏈接2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO硝酸硝酸鹽雷雨發(fā)莊稼N2+O2=2NO放電莊稼需要的氮元素實(shí)驗(yàn)探究：

模擬自然放電，探究反應(yīng)過(guò)程和產(chǎn)物[材料分析]

在新疆和青海交界處有一狹長(zhǎng)山谷，每當(dāng)牧民和牲畜進(jìn)入后，有時(shí)風(fēng)和日麗的晴天頃刻間電閃雷鳴，狂風(fēng)大作，人畜往往遭雷擊倒下。奇怪的是這里的牧草茂盛，四季常青，被當(dāng)?shù)啬撩穹Q為“魔鬼谷”

Why？牧草茂盛！二、一氧化氮和二氧化氮1.NO和NO2的物理性質(zhì)：NO：無(wú)色、無(wú)味、微溶于水的有毒氣體。NO2：紅棕色、有剌激性氣味的有毒氣體，密度比空氣大，易液化，易溶于水。2.NO和NO2的化學(xué)性質(zhì)⑴NO不與水反應(yīng)，在常溫下易與O2化合生成NO2:

⑵NO2難被O2氧化，易與水反應(yīng)生成HNO3和NO:2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用NO只能排水法，NO2只能向上排氣法，1、如何收集NO和NO2氣體？能否顛倒過(guò)來(lái)？2、如何除去NO中NO2

？混合氣通過(guò)水洗若用排空氣法收集則得到NO2；若用排水法收集則得到NO[思考]現(xiàn)給你一試管二氧化氮，將其倒置于水槽中，問(wèn)試管內(nèi)會(huì)有什么變化？紅棕色氣體消失，水位上升，最后水充滿試管的2/3，無(wú)色氣體充滿試管的1/3（上部）3NO2+H2O==2HNO3+NO

如果同時(shí)不斷地往試管中通入氧氣,問(wèn):何時(shí)試管才能充滿水呢?2NO+O2＝2NO23NO2+H2O＝2HNO3+NO3NO2+H2O＝2HNO3+NO·······此時(shí)發(fā)生如下反應(yīng):想想看：若將NO2和O2同時(shí)通入水中的反應(yīng)是什么？若是NO與O2？①3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO+O2=2NO2

②①×2+②得：4NO2+O2+2H2O=4HNO3

同理①×2+②×3得：4NO+3O2+2H2O=4HNO3

將NO2和O2混合氣體通入水中V(NO2):V(O2)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)剩余氣體

=4:1＜4:1＞4:14NO2+2H2O+O2=4HNO34NO2+2H2O+O2=4HNO34NO2+2H2O+O2=4HNO33NO2+H2O==2HNO3+NOO2NO無(wú)4NO2+2H2O+O2=4HNO3

練習(xí)：將充滿NO和NO2的混合氣體45mL的試管，倒立于水中，一段時(shí)間后，氣體的體積為35mL，原混合氣體中，NO和NO2的體積比為A．2:1 B．2:7C．7:2D．9:7解析：3NO2+H2O=2HNO3+NO△V313-1=2

（45-35）=10mL

A15mLV(NO2)=15mL，V(NO)=30mL；

V(NO2):V(NO)=1：2

例、將體積為10mL的試管倒置于盛水的水槽中，先向試管中注入一定量的NO，再通入O2，兩種氣體共為10mL，水面逐漸上升，至余3mL氣體時(shí)為止。求原混合氣體中NO和O2各多少毫升？

根據(jù)剛才的分析可以知道，在不知道具體哪個(gè)多的情況下有氣體剩余，則剩余氣體可能是NO；也可能是O2解（1）若剩余氣體為NO則氧氣完全反應(yīng)，設(shè)氧氣的體積為x4NO+3O2+2H2O=4HNO343x4x/34x/3+x=（10-3）=7mLx=3mLV(NO)=7mL（2）若剩余氣體為O2,則NO完全反應(yīng)，設(shè)NO的體積為y4NO+3O2+2H2O=4HNO3433y/4yy+3y/4=（10-3）=7mLy=4mLV(O2)=6mL氮的其它氧化物：N2O俗名笑氣，是一種麻醉劑；

N2O3是亞硝酸（HNO2）的酸酐；

N2O4

是無(wú)色氣體；

N2O5是硝酸的酸酐，是一種固體。四、氮氧化物的危害與防治１．氮氧化物對(duì)環(huán)境的污染ＮＯｘ的危害：①形成酸雨（硝酸型酸雨）②形成光化學(xué)煙霧ＮＯ２＋Ｏ２→Ｏ３Ｏ３＋ＣｘＨｙ→有毒煙霧③破壞臭氧層（形成臭氧空洞）氮的氧化物、氟氯烴（氟利昂）等。城市中的光化學(xué)煙霧污染2．氮氧化物對(duì)環(huán)境污染的防治（1）來(lái)源：（2）防治：氮氧化物主要來(lái)源于化石燃料的燃燒，汽車(chē)尾氣、工廠廢氣的排放，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。①開(kāi)發(fā)使用潔凈能源；②對(duì)工廠排放的廢氣進(jìn)行處理③對(duì)汽車(chē)尾氣進(jìn)行凈化處理。

汽車(chē)尾氣（含碳?xì)浠衔铩O、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。發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：2CO+2NO=2CO2+N24CO+2NO2=4CO2+N2催化劑催化劑問(wèn)題解決：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)分子一氧化氮(nitric

oxide,

NO)是人們熟知的無(wú)機(jī)小分子化合物，是造成空氣污染的主要污染源之一。但長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)其生理作用卻知道不多。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)一氧化氮廣泛的分布于生物體內(nèi)的各組織中，起著重要的生理作用。尤其是人們驚訝的發(fā)現(xiàn)血管內(nèi)皮松弛因子(EDRF)的化學(xué)本質(zhì)極有可能就是僅僅由一個(gè)氮原子和一個(gè)氧原子組成的一氧化氮時(shí)，一氧化氮的重要生物學(xué)作用得到了人們的普遍關(guān)注。1992年，一氧化氮（Nitricoxide）由于在生命科學(xué)中被發(fā)現(xiàn)了新的特性（充當(dāng)?shù)诙攀梗?，這古老的化合物被美國(guó)的Science雜志評(píng)為年度明星分子。目前，對(duì)一氧化氮的生物和化學(xué)性質(zhì)的研究已經(jīng)成為一個(gè)非常熱門(mén)的課題，每年都有超過(guò)4000多篇的關(guān)于一氧化氮的論文發(fā)表。

98年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)

羅伯·佛契哥特（RobertF.Furchgott，美國(guó)），路伊格納洛（LouisJ.Ignarro，美國(guó)），費(fèi)瑞·慕拉德（FeridMurad，美國(guó)）

發(fā)現(xiàn)一氧化氮在心臟血管中的信號(hào)傳遞功能

榮耀一氧化氮[思考]現(xiàn)給你一試管二氧化氮，將其倒置于水槽中，問(wèn)試管內(nèi)會(huì)有什么變化？紅棕色氣體消失，水位上升，最后水充滿試管的2/3，無(wú)色氣體充滿試管的1/3（上部）3NO2+H2O==2HNO3+NO

NO2與Br2蒸汽的鑒別：

三.氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)（穩(wěn)定，很難與其他物質(zhì)反應(yīng)）1.氮?dú)飧鷼錃獾姆磻?yīng)（合成氨）N2+3H22NH3（工業(yè)合成氨）高溫、高壓催化劑2.氮?dú)飧鯕獾姆磻?yīng)N2＋O22NO放電3.氮?dú)飧承┙饘俚姆磻?yīng)Mg3N2N2＋3Mg點(diǎn)燃氮氧化物與環(huán)境污染的防治

消除污染的主要方法：堿液吸收法

NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2ONH3還原法6NO+4NH3=5N2+6H20ＮＯｘ的危害：①形成酸雨

②形成光化學(xué)煙霧ＮＯ２＋Ｏ２→Ｏ３Ｏ３＋ＣｘＨｙ→有毒煙霧

③破壞臭氧層（形成臭氧空洞）氮的氧化物、氟氯烴（氟利昂）等?，F(xiàn)學(xué)現(xiàn)用NO只能排水法，NO2只能向上排氣法，1、如何收集NO和NO2氣體？能否顛倒過(guò)來(lái)？2、如何除去NO中NO2

？混合氣通過(guò)水洗若用排空氣法收集則得到NO2；若用排水法收集則得到NO將NO2和O2混合氣體通入水中V(NO2):V(O2)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)剩余氣體

=4:1＜4:1＞4:14NO2+2H2O+O2=4HNO34NO2+2H2O+O2=4HNO34NO2+2H2O+O2=4HNO33NO2+H2O==2HNO3+NOO2NO無(wú)4NO2+2H2O+O2=4HNO3

NO、NO2和O2溶于水的情況4NO2+2H2O+O2=4HNO3V(NO2):V(O2)=4:1時(shí)，完全反應(yīng)，無(wú)氣體剩余V(NO2):V(O2)<4:1時(shí)，O2過(guò)量，剩余氣體為O2V(NO2):V(O2)>4:1時(shí)，NO2過(guò)量，(2)NO