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成才之路 化學(xué) 路漫漫其修遠(yuǎn)兮吾將上下而求索 人教版 必修1 非金屬及其化合物 第四章 第三節(jié)硫和氮的氧化物 第四章 第2課時(shí)二氧化氮和一氧化氮大氣污染 第四章 1952年12月5 8日 一場(chǎng)災(zāi)難降臨到了英國倫敦 飛機(jī)被迫取消航班 汽車即便白天行駛也須打開車燈 行人走路都極為困難 只能沿著人行道摸索前行 許多人都感到呼吸困難 眼睛刺痛 流淚不止 倫敦醫(yī)院由于呼吸道疾病患者劇增而一時(shí)爆滿 倫敦城內(nèi)到處都可以聽到咳嗽聲 僅僅4天時(shí)間 死亡人數(shù)達(dá)4000多人 就連當(dāng)時(shí)舉辦的一場(chǎng)盛大的得獎(jiǎng)牛展覽中的350頭牛也慘遭劫難 一頭牛當(dāng)場(chǎng)死亡 52頭嚴(yán)重中毒 其中14頭奄奄待斃 2個(gè)月后 又有8000多人陸續(xù)喪生 為何會(huì)造成此種現(xiàn)象呢 1 了解NO NO2的性質(zhì) 2 了解SO2 NO NO2對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響 3 能對(duì)NO NO2 O2溶于水進(jìn)行簡單計(jì)算 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 氮?dú)饧暗难趸?1 氮?dú)庹伎諝怏w積的五分之四左右 性質(zhì)穩(wěn)定 通常情況下不與氧氣反應(yīng) 但在放電或高溫條件下可與氧氣反應(yīng) 化學(xué)反應(yīng)方程式是 2 一氧化氮是 色 溶于水的氣體 在常溫下很容易與空氣中的氧氣化合 化學(xué)反應(yīng)方程式是 新知預(yù)習(xí) 無 不 3 二氧化氮是 色 氣味的 氣體 密度比空氣的 易液化 溶于水 二氧化氮溶于水的化學(xué)方程式是 這是工業(yè)制硝酸的反應(yīng)原理 2 環(huán)境保護(hù) 1 二氧化硫的來源 煤 石油的燃燒及某些含硫或硫的化合物的金屬礦物的冶煉 NO NO2的來源 汽車尾氣等 紅棕 有刺激性 有毒 大 易 2 溶有二氧化碳的正常雨水的pH為 酸雨的pH 酸雨的危害是直接破壞農(nóng)作物 森林 草原 使土壤 湖泊酸化 還會(huì)加速建筑物 橋梁 工業(yè)設(shè)備 運(yùn)輸工具及電信電纜的腐蝕 3 汽車尾氣中除含有氮氧化物外 還含有 5 6 小于5 6 CO 未燃燒的碳?xì)浠衔?含鉛化合物和顆粒物等 1 雷雨過后莊稼總是更加旺盛 俗稱 雷雨發(fā)莊稼 請(qǐng)用所學(xué)的化學(xué)知識(shí)解釋原因 提示 空氣中的氮?dú)夂脱鯕庠诜烹娤律梢谎趸?一氧化氮再和氧氣反應(yīng) 生成二氧化氮 二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸 硝酸與土壤中礦物作用形成可溶性硝酸鹽 成為氮肥被植物吸收 2 有瓶無色氣體 當(dāng)打開瓶蓋時(shí) 瓶口看到紅棕色 該無色氣體是什么 變色時(shí)發(fā)生什么反應(yīng) 提示 該無色氣體是NO 因發(fā)生反應(yīng)2NO O2 2NO2生成NO2而變紅棕色 自主探究 氮?dú)夂偷难趸?教材點(diǎn)撥 3 模擬工業(yè)生產(chǎn)硝酸的實(shí)驗(yàn) 教材P92科學(xué)探究 1 生成硝酸的原理模擬 2 工業(yè)生產(chǎn)硝酸工業(yè)上生產(chǎn)硝酸時(shí) 向吸收后的廢氣中再通入適量的氧氣或空氣 經(jīng)過多次循環(huán)氧化吸收 可充分利用原料 并能減少NO的排放以保護(hù)環(huán)境 總反應(yīng)可表示為4NO2 O2 2H2O 4HNO3 溫馨提示 NO2和溴蒸氣都是刺激性氣味的紅棕色氣體 如何才能鑒別呢 第一種方法可以用水溶解 觀察溶液的顏色 溶液為無色的氣體為NO2 溶液為橙色的氣體為溴蒸氣 第二種方法可以將兩種氣體分別通入AgNO3溶液 有淡黃色沉淀生成的為溴蒸氣 無現(xiàn)象的為NO2 2015 西安市慶安中學(xué)高一期末 研究表明 一氧化氮吸入治療法可快速改善SARS重癥患者的缺氧狀況 緩解病情 病毒學(xué)研究證實(shí) 一氧化氮對(duì)SARS病毒有直接抑制作用 下列對(duì)一氧化氮的敘述正確的是 A 一氧化氮是一種紅棕色的氣體B 一氧化氮的摩爾質(zhì)量為30C 常溫常壓下 一氧化氮能與空氣中的氧氣直接化合D 一氧化氮易溶于水 不能用排水法收集 典例透析 解析 A 一氧化氮是一種無色的氣體 錯(cuò)誤 B 一氧化氮的摩爾質(zhì)量為30g mol 錯(cuò)誤 C 常溫常壓下 一氧化氮能與空氣中的氧氣直接化合生成二氧化氮 正確 D 一氧化氮難溶于水 可用排水法收集 錯(cuò)誤 答案 C 2015 山東省濰坊市一中高一月考 盛有NO和NO2混合氣體的量筒倒立在盛有水的水槽中 過一段時(shí)間后 量筒內(nèi)的氣體體積減小為原來的一半 則原混合氣體中NO和NO2的體積比是 A 3 1B 1 3C 2 1D 1 2 解析 設(shè)原混合氣體中NO和NO2的體積分別是x和y NO2溶于水發(fā)生反應(yīng)3NO2 H2O 2NHO3 NO 則 x y 3 x y 2 解得x y 1 3 答案 B 2015 廣東省中山市桂山中學(xué)高三期中 在汽車尾氣凈化裝置里 氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的過程如圖所示 下列說法錯(cuò)誤的是 2015 廣東省肇慶市高一期末 將等體積的NO2和N2的混合氣體置于試管中 并將試管倒立于水槽中 充分反應(yīng)后 剩余氣體的體積約為原總體積的 A 1 6B 1 3C 2 3D 1 2 1 大氣污染及其防治 1 空氣中二氧化硫和二氧化氮污染物的來源 煤 石油和某些金屬礦物中含硫或硫的化合物 因此燃燒或冶煉時(shí) 往往會(huì)產(chǎn)生二氧化硫 在燃料燃燒產(chǎn)生的高溫條件下 空氣中的N2往往也參與反應(yīng) 生成NO 在空氣中NO又迅速被氧化為NO2 汽車排放的尾氣中也含有NO 在空氣中也轉(zhuǎn)化為NO2 SO2和NO2對(duì)大氣的污染 教材點(diǎn)撥 2 二氧化硫和二氧化氮的危害 二氧化硫和二氧化氮都是有刺激性氣味 有毒的氣體 其危害性主要表現(xiàn)為 引起大氣污染 直接危害人體健康 導(dǎo)致呼吸道疾病 嚴(yán)重時(shí)會(huì)使人死亡 形成酸雨 大氣中硫的氧化物和氮的氧化物隨雨水降下就成為酸雨 酸雨的pH 5 6 正常的雨水由于溶解CO2形成弱酸H2CO3 其pH約為5 6 酸雨有很大的危害 能直接破壞農(nóng)作物 森林 草原 使土壤 湖泊酸化 還會(huì)加速建筑物 橋梁 工業(yè)設(shè)備 運(yùn)輸工具及電信電纜的腐蝕 NO2是造成光化學(xué)煙霧的主要因素 3 酸雨的形成及防治 酸雨的成因 化石燃料的燃燒 以及工業(yè)上對(duì)含硫礦物的冶煉等 使大氣中SO2的含量升高 化石燃料的燃燒和植物體的焚燒 以及農(nóng)田土壤和動(dòng)物排泄物中含氮物質(zhì)的轉(zhuǎn)化等 使大氣中NO NO2的含量升高 這些氧化物在濕潤的空氣中發(fā)生以下主要化學(xué)反應(yīng) 防治酸雨的措施a 調(diào)整能源結(jié)構(gòu) 發(fā)展清潔能源 優(yōu)化能源質(zhì)量 提高能源利用率 減少燃煤產(chǎn)生的二氧化硫和氮氧化物等 b 加強(qiáng)環(huán)境管理 強(qiáng)化環(huán)保執(zhí)法 嚴(yán)格控制二氧化硫的排放量 c 研究 開發(fā)適合我國國情的二氧化硫治理技術(shù)和設(shè)備 2 常見環(huán)境污染 1 酸雨 形成原因主要是由SO2和氮氧化物造成的 能使土壤酸化 腐蝕建筑物等 2 光化學(xué)煙霧 主要是由氮氧化物 碳?xì)浠衔镌斐傻?危害人體健康 影響植物生長 3 臭氧空洞 主要是氮氧化物 氟氯代烴等的排放引起的 使地球上的生物受太陽紫外線的傷害加劇 4 溫室效應(yīng) 主要是由于大氣中CO2含量的不斷增加造成的 會(huì)使全球氣候變暖 冰川融化使海平面上升 并釋放有毒氣體 5 白色污染 形成原因是聚乙烯塑料的大量使用 隨意丟棄 會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)和生態(tài)環(huán)境 6 赤潮和水華 形成原因是含磷洗衣粉的大量使用及其廢水的任意排放 會(huì)使藻類過度繁殖 魚類死亡 水質(zhì)惡化 若發(fā)生在淡水中稱為 水華 發(fā)生在海水中稱為 赤潮 2015 山東省東營市一中高一三模 常見的大氣污染物分為一次污染物和二次污染物 二次污染物是排入環(huán)境的一次污染物在物理化學(xué)因素或微生物作用下發(fā)生變化所生成的新污染物 如2NO O2 2NO2 則NO2為二次污染物 下列四種氣體 SO2 NO NO2 HCl CO中能導(dǎo)致二次污染的是 A 僅 B 僅 C 僅 D 全部 典例透析 解析 SO2與水結(jié)合生成亞硫酸 進(jìn)一步被氧化成硫酸 形成酸雨 即二次污染物 NO可以轉(zhuǎn)化為NO2 NO2可以轉(zhuǎn)化為NO和HNO3 隨雨水降下就成為危害性很大的酸雨 所以SO2 NO NO2在都會(huì)引起二次污染 而HCl和CO不會(huì)引起二次污染 答案 B 點(diǎn)評(píng) 本題考查了大氣污染物 一次污染物 二次污染 難度不大 解題時(shí)需根據(jù)題目所給信息理解二次污染的含義 從而結(jié)合幾種氣體的性質(zhì)解題 2015 組卷網(wǎng)合作校特供 導(dǎo)致下列現(xiàn)象的主要原因與排放SO2有關(guān)的是 A 酸雨B 光化學(xué)煙霧C 臭氧空洞D 溫室效應(yīng) 解析 與排放SO2有關(guān)的是酸雨 引起光化學(xué)煙霧的是氮的氧化物 引起臭氧空洞的是氯氟烴 溫室效應(yīng)的罪魅禍?zhǔn)资荂O2 答案 A 2 2015 北京市豐臺(tái)區(qū)高一期末 下列氣體不能用排空氣法收集的是 A NOB CO2C NH3D NO2 解析 用排空氣法收集的氣體 不能與空氣中的氧氣反應(yīng) 氣體密度跟空氣的密度接近 A NO能跟氧氣反應(yīng)2NO O2 2NO2 不能用排空氣法收集 正確 B CO2不與氧氣反應(yīng) 密度比空氣的大 可用向上排空氣法收集 C NH3極易溶于水 且密度小于空氣的 不與氧氣反應(yīng) 可用向下排空氣法收集 D NO2與水反應(yīng) 密度比空氣大 且不與氧氣反應(yīng) 可用向上排空氣法收集 答案 A 3 2015 經(jīng)典習(xí)題選萃 鑒別CO2和NO的最簡單的方法是 A NO不溶于水 CO2能溶于水B NO遇空氣立即變?yōu)榧t棕色的NO2 CO2遇空氣不變色C NO不溶于NaOH溶液中 而CO2易溶D CO2能使澄清的石灰水變渾濁 NO則不能 解析 一種氣體是否溶于水或溶液中 用來區(qū)別氣體不正確 因?yàn)楝F(xiàn)象不明顯 D方法也可以鑒別 但不是最簡單的方法 答案 B 4 2015 上海市崇明縣高三期末 將盛有12mLNO2和O2的混合氣體的量筒倒立于水槽中 充分反應(yīng)后 還剩余2mL無色氣體 則原混合氣體中O2的體積是 A 1 2mLB 2 4mLC 3 6mLD 4 8mL 解析 12mL的NO2和O2的混合氣體的量筒倒立于水槽中 充分反應(yīng)后 還剩余2mL無色氣體 這2mL的氣體可能是O2 也可能是NO2和水發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生NO 若剩余氣體是O2 則發(fā)生反應(yīng) 4NO2 O2 2H2O 4HNO3 根據(jù)方程式可知 反應(yīng)10mL的氣體 則其中含有2mL的O2反應(yīng) 則氧氣的總體積是2mL 2mL 4mL 若剩余氣體是NO 則根據(jù)反應(yīng)方程式 3NO2 H2O 2HNO3 NO可知相當(dāng)于NO2過量6mL 則發(fā)生反應(yīng)4NO2 O2 2H2O 4HNO3消耗了6mL的氣體 由于O2占總體積的1 5 所以氧氣的體積是6mL 1 5 1 2mL 故選項(xiàng)是A 答案 A 5 2015 經(jīng)典習(xí)題選萃 科學(xué)興趣小組為了研究酸雨的成分及成因 對(duì)取得的酸雨樣品進(jìn)行了pH的測(cè)定 隨時(shí)間推移 得到了如下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 1 雨水樣品放置時(shí) pH變化的主要原因?yàn)?用化學(xué)方程式表示 由此可以得出酸雨形成的過程可能是 2 下列各選項(xiàng)是酸雨給人類造成的危害 其中不正確的是 A 腐蝕建筑物 雕塑等B 污染水源C 改良?jí)A性土壤D 損害莊稼 3 現(xiàn)有以下幾種措施 對(duì)燃燒煤時(shí)產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行除硫處理 少用原煤作燃料 燃煤時(shí)鼓入足量空氣 開發(fā)清潔能源 其中能減少酸雨產(chǎn)生的措施是 A B C D 4 實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行SO2的制備及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí) 在裝置最后必須有 裝置 所選試劑為 發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 5 為了減少煤燃燒時(shí)向大氣排放的二氧化硫 不同的地方往往采取不同的 固硫 方法 火力發(fā)電廠常用氫氧化鈣的懸濁液吸收煤燃燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化硫氣體 并用來制取石膏 CaSO4 2H2O 有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為 硫酸工業(yè)中常用濃氨水來吸收二氧化硫 有關(guān)的化學(xué)方程式為 解析 1 酸雨主要是SO2及NO2等溶于水生成的 故酸雨的成分中既含有HNO3 也含有H2SO3 H2SO4等 H2SO3不穩(wěn)定 具有強(qiáng)的還原性 可被空氣中的O2氧化為H2SO4 故氧化后溶液的酸性變強(qiáng) pH減小 2 酸雨危害極大 會(huì)危害農(nóng)作物 森林 草原 魚類 建筑物 工業(yè)設(shè)備 電信電纜等 一氧化氮是怎樣成為 分子明星 的我們知道 NO是一種大氣污染物 是一種有害氣體 它能與血紅蛋白結(jié)合 生成一氧化氮血紅蛋白而引起中毒 隨著人們對(duì)物質(zhì)世界認(rèn)識(shí)的不斷深入 NO的新特性 用途不禁讓人對(duì)它刮目相看 1981年美國人坦耐勃及其學(xué)生發(fā)現(xiàn)NO是殺死巨噬細(xì)胞的有效武器 可以殺死病菌和癌細(xì)胞 他們指出 NO中有人體免疫系統(tǒng)中不可缺少的 法寶 于是NO從 罪犯 一躍成為 功臣 80年代后期 NO聲名大振 科學(xué)家陸續(xù)發(fā)現(xiàn)NO在信息傳遞 消化 血壓調(diào)節(jié) 生殖 抗菌 學(xué)習(xí)和記憶等方面的重要作用 NO可表現(xiàn)出強(qiáng)化學(xué)活性 易與別的分子結(jié)合 在大腦細(xì)胞間傳遞信息 充當(dāng)神經(jīng)傳遞介質(zhì) 科學(xué)家發(fā)現(xiàn) NO參與人的學(xué)習(xí)和記憶活動(dòng) 是大腦功能分子之一 1992年 科學(xué)家在老鼠大腦內(nèi)注射NO抑制劑后 發(fā)現(xiàn)老鼠不再能走出 迷宮 目前 重新探索研究NO的奧秘已成為生化科學(xué)界的一大熱點(diǎn) NO就這樣成為了 分子明星 我們從對(duì)NO這極簡單分子的認(rèn)識(shí)過程可以想到 為什么截至目前 還未見任何一位科學(xué)家宣稱對(duì)某物質(zhì)的研究已到極限