氮氧化物的產(chǎn)生及轉化47461PPT課件

1、氮的存在氮的存在游離態(tài)游離態(tài)：大氣中：大氣中(氮氣氮氣)化合態(tài)化合態(tài)：存在于多種無機物及有機物存在于多種無機物及有機物中中(如如KNO3、NaNO3、蛋白質、核、蛋白質、核酸等酸等)第1頁/共36頁 氮元素的重要作用氮元素的重要作用、在生產(chǎn)、科研領域有廣泛應用、在生產(chǎn)、科研領域有廣泛應用血紅蛋白中血紅蛋白中含有氮元素含有氮元素氮是農(nóng)作物生氮是農(nóng)作物生長的必需元素長的必需元素一些含氮化合一些含氮化合物可作為航天物可作為航天飛機的燃料飛機的燃料、氮元素是組成蛋白質的必需元素，是生命物質、氮元素是組成蛋白質的必需元素，是生命物質的重要組成元素的重要組成元素第2頁/共36頁 空氣中氮氣的體積分數(shù)占空氣

2、中氮氣的體積分數(shù)占78%，是空氣的主，是空氣的主要成分。但空氣中氮元素的化學性質穩(wěn)定，只要成分。但空氣中氮元素的化學性質穩(wěn)定，只有有少數(shù)豆科植物能夠直接吸收轉化加以利用少數(shù)豆科植物能夠直接吸收轉化加以利用。 直到直到1919年，德國化學家年，德國化學家哈伯在實驗室哈伯在實驗室中首次人工合成了中首次人工合成了NH3，才，才使大規(guī)模合成使大規(guī)模合成化肥化肥成為現(xiàn)實。成為現(xiàn)實。高溫、高壓催化劑第3頁/共36頁氮的固定氮的固定將空氣中將空氣中游離態(tài)游離態(tài)的氮轉變?yōu)榈牡D變?yōu)榛蠎B(tài)化合態(tài)的氮的方法，的氮的方法，稱稱氮的固定氮的固定。工業(yè)上用工業(yè)上用N2和和H2合成氨合成氨豆科植物的根瘤菌把豆科植物的根瘤

3、菌把N2轉變?yōu)榛蠎B(tài)氮轉變?yōu)榛蠎B(tài)氮閃電時，閃電時，N2轉化為轉化為NO例如：例如：人工固氮人工固氮生物固氮生物固氮自然固氮自然固氮第4頁/共36頁閃電的電壓很高，約為閃電的電壓很高，約為2 2萬至萬至300300百萬伏。一個中等強度閃電百萬伏。一個中等強度閃電的功率可達一千萬瓦，相當于的功率可達一千萬瓦，相當于一座小型核電站的輸出功率一座小型核電站的輸出功率。第5頁/共36頁想一想：想一想： 美麗的閃電美麗的閃電除了給我們帶來除了給我們帶來的視覺和聽覺上的視覺和聽覺上的沖擊，還帶來的沖擊，還帶來了什么？了什么？第6頁/共36頁 在我國西北有一在我國西北有一狹長山谷，時常風和狹長山谷，時常風和

4、日麗的晴天頃刻間電日麗的晴天頃刻間電閃雷鳴，狂風大作，閃雷鳴，狂風大作，進入山谷的牧民和牲進入山谷的牧民和牲畜往往遭雷擊倒下。畜往往遭雷擊倒下。奇怪的是這里的奇怪的是這里的牧草牧草茂盛，四季常青茂盛，四季常青，被，被當?shù)啬撩穹Q為當?shù)啬撩穹Q為“魔鬼魔鬼谷谷”。材料材料: :第7頁/共36頁1、為什么魔鬼谷內(nèi)牧草茂盛，四季常青？、為什么魔鬼谷內(nèi)牧草茂盛，四季常青？2、雷雨過后，莊稼為什么生長茂盛、雷雨過后，莊稼為什么生長茂盛 (“雷雨發(fā)莊稼雷雨發(fā)莊稼”)？猜想猜想雷雨過后可能產(chǎn)生某種化肥雷雨過后可能產(chǎn)生某種化肥思考：思考：第8頁/共36頁 請同學們用簡單的化學方程式來解釋此地請同學們用簡單的化學方

5、程式來解釋此地“魔鬼谷魔鬼谷”牧草茂盛的原因。牧草茂盛的原因。2NO + O2 = 2NO23NO2 + H2O = 2HNO3 + NO硝酸硝酸 硝酸鹽硝酸鹽雷雷雨雨發(fā)發(fā)莊莊稼稼N2 + O2 = 2NO放電放電礦物質礦物質第9頁/共36頁NONO2顏色、狀態(tài)顏色、狀態(tài)氣味、毒性氣味、毒性密度密度溶解性溶解性1、NO、NO2物理性質物理性質一、氮的氧化物一、氮的氧化物NO使人體中毒的原理與使人體中毒的原理與CO相似相似,都是與血紅都是與血紅蛋白結合，使其失去輸送氧氣的功能。蛋白結合，使其失去輸送氧氣的功能。無色無色氣體氣體紅棕色紅棕色氣體氣體無氣味無氣味、有毒有毒刺激性刺激性氣味，氣味，有毒

6、有毒比空氣略大比空氣略大比空氣大比空氣大微溶于水微溶于水易溶于水易溶于水用途：用途：在生物學方面有獨特作用，人體中極在生物學方面有獨特作用，人體中極少量的少量的NO會促進血管擴張，防止血栓塞等。會促進血管擴張，防止血栓塞等。 （ “明星分子明星分子 ”）第10頁/共36頁2、化學性質、化學性質一、氮的氧化物一、氮的氧化物NO遇空氣即變紅棕色檢驗、遇空氣即變紅棕色檢驗、鑒定鑒定NO氣體氣體 NO化學性質化學性質NO不與水反應，在常溫下易與不與水反應，在常溫下易與O2 化合化合生成生成NO2 :2NO + O2 = 2NO2第11頁/共36頁（2）NO2化學性質化學性質一、氮的氧化物一、氮的氧化物

7、NO2難被難被O2氧化，易與水反應生成氧化，易與水反應生成HNO3和和NO:3NO2 + H2O =2HNO3 + NO可使?jié)駶櫩墒節(jié)駶橩I-淀粉試紙變藍淀粉試紙變藍.自身反應：自身反應：氧化性：氧化性：第12頁/共36頁1、能否用碘化鉀淀粉試紙區(qū)別、能否用碘化鉀淀粉試紙區(qū)別NO2和和Br2蒸氣蒸氣 ？如果？如果不可以，應如何鑒別？不可以，應如何鑒別？2、如何除去、如何除去NO中中NO2 ？混合氣通過水洗混合氣通過水洗思考：思考：第13頁/共36頁 現(xiàn)有一試管的現(xiàn)有一試管的NO2氣體氣體,如圖所如圖所示示,將其倒置于水槽中將其倒置于水槽中,充分振蕩充分振蕩,會會出現(xiàn)什么現(xiàn)象出現(xiàn)什么現(xiàn)象?發(fā)生反

8、應發(fā)生反應: 3NO2+H2O2HNO3+NO紅棕色氣體消失，水位上升，最后水充滿試紅棕色氣體消失，水位上升，最后水充滿試管的管的2/3，無色氣體充滿試管的，無色氣體充滿試管的 1/3（上部）（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？第14頁/共36頁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？通入氧氣通入氧氣2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO3NO2+H2O2HNO3+NO剩余氣體體積為剩余氣體體積為原來的原來的1/3NO2 溶于水的反應溶于水的反應第15頁/共36頁V(NO2):V(O2)= 4:1，恰

9、好完全反應，無氣體剩余，恰好完全反應，無氣體剩余 4:1，剩余氣體為，剩余氣體為_O2NO3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 2NO + O2 = 2NO2 2+得：得： 第16頁/共36頁 若將若將NO和和O2同時通入水中，反應是什么？結論又是怎樣的同時通入水中，反應是什么？結論又是怎樣的?3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 2NO + O2 = 2NO2 同理同理3+2得：得：4NO+3O2+2H2O=4HNO3V(NO):V(O2)= 4:3，恰好完全反應，無氣體剩余，恰好完全反應，無氣體剩余 4:3，剩余氣體為，剩余氣體為_O2NO第17頁/共36頁二、氮氧化物

10、對環(huán)境的污染與防治二、氮氧化物對環(huán)境的污染與防治氮氧化物對環(huán)境的污染氮氧化物對環(huán)境的污染（1 1）酸雨（硝酸型酸雨）酸雨（硝酸型酸雨）（3 3）光化學煙霧光化學煙霧 臭氧臭氧+ +碳氫化合物碳氫化合物光化學煙霧光化學煙霧（2 2）對臭氧層的破壞）對臭氧層的破壞3O2 2O3NO1.氮氧化物對環(huán)境有哪些危害？氮氧化物對環(huán)境有哪些危害？第18頁/共36頁.酸雨的危害酸雨的危害第19頁/共36頁臭氧層破壞臭氧層破壞O3 O2NO第20頁/共36頁 臭氧臭氧+ +碳氫化合物碳氫化合物光化學煙霧光化學煙霧3O2 2O3NO2洛杉磯光化學煙霧洛杉磯光化學煙霧第21頁/共36頁第22頁/共36頁 氮氧化物對

11、環(huán)境的污染氮氧化物對環(huán)境的污染第23頁/共36頁2氮氧化物對環(huán)境污染的防治氮氧化物對環(huán)境污染的防治（1 1）來源：）來源：（2 2）防治：）防治：氮氧化物主要來源于氮氧化物主要來源于汽車尾氣、汽車尾氣、工廠廢氣的排放工廠廢氣的排放，氮肥的生產(chǎn)氮肥的生產(chǎn)其中，汽車尾氣是城市大氣中氮其中，汽車尾氣是城市大氣中氮氧化物的主要來源之一。氧化物的主要來源之一。開發(fā)使用潔凈能源；開發(fā)使用潔凈能源；對工廠排放的廢氣進行處理對工廠排放的廢氣進行處理對汽車尾氣進行凈化處理。對汽車尾氣進行凈化處理。第24頁/共36頁 汽車尾氣（含烴類、汽車尾氣（含烴類、CO、NO和和NO2等）是城市主要污染源之一，治理的辦法等）

12、是城市主要污染源之一，治理的辦法之一是在汽車排氣管裝上催化轉化器，使之一是在汽車排氣管裝上催化轉化器，使NO或或NO2與與CO反應生成可參與大氣生態(tài)反應生成可參與大氣生態(tài)循環(huán)的無毒氣體，請用相應的化學方程式循環(huán)的無毒氣體，請用相應的化學方程式來表示：來表示：2CO+2NO = 2CO2+N24CO+2NO2 = 4CO2+N2催化劑催化劑催化劑催化劑第25頁/共36頁東京展出富士重工電動汽車概念車東京展出富士重工電動汽車概念車R1e 第26頁/共36頁19981998年諾貝爾獎獲得者伊格納羅年諾貝爾獎獲得者伊格納羅發(fā)現(xiàn)一氧化氮發(fā)現(xiàn)一氧化氮(NO)是人體內(nèi)是人體內(nèi)保護機體抵抗保護機體抵抗心血管疾

13、病與心血管疾病與其他疾病的信其他疾病的信號分子號分子第27頁/共36頁第28頁/共36頁+l +2 +3 +4 +4 +5N N2 2O O、NONO、N N2 2O O3 3、NONO2 2、N N2 2O O4 4、N N2 2O O5 5 N2O3是HNO2的酸酐 N2O5是HNO3的酸酐知識拓展知識拓展 第29頁/共36頁小結：小結：二氧化氮和一氧化氮二氧化氮和一氧化氮1、NO的生成及與的生成及與NO2轉化轉化N2+O2 2NO2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO2、二氧化氮物理性質：、二氧化氮物理性質：紅棕色刺激性紅棕色刺激性氣味有毒氣體，密度比空氣大，易液化氣味

14、有毒氣體，密度比空氣大，易液化，易溶與水。，易溶與水。3、4NO2+2H2O+O2=4HNO3 4NO+2H2O+3O2=4HNO3第30頁/共36頁小結：小結： 1 1、氮氣（、氮氣（N N2 2）的化學性質：）的化學性質： 2NO ON22放電232NMg 3MgN點燃2 2、氮的氧化物的化學性質：、氮的氧化物的化學性質： 222NOO2NONO2HNOOH3NO32232224HNOOH2O4NO3224HNOOH2O34NO第31頁/共36頁實驗現(xiàn)象：開始實驗現(xiàn)象：開始-5min 無色無色 5min-10min 淺紅色淺紅色 10min15min 紅棕色紅棕色 20min 顏色更深顏色

15、更深 N N2 2 + O + O2 2 2NO ( 2NO (無色無色) ) 放電放電 2NO + O2NO + O2 2 = 2NO = 2NO2 2 ( (紅棕色紅棕色) ) 3NO3NO2 2 + H + H2 2O = 2HNOO = 2HNO3 3 + NO + NO 相關反應相關反應: 放電放電N2NONO2HNO3NO3鹽鹽O2水水礦物質礦物質O2雷雨天氮的循環(huán)雷雨天氮的循環(huán):第32頁/共36頁豐收的田野豐收的田野與與快樂的農(nóng)民快樂的農(nóng)民第33頁/共36頁 NO NO、NONO2 2和和O O2 2溶于水的情況溶于水的情況4NO2+2H2O+O2=4HNO3(2)NO2 和和 O2 混和氣體溶于水的反應混和氣體溶于水的反應(1) NO2