公開課氮氧化物的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)化

公開課氮氧化物的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)化第一頁，共二十七頁，2022年，8月28日

氮元素的重要作用２．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)作物生長的必需元素一些含氮化合物可作為航天飛機的燃料１．是生命物質(zhì)的重要組成元素第二頁，共二十七頁，2022年，8月28日葉綠素a為什么植物不能直接利用氮氣呢？N第三頁，共二十七頁，2022年，8月28日氮氣的物理性質(zhì)N2:是無色無味密度比空氣稍小，熔（-209.9）、沸點低（-195.8），難溶于水（1:0.02）的氣體氮分子的結(jié)構(gòu)N≡N2、電子式：3、

結(jié)構(gòu)式：1、化學(xué)式N2NN第四頁，共二十七頁，2022年，8月28日

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氣轉(zhuǎn)變?yōu)榘?。第五頁，共二十七頁?022年，8月28日氮氣的化學(xué)性質(zhì)（穩(wěn)定，很難與其他物質(zhì)反應(yīng)）3.氮氣跟氫氣的反應(yīng)（合成氨）N2+3H22NH3（工業(yè)合成氨）高溫、高壓催化劑2.氮氣跟氧氣的反應(yīng)N2＋O22NO放電1.氮氣跟某些金屬的反應(yīng)Mg3N2N2＋3Mg點燃第六頁，共二十七頁，2022年，8月28日合成氨工業(yè)20世紀初，經(jīng)過德國化學(xué)家哈伯、波施等科學(xué)家的不懈努力，成功地開發(fā)了合成氨的生產(chǎn)工藝。從此，人類能為植物的生成提供足夠的氮肥，緩解了地球上有限的耕地資源與龐大的糧食需求之間的矛盾。哈伯（F.Haber1868—1934）工業(yè)固氮第七頁，共二十七頁，2022年，8月28日自然界的固氮第八頁，共二十七頁，2022年，8月28日

請同學(xué)們用簡單的化學(xué)方程式來解釋剛才的現(xiàn)象。（無色）2NO+O2=2NO2（紅棕色）3NO2+H2O

=

2HNO3

+

NO硝酸硝酸鹽雷雨發(fā)莊稼

N2＋O22NO放電第九頁，共二十七頁，2022年，8月28日一氧化氮（NO）（1）物理性質(zhì)：

NO：無色、無味的難溶于水的有毒氣體。（2）化學(xué)性質(zhì)

（3）用途：＋4＋20－2得2×2e－失2×2e－第十頁，共二十七頁，2022年，8月28日一氧化氮(nitric

oxide,

NO)是人們熟知的無機小分子化合物，它留給人們的印象僅與硝酸類炸藥相關(guān)，誰能想到它可以在體內(nèi)產(chǎn)生化學(xué)作用，為人類健康帶來福祉呢？然而，當1998年三位美國科學(xué)家由于發(fā)現(xiàn)一氧化氮作為人體中一種重要信號分子而獲得諾貝爾生理、醫(yī)學(xué)獎之后，人們才逐漸相信，一氧化氮是身體中對健康最重要的化學(xué)分子之一。近年來發(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氮原子和一個氧原子組成的一氧化氮時，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?shù)诙攀梗?，這古老的化合物被美國的Science雜志評為年度明星分子。榮耀一氧化氮第十一頁，共二十七頁，2022年，8月28日1998年諾貝爾獎獲得者路伊格納洛發(fā)現(xiàn)一氧化氮(NO)是人體內(nèi)保護機體抵抗心血管疾病與其他疾病的信號分子第十二頁，共二十七頁，2022年，8月28日二氧化氮（NO2）（1）物理性質(zhì)：NO2：紅棕色、有刺激性氣味的易溶于水的有毒氣體（2）化學(xué)性質(zhì): 得1×2e－失2×1e－＋4＋5＋2第十三頁，共二十七頁，2022年，8月28日現(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？能否顛倒過來？2、如何除去NO中NO2

？混合氣通過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第十四頁，共二十七頁，2022年，8月28日1、如何區(qū)分NO2

和Br2

蒸汽？

答案：（1）水溶法：NO2

形成無色溶液，Br2

形成黃色溶液（溴水）。（2）硝酸銀法：NO2

無現(xiàn)象，Br2

生成淡黃色沉淀。（3）有機溶劑法：NO2

不變色，Br2

形成橙色溶液。

[思考]第十五頁，共二十七頁，2022年，8月28日探究實驗：1、將充滿NO2

的試管倒置于水槽中2、到液面不再上升時用導(dǎo)管通入O2

，觀察現(xiàn)象

紅棕色氣體消失，水位上升，最后水充滿試管2/3，無色氣體充滿試管的1/3（上部）試管內(nèi)水位上升，直至整個試管充滿水3NO2+H2O==2HNO3+NO4NO2+O2+2H2O=4HNO3第十六頁，共二十七頁，2022年，8月28日將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4NO2+2H2O+O2=4HNO3第十七頁，共二十七頁，2022年，8月28日實驗：充滿NO的試管倒置于水槽中，并通入O2

，能觀察到什么現(xiàn)象呢？

4NO+3O2+2H2O=4HNO3第十八頁，共二十七頁，2022年，8月28日氮的其他氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5無色紅棕色無色N2O俗名笑氣，是一種麻醉劑；

N2O3是亞硝酸（HNO2）的酸酐；

N2O4

是無色氣體；

N2O5是硝酸的酸酐，是一種白色固體。第十九頁，共二十七頁，2022年，8月28日三、氮氧化物對環(huán)境的污染與防治１．氮氧化物對環(huán)境的污染（1）酸雨（3）光化學(xué)煙霧臭氧+碳氫化合物?光化學(xué)煙霧（2）對臭氧層的破壞硝酸型酸雨第二十頁，共二十七頁，2022年，8月28日2．氮氧化物對環(huán)境污染的防治（1）來源：（2）防治：氮氧化物主要來源于化石燃料的燃燒，汽車尾氣、工廠廢氣的排放，其中，汽車尾氣是城市大氣中氮氧化物的主要來源之一。①開發(fā)使用潔凈能源；②對工廠排放的廢氣進行處理③對汽車尾氣進行凈化處理。第二十一頁，共二十七頁，2022年，8月28日【目標檢測】

1.常溫常壓下，下列氣體不能共存的是

A．SO2與O2B．NO2與NO C．O2與N2D．NO與O22．下列氣體溶解于水，沒有發(fā)生氧化還原反應(yīng)的是

A．SO2溶解于水 B．NO2溶解于水

C．CO2溶解于水 D．Cl2溶解于水DAC第二十二頁，共二十七頁，2022年，8月28日3、某無色混合氣體中可能含有Cl2

、O2

、

SO2

、NO、NO2

中的兩種或多種氣體?，F(xiàn)將此混合氣體通過品紅溶液后，品紅溶液褪色，把剩余氣體排入空氣中，很快變?yōu)榧t棕色。對于原混合氣體成分的判斷中正確的是

A．

肯定有SO2

和NOB．

肯定沒有Cl2

、O2和NO2

C．

可能有Cl2和O2

D．

肯定只有NOAB第二十三頁，共二十七頁，2022年，8月28日4、選用下列物質(zhì)填空（填序號）①二氧化碳②二氧化硫③氮氧化物⑴會破壞臭氧層的物質(zhì)是＿＿＿＿＿⑵導(dǎo)致光化學(xué)煙霧的物質(zhì)是＿＿＿＿⑶造成酸雨的物質(zhì)是＿＿＿＿＿＿＿

5、盛有NO和NO2的混合氣體的量筒倒立在盛有水的水槽中，過一段時間后，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

B③③②③第二十四頁，共二十七頁，2022年，8月28日

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+6H2O第二十五頁，共二十七頁，2022年，8月28日東京展出富士重工電動汽車概念車R1e

第二十六頁，共二十七