高中化學(xué) 第四章 第三節(jié) 硫和氮的氧化物（第2課時(shí)）學(xué)案 新人教版必修1-新人教版高一必修1化學(xué)學(xué)案

硫和氮的氧化物（第2課時(shí)）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.了解NO、NO2的主要性質(zhì)和危害。2.掌握NO、NO2、O2溶于水的簡(jiǎn)單計(jì)算方法?！緦W(xué)習(xí)過(guò)程】氮元素是作物體內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸和葉綠素的重要成分，氮肥能促使作物的莖葉生長(zhǎng)茂盛，葉色濃綠．蠶豆、大豆等豆科植物和苜蓿等的根部有根瘤菌，能把空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)變成氨作為養(yǎng)料吸收，是植物生長(zhǎng)發(fā)育的基本條件之一，推動(dòng)著自然界周而復(fù)始的氮循環(huán)，保持著生態(tài)平衡，使生命得以延續(xù)。當(dāng)然現(xiàn)代農(nóng)業(yè)并不單純僅僅靠等待大自然的恩賜。1.氮?dú)猓海?）氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì)：無(wú)色無(wú)味氣體，難溶于水，與空氣密度相近。（2）氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)：氮?dú)鈱儆陔p原子分子，兩個(gè)氮原子之間的作用非常強(qiáng)。因此，氮?dú)夥肿臃€(wěn)定，化學(xué)性質(zhì)不活潑，但要注意，N2一旦吸收能量變?yōu)镹原子則性質(zhì)較活潑。在高溫或放電時(shí)可與某些物質(zhì)反應(yīng)，N表現(xiàn)為既有氧化性，又有還原性。①還原性：在放電條件下，氮?dú)飧鯕饽苤苯踊仙蔁o(wú)色的一氧化氮（NO）?；瘜W(xué)方程式為：N2+O22NO②氧化性：N2與H2反應(yīng)是工業(yè)上合成氨的反應(yīng)原理，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。在該反應(yīng)中，N2表現(xiàn)出氧化性?；瘜W(xué)方程式為：N2＋3H22NH3（3）氮的固定：將空氣中游離的氮轉(zhuǎn)變成氮的化合物的方法叫做氮的固定。2.一氧化氮和二氧化氮：氮元素有五種正化合價(jià)+1、+2、+3、+4、+5，有六種氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5。（1）物理性質(zhì)：物質(zhì)顏色狀態(tài)氣味密度溶解性毒性NO無(wú)色氣體無(wú)味與空氣接近不溶于水有毒NO2紅棕色氣體刺激性比空氣大易溶于水有毒溫馨提示：NO分子因污染空氣而臭名昭著。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)少量的NO在生物體內(nèi)許多組織中存在，它有擴(kuò)張血管、免疫，增強(qiáng)記憶的功能，而成為當(dāng)前生命科學(xué)的研究熱點(diǎn)，NO亦稱(chēng)為“明星分子”。（2）化學(xué)性質(zhì)：①NO在常溫下易與空氣中的氧氣結(jié)合：2NO＋O2=2NO2(NO表現(xiàn)還原性)。②NO2溶于水時(shí)生成HNO3和NO：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(工業(yè)生產(chǎn)硝酸)。實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論試管內(nèi)氣體顏色慢慢變?yōu)闊o(wú)色，水面不斷上升，最后靜止在距試管底部約1/3處NO2不能全部被水吸收，有無(wú)色氣體NO生成把充滿(mǎn)NO2的試管倒立水中，再通入O2水面不斷上升，最后試管內(nèi)無(wú)色氣體約為原NO2體積的1/3，通入適量O2后液面繼續(xù)上升，最后試管全部充滿(mǎn)液體NO2溶于水生成的NO全部與O2反應(yīng)被水吸收水面不斷上升，最后試管全部充滿(mǎn)液體NO2可被NaOH溶液全部吸收①二氧化氮溶于水反應(yīng)的化學(xué)方程式是3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量比是1∶2。②水吸收NO2制硝酸的原理：3NO2＋H2O2HNO3＋NO2NO＋O22NO24NO2＋O2＋2H2O4HNO3③二氧化氮溶于氫氧化鈉溶液的化學(xué)方程式：2NO2＋2NaOHNaNO2＋NaNO3＋H2O3.氮的氧化物溶于水的計(jì)算：（1）NO2或NO2與N2(非O2)的混合氣體溶于水時(shí)，可根據(jù)反應(yīng)：3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO，利用氣體體積的變化差值進(jìn)行計(jì)算。（2）NO2和O2的混合氣體溶于水時(shí)，根據(jù)反應(yīng)：4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3計(jì)算。V(NO2)：V(O2)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(＝41，恰好完全反應(yīng),>41，NO2過(guò)量，剩余NO,<41，O2過(guò)量，剩余O2))（3）NO和O2同時(shí)通入水中時(shí)，此時(shí)的反應(yīng)為：4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3計(jì)算。V(NO)：V(O2)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(＝43，恰好完全反應(yīng),>43，剩余NO,<43，剩余O2))溫馨提示：氮的氧化物與O2混合通入水中，剩余氣體可能是NO或O2，不可能是NO2，因?yàn)檫^(guò)量的NO2會(huì)與水反應(yīng)生成NO，且形成溶液中的溶質(zhì)為HNO3。【當(dāng)堂檢測(cè)】1.最新的病毒學(xué)研究證實(shí)，一氧化氮對(duì)SARS病毒有直接抑制作用。下列關(guān)于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．常溫常壓下，一氧化氮不能與空氣中的氧氣直接化合C．一氧化氮可由氮?dú)夂脱鯕庠诜烹姉l件下直接化合得到D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集2.四支試管中分別充滿(mǎn)NO、SO2、NO2、Cl2中的一種，把它們分別倒立于盛有水的水槽中，充分放置后的現(xiàn)象如下圖所示．其中原試管充滿(mǎn)NO2的是()3.無(wú)色的混合氣體甲，可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的幾種，將100mL甲氣體經(jīng)過(guò)下圖實(shí)驗(yàn)的處理，結(jié)果得到酸性溶液，而幾乎無(wú)氣體剩余，則甲氣體的組成為()A．NH3、NO2、N2 B．NH3、NO、CO2C．NH3、NO2、CO2D．NO、CO2、N24.在容積為672mL的燒瓶里充滿(mǎn)NO、NO2的混合氣體，將其倒立在水槽里，去塞后再通入280mL氧氣，恰好完全反應(yīng)，且水充滿(mǎn)燒瓶(氣體體積都已折合為標(biāo)準(zhǔn)狀況)，下列有關(guān)敘述中，正確的是()A．總反應(yīng)為NO＋NO2＋O2＋H2O=2HNO3B．總反應(yīng)為4NO＋8NO2＋5O2＋6H2O=12HNO3C．生成硝酸的物質(zhì)的量濃度接近0.03mol/LD．生成硝酸的物質(zhì)的量濃度約為0.45mol/L5.NO分子因污染空氣而臭名昭著，近年來(lái)，發(fā)現(xiàn)少量的NO在生物體內(nèi)許多組織中存在，它有擴(kuò)張血管、免疫、增強(qiáng)記憶的功能，而成為當(dāng)前生命科學(xué)的研究熱點(diǎn)，NO亦被稱(chēng)為“明星分子”。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)NO的危害在于________(填編號(hào))。A．破壞臭氧層B．高溫下能使一些金屬氧化C．造成酸雨D．與人體血紅蛋白結(jié)合(2)在常溫下，把NO氣體壓縮到1.01×108Pa，在一個(gè)體積固定的容器里加熱到50℃，發(fā)現(xiàn)氣體的壓力迅速下降，壓力降至略小于原壓力eq\f(2,3)就不再改變，已知其中一種產(chǎn)物為N2O，寫(xiě)出上述變化的化學(xué)方程式____________________________________。(3)氟利昂(如CCl2F2)可在光的作用下分解，產(chǎn)生氯原子，氯原子會(huì)對(duì)臭氧層產(chǎn)生長(zhǎng)久的破壞作用(臭氧的分子式為O3)。有關(guān)反應(yīng)如下：O3eq\o(,\s\up11(光),\s\do4(光))O2＋O；Cl＋O3→ClO＋O2；ClO＋O→Cl＋O2；總反應(yīng)：2O3→3O2。在上述臭氧變成氧氣的反應(yīng)過(guò)程中，Cl是________。答案與解析題號(hào)答案解析1DNO是一種無(wú)色難溶于水的氣體，可以用排水法收集．常溫常壓下，NO容易與氧氣直接化合生成NO22B根據(jù)化學(xué)方程式3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，剩余氣體是反應(yīng)前的eq\f(1,3)，故B項(xiàng)正確，NO不溶于水，對(duì)應(yīng)D項(xiàng)；SO2在水中的溶解度為1體積水溶解40體積SO2，對(duì)應(yīng)A項(xiàng)；Cl2對(duì)應(yīng)C項(xiàng)3B因?yàn)锳、C中的NO2是紅棕色氣體．最終幾乎無(wú)氣體剩余，原氣體不可能含有N2，排除D.B正確，其中NH3被足量的濃硫酸吸收，余下NO、CO2通過(guò)足量的Na2O2時(shí)，CO2與Na2O2反應(yīng)生成氧氣，氧氣與NO生成紅棕色的NO2，氧氣過(guò)量，再通入到水中時(shí)4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，得到硝酸溶液，最終幾乎無(wú)氣體剩余4B設(shè)NO2的體積為x，NO的體積為y，則：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3xeq\f(x,4)4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3yeq\f(3,4)yeq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＋y＝672mL,\f(x,4)＋\f(3,4)y＝280mL))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＝448mL,y＝224mL)).故參加反應(yīng)的NO2與NO的物質(zhì)的量之比為2∶1，則總反應(yīng)為：4NO＋8NO2＋5O2＋6H2O=12HNO3.據(jù)氮元素質(zhì)量守恒可得生成的HNO3為0.03mol，容器內(nèi)充滿(mǎn)液體則硝酸的體積為0.672L，則c(HNO3)＝eq\f(0.03mol,0.672L)＝0.045mol/L5(1)ACD(2)Cu＋＋NOeq\o\al(－,2)＋2H＋=Cu2＋＋NO↑＋H2O(3)3NON2O＋NO2(4)催化劑(1)NO氣體在破壞臭氧層的過(guò)程中起催化作用；NO能與人體血