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类型2018-2019学年苏教版必修1 专题4第2单元 生产生活中的含氮化合物(第1课时) 学案.doc

  • 上传人:weiwoduzun
  • 文档编号:4980113
  • 上传时间:2019-01-27
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    2018-2019学年苏教版必修1 专题4第2单元 生产生活中的含氮化合物(第1课时) 学案.doc
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    1、第 2 单元 生产生活中的含氮化合物第 1 课时 氮氧化物的产生及转化学习目标:1.了解氮氧化物产生的反应原理及应用。(重点)2.了解 NO、NO2的性质及应用。( 重难点)3.了解氮氧化物的污染与防治。自 主 预 习探 新 知1氮元素的存在大部分氮元素以游离态(N 2)存在于空气中,少数氮元素以 化合态存在于铵盐、硝酸盐和蛋白质中。2化合态氮的形成(1)少数植物将 N2 转化为化合态的氮,如植物的根瘤菌。(2)“雷雨发庄稼 ”形成化合态的氮的反应过程。放电或高温条件下,空气中的 N2 与 O2 反应的方程式N2O 2 2NO。= = = = =放 电 NO 在空气中易被 O2 氧化为 NO2

    2、,化学方程式为 2NOO 2=2NO2。NO 2 与 H2O 易反应生成 HNO3 和 NO,化学方程式为3NO2H 2O=2HNO3NO 。雨水中的 HNO3 渗入土壤中与矿物质作用生成硝酸盐,其中 NO 被植物 3的根系吸收,转化为植物生长所需的养料。3N 2、NO、NO 2 的物理性质N2 NO NO2色态 无色气体 无色气体 红棕色气体气味 无味 无味 有刺激性气味密度 比空气的略小 比空气的略小 比空气的大溶解性 难溶 微溶 与水反应毒性 无毒 有毒 有毒4氮的氧化物对环境的污染(1)氮氧化物的来源:氮肥的生产、金属的冶炼和汽车等交通工具的使用等,会产生大量的氮氧化物,火山爆发、雷鸣

    3、电闪等也会将氮气转化为氮氧化物。(2)光化学烟雾的形成:空气中的 NO2 不但能形成酸雨,在日光照射下,NO2 还能使氧气经过复杂的反应生成臭氧(O 3),臭氧 与空气中的一些碳氢化合物发生作用后,产生了一种有毒的烟雾,人们称之为光化学烟雾。光化学烟雾对人体的健康、植物的生长都有很大的影响。(3)氮氧化物污染的防治:使用洁净能源;为汽车安装尾气转化装置,将汽车尾气中的一氧化碳和一氧化氮转化成二氧化碳和氮气;对生产氮肥、硝酸的工厂排放的废气进行处理。基础自测1判断正误(正确的打“” ,错误的打“”)(1)空气中 N2 的体积分数约为 78%。( )(2)N2 在高温条件下与 O2 发生反应生成

    4、NO。( )(3)自然界中只存在游离态的氮元素,不存在化合态的氮元素。( )(4)NO 在空气中易转化为红棕色 NO2。( )(5)NO2 与 H2O 的反应,NO 2 只作氧化剂。( )(6)空气质量日报报道的大气污染物包括 CO2、SO 2、氮氧化物、固体悬浮颗粒。( )【答案】 (1) (2) (3) (4) (5) (6)2NO x是汽车尾气中的主要污染物之一。(1)NOx能形成酸雨,写出 NO2 转化为 HNO3 的化学方程式:_。(2)在汽车尾气系统中安装催化转化器,可有效降低 NOx的排放。当尾气中空气不足时,NO x在催化转化器中被还原成 N2 排出。写出 NO 被 CO 还原

    5、的化学方程式:_。【答案】 (1)3NO 2H 2O=2HNO3NO(2)2NO2CO N22CO 2= = = = =催 化 剂 合 作 探 究攻 重 难NO、NO 2 的主要性质探究思考交流(1)二氧化氮溶于水和 NaOH 溶液的实验如图所示,据图回答下列问题:图 1 图 2 图 3图 1 实验试管内气体的颜色慢慢变为_色,水面_,最后静止在距试管底部的_处。图 2 实验把充满 NO2 的试管倒立水中,试管内水面上升且液面不变后,再通入氧气,最后试管_液体。图 3 实验试管内液面_,最后试管_液体。【提示】 无 上升 全部充满 上升 全部充满13(2)将 NO2 和 O2 的混合气体充满试

    6、管,倒置于水中。若试管充满液体,则NO2 与 O2 的体积比为多少?_。【提示】 V(NO 2)V(O 2)41氮的氧化物溶于水的有关数量关系(1)相关反应原理3NO2H 2O=2HNO3NO 2NOO 2=2NO2 由方程式2得:4NO2O 22H 2O=4HNO3 由方程式23 得:4NO3O 22H 2O=4HNO3 (2)氮氧化物溶于水的不同情况及剩余气体NO 2 与 O2 的混合气体溶于水(反应)。当 V(NO2)V(O 2)Error!NO 与 O2 的混合气体溶于水(反应)。当 V(NO)V(O 2)Error!注意:氮的氧化物或氮的氧化物与 O2 的混合气体溶于水 时,剩余的气

    7、体可能是 O2,也可能是 NO,但不可能是 NO2,因为 NO2 会与水反应又生成 NO。对点训练1最新的病毒学研究证实,一氧化氮对 SARS 病毒有直接抑制作用。下列关于一氧化氮和二氧化氮的叙述正确的是( )A一氧化氮是一种红棕色气体B常温常压下,一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合C一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到D二氧化氮与 H2O 反应中氧化剂与还原剂的质量比为 11C A 项, NO 为无色气体;B 项,常温下 NO 易被氧气氧化; D 项,根据3NO2H 2O=2HNO3NO 可知氧化剂与还原剂均 为 NO2,二者质量比为 12。2如图所示,室温下向盛有 3.0 mL

    8、NO 的试管中缓缓通入 1.5 mL O2(所有气体均在标准状况下测定)。试回答下列问题:(1)写出观察到的现象(可不写满,也可补充) :_;_;_。(2)最终试管中剩余的气体是_,体积为_。【解析】 (1)通入的 O2 与 NO 发生反应: 2NO O2=2NO2,所以看到有红棕色气体生成。生成的 NO2 溶于水:3NO 2H 2O=2HNO3NO,两反应的总反应方程式为 4NO3O 22H 2O=4HNO3,气体消耗,又会看到液面上升。V(NO)V (O2)43,故最后 NO 气体剩余, 为无色气体。 (2)1.5 mL O2 全部参加反应,反应的 NO 为 V(NO)V (O2) 1.5

    9、 43mL 2.0 mL,由 NO 总体积为 3.0 mL 可得剩余 NO 气体为 1.0 mL。43【答案】 (1)试管内气体变为红棕色 试管内液面升高 最后试管内剩余无色气体(2)NO 1.0 mL常见的环境污染与保护1氮氧化物对环境的影响(1)硝酸型酸雨的形成:N2、O2 NO NO2 HNO3 放 电 O2 H2O (2)光化学烟雾 的形成:汽车尾气排放的 NO 被空气中的氧气氧化 为 NO2;在日光照射下,NO 2 与 O2经过复杂的反应生成臭氧;臭氧与空气中的一些碳氢化合物发生作用后,形成光化学烟雾。(3)氮氧化物对 臭氧层的破坏:飞机尾气中的氮氧化物(NO 和 NO2)对臭氧层(

    10、 含 O3 和 O)破坏的反应简单表示为:O3NO= =O2NO 2;O NO2=NOO 2在低空,氮氧化物是空气中氧气转化为臭氧的催化剂,造成臭氧污染;在高空,氮氧化物是臭氧转化为氧气的催化剂,破坏臭氧层。2常见其他环境污染(1)温室效应 主要是由大气中 CO2 含量的不断增加造成的;会使全球气候变暖。(2)白色污染 形成原因是聚乙烯塑料的大量使用,随意丢弃;会破坏土壤结构和生态环境。(3)赤潮和水华 形成原因是生活污水、农业废水和某些工业废水的任意排放,使水体中的 N、P 等植物营养成分大量富集, 导 致藻类过度繁殖,鱼类死亡,水质恶化,若发生在淡水中称 为“水华” ,发生在海水中称为“赤

    11、潮” 。(4)水俣病 含汞的工业废水引起的水体污染,可使鱼类中毒,人食用中毒后的鱼会造成人体汞中毒。对点训练3 “保护环境,就是保护人类自己” 。下列环境问题与产生的主要原因不相符的是( )“臭氧空洞”主要是大量使用氟氯代烃等引起的“光化学烟雾”主要是由 NO2 等引起的“酸雨”主要是由空气中 CO2 浓度增大引起的“白色污染”主要是由聚乙烯塑料等引起的“厄尔尼诺”现象是由空气中 CO2 浓度增大引起的“温室效应”主要是由空气中 CO2 浓度增大引起的“赤潮”主要是由水体中 P、N 等元素过量引起的A只有 B只有C全部 D只有D “ 保护环境,就是保护人类自己”,环境问题已越来越引起社会的关注

    12、,了解一些环境问题产生的主要原因,才能提出合理的治理方案。 “臭氧空洞”主要是氟氯代烃引起的,而 NOx对 “臭氧空洞”的形成也有一定作用;光化学烟雾主要是NOx引起的; “酸雨”的形成主要是 SO2 及 NOx引起的,故 不正确;“白色污染”是指聚乙烯塑料引起的污染;空气中 CO2浓度增大,引起“温室效应”, “厄尔尼诺”也由此而起;“赤潮 ”“水华”则是水体中由 N、P 等营养元素的过量引起的。综上所述,正确答案为 D。4光化学烟雾形成的化学过程是:当汽车尾气产生的 NO2 在日光照射下分解成 NO 和 O 时,即开始光化学烟雾的循环,不断地产生 O3,这个循环包括下列三个化学方程式,请补

    13、充化学方程式:(1)NO 2=NOO,_,OO 2=O3。(2)以上三个化学方程式的总反应式:_。【解析】 (1)题目明确指出:光化学烟雾的循环过程包括三个化学反应。由此可推断:反应NO 2=NOO 中的生成物 NO 是反应中的反应物。若要反应O O 2=O3 不断地发生,就需要反应不断产生 O,故反应的生成物必定是 NO2,否则无法实现“循环过程” ,反 应 为 2NOO 2=2NO2。(2)叠加、 、三个化学方程式,即得结果:3O 2=2O3。【答案】 (1)2NO O 2=2NO2(2)3O2=2O3当 堂 达 标固 双 基1以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是( )

    14、选项 氧化物 环境问题 主要来源A CO2 破坏臭氧层 化石燃料的燃烧B SO2 温室效应 汽车尾气的排放C NO2 光化学烟雾 工厂废气的排放D CO 酸雨汽车尾气和化石燃料的不完全燃烧C CO 2 温室效应;SO 2、NO2 酸雨;NO 2 光化学烟雾。2下列有关氮气的叙述中,错误的是( )A镁在空气中燃烧除生成氧化镁外还生成氮化镁B在雷雨天,空气中的 N2 和 O2 可反应生成 NOC氮气既可作氧化剂又可作还原剂D任何植物都不可能将游离态的氮转化为化合态的氮D 豆 类植物的根瘤菌可直接将 N2转化为化合态的氮。3运载火箭的推进剂引燃后,尾部喷出大量高温气体。该气体主要成分是CO2、 H2

    15、O、N 2、NO 等,在发射现场可看到火箭尾部产生大量红棕色气体,其原因是( )A高温下 N2 遇空气生成 NO2BNO 遇空气生成 NO2 CCO 2 与 NO 反应生成 CO 和 NO2DNO 与 H2O 反应生成 H2 和 NO2 B NO 遇到 O2 生成红棕色的 NO2,B 项正确。 4在相同状况下,将下列四种混合气体:体积比为 31 的 HCl 和 N2 体积比为 11 的 NO2 和 N2 体积比为 11 的 NO2 和 O2 体积比为41 的 NO2 和 O2,分别置于相同的四支试管中并倒置于水槽中,充分反应后液面上升高度分别为 h1、h 2、h 3、h 4,下列关系正确的是(

    16、 )Ah 1h2h3h4 Bh 4h3h2h1Ch 4h1h3h2 Dh 2h3h1h4C HCl 极易溶于水,试管中剩余气体占试管体积为 1/4;体积比为 11的 NO2 和 N2,在试管中发 生如下反应:3NO 2H 2O=2HNO3NO,剩余气体占试管体积为 ;体积比为 11 的 NO2 和 O2,发生如下反应:12 12 13 234NO22H 2OO 2=4HNO3,剩余气体占试管体积为 ;体积比为12 (1 14) 3841 的 NO2 和 O2 溶于水恰好完全反 应,试管中无气体剩余。故 h4h1h3h2。5将装有 50 mL NO2、NO 混合气体的量筒倒立于水槽中,反应后气体体积缩小为 30 mL,则原混合气体中 NO2 和 NO 的体积比是_,发生反应的化学方程式为_,此反应中氧化剂是_,还原剂是_。【解析】 3NO 2H 2O=2HNO3NO V3 mL 2 mLV(NO2) (5030)mLV(NO2) 30 mL,V(NO)20 mL。3 mL50 30mL2 mL【答案】 32 3NO 2H 2O=2HNO3NO NO 2 NO 2

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