二氧化氮、一氧化氮及大气污染【新人教版】【课件】.ppt

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,在新疆和青海两省区交界处，有一狭长山谷，每当牧民和牲畜进入后，风和日丽的晴天顷刻间电闪雷鸣，人、畜遭雷击而倒毙。奇怪的是这里牧草茂盛，四季常青，被当地牧民称为,“,魔鬼谷,”,。报载：最近地区工作者揭开了,“,魔鬼谷,”,之谜,该地地表浅层处有一巨大磁铁矿，当人畜进入后形成尖端而放电。你知道,“,魔鬼谷,”,牧草茂盛，四季常青的原因吗？,提示：,N,2,O,2,=2NO,2NO,O,2,=2NO,2,3NO,2,H,2,O=2HNO,3,NO,梳理导引,1,NO,的物理性质：,_,；,NO,2,的物理性质：,_,。用化学方程式表示,NO,的形成,_,；,NO_,与,O,2,共存,(,填,“,能,”,或,“,不能,”,),，因为,_,。将盛满,NO,2,气体的试管倒置在盛有水的水槽中，试管中水面上升到试管容积的,_,，该反应的化学方程式为,_,。,2,SO,2,、,NO,2,对空气的污染：,SO,2,产生的途径,_,；,NO,x,是,_,的主要成分之一，此外，还含有,_,、,_,、,_,和,_,等。,SO,2,和,NO,2,是主要的大气污染物，对人体的危害有,_,；酸雨的危害有,_,。防止空气污染的措施有,_(,任写两条,),。,2,含硫燃料的燃烧，硫的化合物的冶炼汽车尾气,CO,未燃烧的碳氢化合物含铅化合物颗粒物引起呼吸道疾病，严重时使人死亡直接破坏农作物、森林、草原、使土壤、湖泊酸化，加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀改善燃料结构，使用清洁无污染能源，工业废气处理达标后排放等,问题探究,1,雷雨过后庄稼总是更加旺盛，俗称,“,雷雨发庄稼,”,请用所学的化学知识解释原因,提示：,空气中的氮气和氧气在放电下生成一氧化氧，一氧化氮再和氧气反应，生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，硝酸与土壤中矿物作用形成可溶性硝酸盐。成为氮肥被植物吸收。,。,提示：,在,NO,2,的吸收反应过程中可补充一些空气，使生成的,NO,再氧化为,NO,2,，,NO,2,溶于水又生成,HNO,3,和,NO,。经过多次吸收和氧化，,NO,2,可以比较完全地被水吸收，既提高了原料的利用率，又可减少污染物的排放。其反应化学方程式为,4NO,2,O,2,2H,2,O=4HNO,3,，,4NO,3O,2,2H,2,O=4HNO,3,。一,3,现给你一试管,NO,2,，其他药品和仪器自选。,请你设计实验，要尽可能多地使二氧化氮被水吸收。,实验步骤,现象,解释,(,可用化学方程式表示,),(1),(2),(3),提示：,实验步骤,如右图所示，将充满,NO,2,的试管倒立于盛有水的水槽中。,当液面在试管中不再上升时，通过导气管通入少量,O,2,，并停一会儿，等待液面上升。,当液面停止上升，仍有气体剩余，可再通入少量,O,2,，这样反复操作几次，直至液体充满整个试管。,实验现象,充满,NO,2,的试管，倒立于盛有水的水槽中，液体进入试管中，并慢慢上升到试管高度的,2/3,处；试管内气体由红棕色慢慢变为无色，剩余原气体的,1/3,；当通入,O,2,时，气体迅速由无色变红棕色又溶于水，液面继续上升，气体又变为无色，这样反复几次，最终几乎没有气体剩余，液体充满整个试管。,解释及结论,3NO,2,H,2,O=2HNO,3,NO,2NO,O,2,=2NO,2,(,红棕色,),(,无色,)(,无色,)(,红棕色,),总的反应可表示为,4NO,2,O,2,2H,2,O=4HNO,3,细品教材,1,N,2,的性质及用途,(1),物理性质：,N,2,是一种无色无味的气体，难溶于水，在空气中约占其总体积的,78%,，占其总质量的,75%,。,(2),分子结构与化学性质：,N,2,中两个氮原子之间存在强烈的作用。要破坏这种牢固的结合，需要很高的能量。常温下，,N,2,的化学性质很不活泼。但在高温、放电、点燃等条件下，能与,O,2,、,Mg,、,H,2,等发生化学反应。,(3),用途：除了工业上用,N,2,合成氨外，人们还利用,N,2,的不活泼性做保护性气体，如填充灯泡和特殊要求的车辆轮胎、食品防腐、焊接防氧等，还可用于塑料橡胶中的发泡剂，而,N,2,和,O,2,、,He,的混合气可以模拟空气用于深海潜水作业。超导材料在液氮的低温环境下显示超导性能，液氮还作为深度冷冻剂广泛用于各种科学研究。,2,氮的氧化物,(1)NO,2,：红棕色、有刺激性气味的有毒气体，跟水反应：,3NO,2,H,2,O=2HNO,3,NO,，能使湿润的淀粉,KI,试纸变蓝。且有,2NO,2,N,2,O,4,。,温馨提示：,鉴别,Br,2,(,蒸气,),和,NO,2,可用加水振荡或加,AgNO,3,溶液法，也可用有机溶剂苯等鉴别。加,AgNO,3,溶液、,Br,2,(,蒸气,),发生的反应方程式：,Br,2,H,2,O=HBr,HBrO,HBr,AgNO,3,=AgBr,HNO,3,(,浅黄色,),(2)NO,：无色气体，不溶于水，有毒,(,中毒原理与,CO,相同,),，表现还原性，,2NO,O,2,=2NO,2,(,红棕色,),，利用此原理可检验,NO,的存在。,温馨提示：,氮元素有如下五种正化合价：,1,、,2,、,3,、,4,、,5,。六种氧化物：,N,2,O,、,NO,、,N,2,O,3,、,NO,2,、,N,2,O,4,、,N,2,O,5,，除,NO,2,为红棕色气体外，其余均为无色气体，氮的氧化物都有毒，都是大气污染物。,【,答案,】,C,【,点拔,】,此题如果按照过量问题的讨论计算，就会陷入题设圈套之中。应运用原子守恒进行巧解。,【,例,2】,已知，,NO,2,和,Br,2,蒸气都是红棕色气体，且都有强氧化性，则下列试剂或方法中不能将,NO,2,和,Br,2,蒸气区别开的是,(,),A,向两种气体中加入适量水，振荡,B,将两种气体分别通入,AgNO,3,溶液中,C,用湿润的淀粉,KI,试纸检验,D,将两种气体加压、冷却,【,解析,】,NO,2,与水反应生成硝酸和无色气体,NO,，,Br,2,蒸气溶于水形成棕色溶液，,A,能区别；将两种气体分别通入,AgNO,3,溶液中，前者无沉淀生成，后者有浅黄色,AgBr,沉淀生成，,Br,2,H,2,O=HBr,HBrO,，,Ag,Br,=AgBr,，,B,能区别；,NO,2,和,Br,2,蒸气都有强氧化性，都能将,I,氧化成,I,2,，使淀粉变蓝色，,C,不能区别；将两种气体冷却、加压，,NO,2,转变为,N,2,O,4,而颜色变浅，,Br,2,蒸气颜色加深，,D,能区别。,【,答案,】,C,(2009,宁夏理综,7),将,22.4L,某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后，气体体积变为,11.2L(,体积均在相同状态下测定,),，则该氮氧化合物的化学式为,(,),A,NO,2,B,N,2,O,3,C,N,2,O,D,N,2,O,4,【,答案,】,A,【,点拨,】,相同条件下，气体的体积比既为物质的量之比，由题知,NO,x,生成的,N,2,物质的量之比为,21,，设氮氧化合物化学式为,NO,x,NO,x,x,Cu=,x,CuO,N,2,可知,x,1,或,2,均可。,(,根据原子守恒观察得出,),在新疆与青海两省区交界处有一狭长山谷，每当牧民和牲畜进入后，风和日丽的晴天顷刻间电闪雷鸣，狂风大作，人畜皆遭雷击而倒毙。奇怪的是这里的牧草茂盛、四季常青，被当地牧民称为,“,魔鬼谷,”,。,试用化学方程式表示,“,魔鬼谷,”,牧草茂盛、四季常青的原因是,_,。,【,解析,】,阅读本题，必须先剔除看似神奇的无用信息，筛选出有用信息。电闪雷鸣一般伴随降雨过程，同时电闪雷鸣给空气中的,N,2,和,O,2,化合提供了反应条件，生成的,NO,被空气中的,O,2,氧化为,NO,2,，,NO,2,被雨水吸收转化为,HNO,3,，,HNO,3,随雨水降下，给植物施加了氮肥。所以,“,魔鬼谷,”,牧草茂盛、四季常青。,【,点拔,】,在遇到一些实际题目时，应注意审题，把握题目中的有用信息。,细品教材,1,NO,2,或,NO,2,与,N,2,(,非,O,2,),的混合气体溶于水时，可根据反应：,3NO,2,H,2,O=2HNO,3,NO,，利用气体体积的变化差值进行计算。,2,NO,2,和,O,2,的混合气体溶于水时，根据反应：,4NO,2,O,2,2H,2,O=4HNO,3,当,V(NO,2,)V(O,2,),5,电子守恒法,当,NO,2,或,NO,转化为,HNO,3,时要失去电子，若上述两种气体与,O,2,混合，,O,2,得电子，且得失电子数必然相等，这是电子守恒法解答此类题目的依据。,典例精析,【,例,3】,将充满,NO,2,和,O,2,的混合气体,10mL,的量筒，倒立在盛有水的水槽中，充分反应后，最后剩余,1mL,气体，问原混合气体中,NO,2,和,O,2,的体积各是多少？,【,解析,】,NO,2,和,O,2,混合物溶于水后发生如下反应：,4NO,2,O,2,2H,2,O=4HNO,3,当,V(NO,2,),：,V(O,2,),4:1,时恰好反应完全。现剩余,1mL,气体，可能是,O,2,也可能是,NO,，,NO,是发生如下反应,3NO,2,H,2,O=2HNO,3,NO,所生成的，所以有两种可能的情况：,【,答案,】,若,O,2,过量，则,V(NO,2,),7.2mL,，,V(O,2,),2.8mL,；若,NO,2,过量，则,V(NO,2,),8.6mL,，,V(O,2,),1.4mL,。,【,点拔,】,掌握氮的氧化物与,O,2,混合溶于水计算的方程式，进行讨论是解决本题的关键。,【,解析,】,依据总方程式：,4NO,2,O,2,2H,2,O=4HNO,3,来计算。,【,答案,】,C,在容积为,672mL,的烧瓶里充满,NO,、,NO,2,的混合气体，将其倒立在水槽里，去塞后再通入,280mL,氧气，恰好完全反应，且水充满烧瓶,(,气体体积都已折合为标准状况,),，下列有关叙述中，正确的是,(,),A,总反应为,NO,NO,2,O,2,H,2,O=2HNO,3,B,总反应为,4NO,8NO,2,5O,2,6H,2,O=12HNO,3,C,生成,HNO,3,浓度接近,0.03mol,L,1,D,生成,HNO,3,浓度约为,0.45mol,L,1,【,解析,】,由题意,“,水充满烧瓶,”,知气体全部参与反应，无剩余，可结合要点一中方程式,和,，进行计算。,设,NO,2,的体积为,x,，,NO,的体积为,y,，则：,4NO,2,O,2,2H,2,O=4HNO,3,【,答案,】,B,细品教材,1,空气中二氧化硫和二氧化氮的来源,(1)SO,2,的来源：空气中的二氧化硫主要来自化石燃料,(,如煤等,),的燃烧以及含硫矿石,(,如,FeS,2,等,),的冶炼和硫酸、磷肥、纸浆生产等产生的工业废气。,(2)NO,2,的来源：主要来自石油和煤的燃烧产物、汽车尾气、工业制硝酸的废气等。,2,二氧化硫和二氧化氮的危害性,(1),酸雨,大气中硫的氧化物和氮的氧化物随雨水降下就成为酸雨，酸雨的,pH,5.6,。正常的雨水由于溶解,CO,2,形成弱酸,H,2,CO,3,，其,pH,约为,5.6,。,酸雨的危害：酸雨的危害性很大，它使土壤酸化，生态环境遭受破坏，损坏建筑和危害人类健康等。,酸雨的防治：防治酸雨的主要措施有：,A.,提高能源利用率，减少污染气体的排放。,B.,改变能源结构，加速发展无污染能源。,(2),光化学烟雾,NO,、,NO,2,是造成光化学烟雾的主要原因。,3,二氧化硫和二氧化氮的净化和回收,二氧化硫和二氧化氮都是有用的化工原料，但当它们分散到大气中时，就成了难以处理的污染物。因此，工业废气排放到大气中以前，必须回收处理，防止二氧化硫、二氧化氮等污染大气，并充分利用原料。,用碱液吸收：,SO,2,2NH,3,H,2,O=(NH,4,),2,SO,3,H,2,O,SO,2,NaOH=NaHSO,3,(2)NO,、,NO,2,的净化和回收,NO,NO,2,2NaOH=2NaNO,2,H,2,O,2NO,2,2NaOH=NaNO,2,NaNO,3,H,2,O,典例精析,【,例,5】,环境污染已成为人类社会面临的重大威胁，各种污染数不胜数。下列名词与环境污染无关的是,(,),白色垃圾,潮汐,酸雨,光化学烟雾,臭氧空洞,可吸入颗粒物,赤潮,绿色化学,A,B,C,D,【,解析,】,解答本题可从正反两方面搜集关于环境问题的信息，有关环境污染的名词要熟记。,潮汐是自然现象；白色垃圾主要是难降解的白色塑料，会造成土壤污染；酸雨是氮的氧化物和硫的氧化物造成的污染；光化学烟雾是氮的氧化物排放造成的；臭氧空洞由氟氯烃等物质造成；赤潮是水体的富营养化造成的，其危害会造成水中溶解氧减少，导致微生物死亡。,【,答案,】,C,【,例,6】,我国农业因遭受酸雨而造成每年损失高达,15,亿多元。为了有效控制酸雨，目前国务院已批准,酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案,等法规。,(1),现有雨水样品一份，每隔一段时间测定该雨水样品的,pH,，得数据如下：,测试时间,/h,0,1,2,3,4,雨水的,pH,4.73,4.62,4.56,4.55,4.55,分析数据，回答下列问题：,雨水样品的,pH,变化的原因是,(,用化学反应方程式表示,),_,如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合，,pH,将变,_,，原因是,(,用化学反应方程式表示,)_,。,(2),你认为减少酸雨产生的途径可采用的措施是,(,),少用煤作燃料,把工厂烟囱造高,燃料脱硫,在已酸化的土壤中加石灰,开发新能源,A,B,C,D,(3),在英国进行的一个研究结果表明：高烟囱可以有效地降低地表面,SO,2,浓度。在,20,世纪的,60,70,年代的,10,年间，由发电厂排放出的,SO,2,增加了,35%,，但由于建筑高烟囱的结果，地面,SO,2,浓度降低了,30%,之多。请你从全球环境保护的角度，分析这种方法是否可取？阐述其理由。,【,解析,】,(1),酸雨放置一段时间由于,H,2,SO,3,被空气中,O,2,氧化生成了酸性更强的,H,2,SO,4,2H,2,SO,3,O,2,=2H,2,SO,4,，故,pH,变小，全部生成,H,2,SO,4,后，,pH,不再变化。,自来水常用,Cl,2,消毒，故雨水和自来水混合应考虑,H,2,SO,3,与,Cl,2,(,或,HClO),的反应，,H,2,SO,3,HClO=H,2,SO,4,HCl,或,SO,2,2H,2,O,Cl,2,=H,2,SO,4,2HCl,，故,pH,将变小。,(2),从减少空气中二氧化硫的途径可知应选,C,。,(3),因为,SO,2,的排放总量没有减少，所以进一步形成的酸雨仍会造成对全球的危害，故此法不可取。,【,答案,】,(1),2H,2,SO,3,O,2,=2H,2,SO,4,变小,H,2,SO,3,HClO=H,2,SO,4,HCl,或,SO,2,2H,2,O,Cl,2,=H,2,SO,4,2HCl,(2)C,(3),不可取，因为,SO,2,的排放总量不变，进一步形成的酸雨仍会造成对全球的危害。,【,点拔,】,接触和认识化学与环境的关系。强化环保意识，是化学学习的一项重要内容。因而有关环境保护的内容，如环境污染、环境监测、污染物的处理及防止污染的措施等，都应引起重视。,(,南开区,2009,2010,学年度第一学期期末考试试卷,),下列物质中，不属于,“,城市空气质量日报,”,报道的污染物是,(,),A,二氧化氮,B,二氧化碳,C,可吸入颗粒物,D,二氧化硫,【,答案,】,B,“,酸雨,”,的形成主要是由于,(,),A,森林遭乱砍滥伐，破坏了生态平衡,B,工业上大量燃烧含硫燃料,C,大气中二氧化碳的含量增多,D,汽车排出大量尾气,【,解析,】,空气中硫氧化物和氮氧化物随雨水降下就成为酸雨。酸雨的形成主要是由于空气中,SO,2,和,NO,x,的增多，在我国主要是,SO,2,的增多。,【,答案,】,B,【,点拔,】,(1),要从,NO,2,分解产生的,NO,和,O,原子的性质来推断化学反应,；,(2),有时连续发生的几个反应中的相关物质的量的关系不便看出，这时，可以将某些反应乘以适当的系数，然后将它们,“,加合,”,起来，化简，对,“,合反应,”,进行分析，可使问题得到简化。,资料备选,光化学烟雾,当石油产品高温燃烧时，在高温区中心氮与氧就起化合反应生成,NO,，,NO,可被氧化成,NO,2,。所以造成大气污染的氮的氧化物主要是,NO,、,NO,2,。汽车排放的尾气中也有,NO,。,NO,2,受日光照射，光解产生氧原子，,NO,2,=NO,O,，氧原子与,O,2,结合生成,O,3,，,O,2,O=O,3,，,O,与,O,3,将烃类物质氧化成醛、酮及过氧乙酰硝酸酯,(PAN),等刺激性很强的物质，光化学烟雾就是上述气体的混合物，该混合物呈蓝色。,1943,年的洛杉矶的光化学烟雾事件，持续数十天之久，总是白天出现，晚上消失，这是世界上的第一次光化学污染。,