氮氧化物的产生及相互转化
大气中氮氧化物的形成与化学反应机制
大气中氮氧化物的形成与化学反应机制大气中的氮氧化物（NOx）是指氮氧化物（氮气（N2）氧化产生的化合物）的总称，主要包括一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）。
它们是大气中的重要污染物，对人类健康和环境造成不良影响。
因此，了解大气中氮氧化物的形成与化学反应机制对于减少这些污染物的排放至关重要。
1. 氮氧化物的来源氮氧化物主要来自燃烧过程，包括工业生产、交通运输和能源消耗等活动产生的废气排放。
具体而言，机动车辆排放是城市大气中氮氧化物的重要来源，尤其是柴油车的排放更为显著。
此外，燃煤、燃油以及其他高温燃烧过程也会释放大量氮氧化物。
森林、农田和废物处理等体系也可释放一定量的氮氧化物。
2. 形成机制氮氧化物的形成涉及多个化学反应。
首先，在高温（1000°C以上）下，氧气和氮气发生反应，生成一氧化氮：N2 + O2 → 2NO。
这个反应在燃烧过程中是主要的氮氧化物形成途径。
其次，一氧化氮会与大气中的氧气进一步反应，生成二氧化氮：2NO + O2 → 2NO2。
在大气中，氮氧化物的平衡浓度主要由一氧化氮和二氧化氮之间的反应控制。
3. 其他影响因素氮氧化物的形成还受到其他环境因素的影响。
温度是一个重要的因素，高温有利于氮氧化物的形成；而低温有助于一氧化氮与氮氧化物的转化为无毒的氮气。
此外，湿度也会影响氮氧化物的浓度。
高湿度条件下，氮氧化物会与大气中的水反应，生成硝酸等氮酸，从而减少氮氧化物的浓度。
4. 化学反应机制大气中氮氧化物的化学反应机制较为复杂。
一氧化氮和二氧化氮可以通过光解反应或与其他气体反应而进一步转化为其他化合物。
例如，一氧化氮可以通过与大气中的臭氧反应生成一氧化氮过氧化物：NO + O3 → NO2 + O2。
一氧化氮过氧化物是重要的臭氧生成物，它与VOC（挥发性有机化合物）在有光照的条件下进行反应，形成下午的臭氧。
此外，大气中的氮氧化物还可以与其他大气污染物发生复杂的化学反应。
例如，氮氧化物可以与二氧化硫（SO2）反应，生成硝酸和亚硫酸：NO2 + SO2 → HNO3 + HSO4。
氮氧化物的产生与转化
专题4教案学案（4）（2010-1-12） 班级_________姓名_________ 组题人：陈巧云 审题人：田建红氮氧化物的产生及转化【主干知识】1、氮气：无色无味、难溶于水的气体。
空气中78%（体积分数）是氮气。
氮分子（N 2）为双原子分子，结构稳定，决定了氮气性质的稳定性，常温下氮气很稳定，很难与其它物质发生反应，因此，生产上常用氮气作保护气。
但这种稳定是相对的，在一定条件下（如高温、放电等），也能跟某些物质（如氧气、氢气等）发生反应。
2、固氮作用：游离态氮转变为化合态氮的方法。
途径 举例自然固氮 → 闪电时，N 2 转化为NON 2 + O2 == 2NO生物固氮 → 豆科作物根瘤菌将N 2 转化为化合态氮工业固氮 → 工业上用N 2 和H 2合成氨气N 2 + 3H 2 催化剂 高温高压 2NH 3 3、氮氧化物（NO 和NO 2）：【巩固练习】1、下列物质不属于城市空气质量日报的是( )A 、二氧化硫B 、氮氧化物C 、二氧化碳D 、悬浮颗粒2、实验室制备下列气体，只能用排水法收集的是( )A 、NO 2B 、NOC 、O 2D 、H 23、下列气体由于能结合血红蛋白而引起中毒的是( )放电成功不是将来才有的，而是从决定去做的那一刻起，持续累积而成。
A 、Cl 2B 、NOC 、O 2D 、CO4、鉴别NO 2和溴蒸汽的方法正确的是( )A 、用氢氧化钠溶液B 、用湿润的淀粉碘化钾试纸C 、用硝酸银溶液D 、用蒸馏水5、美国医学教授因发现X 物质在人体血管系统内具有传送信号的功能而荣获1998年诺贝尔生理学和医学奖。
因此 X 物质被誉为“生物信使分子”。
已知 X 是一种奇电子数分子，也是一种污染大气的无色气体且能使血红蛋白失去携氧能力。
则 X 是：( )A.COB.HFC.CO 2D.NO6、起固氮作用的化学反应的是 ( )A.工业上用氮气和氢气合成氨气B.一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮C.氨气经催化氧化生成一氧化氮D.由氨气制碳酸氢氨和硫酸氨7、在NO 2与水的反应中，水( )A ．是还原剂B ．是氧化剂C ．既是氧化剂又是还原剂D ．既不是氧化剂又不是还原剂8、一定体积下，将等体积的NO 和O 2的混合气体置于试管中，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积约为原气体总体积的( )A 、41B 、43C 、81D 、839、在体积为VL 的密闭容器中通入a mol NO 和b mol O 2，反应后容器内氮原子数和氧原子数之比为( )A 、b aB 、b a 2C 、b a a 2+ D 、)2(2b a a +10、在标准状况下，将NO 2和O 2按体积比为4﹕1充满一个干燥的烧瓶，将烧瓶倒置于水中，瓶内液面上升，最后烧瓶内溶液的物质的量浓度为 ( )A 、0.045mol/LB 、0.036mol/LC 、0.026mol/LD 、0.030mol/L11、电闪雷鸣是人们司空见惯的自然现象，地球上每年平均发生315160余次闪电每当雷电交加之际，空气中可能发生如下反应：① ②③12、NO 分子因污染空气而臭名昭著。
氮氧化物有关知识介绍
氮氧化物有关知识介绍氮氧化物主要包括氧化亚氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、亚硝酸、硝酸，还有少量三氧化二氮、四氧化二氮、三氧化氮和五氧化二氮等。
其中一部分在大气中很不稳定，常温下很易转化成NO和NO2。
通常氮氧化物系NO和NO2的总称，用NOX表示。
氮氧化物的产生氮氧化物的人工发生源主要有汽车、电厂、工厂。
空气中的氮氧化物，最大的来源是火力发电。
在大城市中，氮氧化物更重要的来源是机动车排放的尾气。
当汽车行驶时，内燃机燃烧过程中的高温和富氧条件生成了氮氧化物。
采暖燃烧的锅炉也是氮氧化物的一大来源。
对人体的危害长期接触低浓度氮氧化物会引起慢性咽喉炎、慢性支气管炎等，也会引发不同程度的神经衰弱综合症及牙齿酸蚀症。
此外，氮氧化物还会诱发肺细胞癌变。
对儿童来说，氮氧化物可能会造成肺部发育受损。
吸入氮氧化物除对呼吸道有刺激作用外，还可引起高铁血红蛋白血症。
急性轻度中毒主要表现为咽部不适、干咳、胸闷等呼吸道刺激症状。
中度中毒出现化学性支气管炎及肺炎。
重度中毒出现中毒性肺水肿，可并发自发性气胸、高铁血红蛋白血症及缺氧性心肌损害。
对环境的影响大气氮氧化物的排放会造成多种环境影响，主要表现在5个方面:氮氧化物自身的污染、臭氧污染、酸沉降、颗粒物污染、富营养化问题。
氮氧化物作为一次污染物，会对人体健康产生危害。
此外，氮氧化物还会产生多种二次污染。
它是生成臭氧的重要物质之一，与臭氧浓度和光化学污染紧密相关。
氮氧化物还会造成土壤的酸化。
排入大气中的氮氧化物和二氧化硫会导致酸雨。
酸雨是我国目前面临最严重的区域性大气污染问题之一。
氮氧化物还会通过雨水落在江河湖泊、海洋中，进入地下水，造成水体的富营养化。
富营养化问题还能引起土壤化学成分改变，即土壤酸化以及生态系统失衡。
在国家“十二五环保规划”中，氮氧化物将成为继二氧化硫之后的实行总量控制的污染物。
高中化学专题复习 氮氧化物的产生及转化
3．用电子守恒法判断 当NO2或NO转化为HNO3时要失去电子，若上述 两种气体与O2混合，O2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。
[例1] 将充满NO2和O2混合气体的10 mL量筒，倒立 在盛有水的水槽中，充分反应后，最后剩余1 mL气体，问
原混合气体中NO2和O2的体积各是多少？ [解析] NO2和O2混合物溶于水后发生如下反应： 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 当V(NO2)∶V(O2)＝4∶1时恰好反应完全。现剩余1
mL气体，可能是O2也可能是NO，NO是发生反应3NO2＋ H2O===2HNO3＋NO所生成的，所以有两种可能的情况：
①若O2剩余，则参加反应的NO2和O2为9 mL。
根据4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3， 得V(NO2)＝9 mL×＝7.2 mL， V(O2)＝9 mL×＋1 mL＝2.8 mL。 ②若NO剩余，即NO2过量，则由3NO2＋ H2O===HNO3＋NO知，过量的NO2为3 mL，则4NO2＋O2 ＋2H2O===4HNO3中反应的NO2和O2共7 mL。
＋O2
VVNOO22>4∶1
② ③
NO
13[V(NO2)－4V(2)]序 气体号
反 剩余 剩余气体的量
应 气体
VVNOO2＝4∶3 ④ 无
0
Ⅳ NO＋O2 VVNOO2>4∶3 ④ NO V(NO)－43V(O2)
VVNOO2<4∶3 ④ O2 V(O2)－34V(NO)
(7)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。
[例2] 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， 请补充化学方程式②。
氮氧化物和二氧化氮的转换关系_解释说明
氮氧化物和二氧化氮的转换关系解释说明1. 引言1.1 概述氮氧化物（NOx）和二氧化氮（NO2）是在工业和日常生活活动中排放的重要大气污染物之一。
它们不仅对人类健康产生直接和间接的危害，还对大气环境和生态系统造成严重影响。
因此，研究氮氧化物与二氧化氮之间的转换关系，对于减少空气污染、改善环境质量具有重要意义。
1.2 文章结构本文将首先介绍氮氧化物的生成和释放机制，以及二氧化氮形成的机制。
然后，我们将探讨氮氧化物与二氧化氮之间的转换关系，并分析其重要性。
在此基础上，我们将讨论影响这种转换过程的因素，包括温度和压力、催化剂作用以及环境条件对转换过程的影响。
接着，在第四部分中，我们将介绍一些常见的治理技术和应用案例，比如选择性催化还原（SCR）技术、选择性非催化还原（SNCR）技术等。
最后，在结论与展望部分，我们将对本文的主要内容进行总结，指出存在的问题并展望未来氮氧化物转换领域的发展趋势。
1.3 目的本文的目的是全面解释和说明氮氧化物与二氧化氮之间的转换关系，并探讨影响这种转换过程的因素。
通过对相关技术和应用案例的介绍，我们希望能提供一些治理和减排方面的参考，并为空气质量改善和环境保护提供科学依据。
2. 氮氧化物和二氧化氮的转换关系2.1 氮氧化物的生成与释放:氮氧化物包括一系列氮和氧元素组成的化合物，主要有NO (一氧化氮) 和NO₂(二氧化氮)。
它们在大气中主要由燃烧过程产生，包括汽车尾气、发电厂废气和工业过程中的燃烧排放等。
此外，其他源头例如农业活动和天然现象（例如雷电）也会贡献少量的NOx（总称NO和NO₂）排放。
2.2 二氧化氮的形成机制:在大部分情况下，NO 和NO₂之间存在着相互转换关系。
最直接且常见的转换途径是通过三步骤反应进行：第一步：内酰胺（ROOH）、硝酸或亚硝酸与NO反应生成亚硝酰胺（RONO）或亚硝基离子（NO₂⁻）。
第二步：亚硝酰胺或亚硝基离子进一步与O₂反应生成具有更高活性的自由基（如HONO²）。
氮氧化物的产生及转化(第一课时)
氮氧化物的产生及转化一．教学目标1、了解氮气的结构、性质2、掌握氮氧化物——NO、NO2的性质和用途。
3、认识氮氧化物对社会生产的作用和对自然环境的影响。
4、创设探究问题的情境，引导学生自主探究学习氮氧化物的转化。
5、认识氮氧化合物与人类生产生活的密切关系，了解其对环境的污染问题。
6、逐步树立珍惜自然、爱护环境和可持续发展的观念。
二．重点难点1、教学重点：探究氮氧化物的化学性质。
2、教学难点：氮氧化物的相互转化。
三．教学方法探究法、对比法、教材阅读三．教学过程引入：请大家看这几张图：这里涉及到的氮元素大家并不陌生。
含氮的物质种类丰富，它们有些能给人类带来福音，有些也会带来负面的影响。
今天我们先来研究氮氧化物的产生及转化。
（播放海尔兄弟的一段录像）这个故事中到底蕴含了哪些化学知识？既然没有魔鬼，那么所谓的“魔鬼”到底是一种怎样的自然现象呢？讲解：大家知道空气中含量最多的气体是氮气，通常状况下氮气的化学性质不活泼，很难与其他物质发生化学反应，知道原因吗？（提问）物质的结构决定性质，氮原子最外层5个电子，表现出容易获得电子，是比较活泼的非金属。
氮原子又是怎样结合成氮分子的呢？（学生板演电子式）氮分子是双原子分子，两个氮原子之间形成共价三键，破坏它需要消耗很大的能量。
因此通常状况下氮气就很难与其他物质发生化学反应，人们常用氮气代替稀有气体作为保护气。
但是如果在高温、放电或有催化剂存在的条件下，当氮分子获得了足够的能量之后，还是能和一些物质发生化学反应的，比如PPT：⑴氮气与氧气在放电的条件下反应生成一氧化氮⑵氮气与氢气在高温、高压、催化剂的条件下合成氨⑶镁条在氮气中燃烧生成淡黄色粉末氮化镁练习：写出化学方程式，判断是否属于氧化还原反应，氮气是否参与了氧化还原反应，发挥了什么作用。
提问：猜测刚才的动画片中提到的现象是否与氮气的性质有关？从哪里联想到的？（闪电图片）讲解：在实验室里我们也可以利用感应线圈模仿放电环境来做这个实验。
氨气和氮氧化物化学方程式
氨气和氮氧化物化学方程式氨气和氮氧化物是两种常见的氮化合物，它们在大气环境中的生成和转化对空气质量和生态环境有重要影响。
下面将分别介绍氨气和氮氧化物的化学方程式，并解释它们的生成和转化过程。
一、氨气的化学方程式及生成和转化过程氨气的化学式为NH3，是氮的一种化合物。
氨气主要通过以下几种途径生成：1.1 氮化肥的分解氮化肥在土壤中分解时会释放氨气。
例如，尿素是一种常用的氮肥，其化学式为CO(NH2)2。
当尿素施用到土壤中后，尿素会被土壤中的酶水解为氨气和二氧化碳：CO(NH2)2 + H2O → 2NH3 + CO21.2 生物代谢过程生物体内的代谢过程也会产生氨气。
例如，人和动物的代谢产物尿液中含有尿素，尿素在水的作用下会分解产生氨气：CO(NH2)2 + H2O → 2NH3 + CO21.3 工业生产氨气也可以通过工业生产的方式获得，例如通过哈伯-Bosch合成反应。
该反应是将氮气和氢气在高温高压下催化反应生成氨气：N2 + 3H2 → 2NH3氨气在大气环境中也会发生一系列的转化过程。
例如，氨气可以与二氧化硫反应生成硫酸铵：2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4氨气还可以与一氧化氮和二氧化氮等氮氧化物反应生成氮气和水：4NH3 + 6NO → 5N2 + 6H2O二、氮氧化物的化学方程式及生成和转化过程氮氧化物是指一系列含氮和氧元素的化合物，主要包括一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）、氧化亚氮（N2O）和氮氧化物（NOx）。
它们主要通过以下几种途径生成：2.1 燃烧过程燃烧过程是氮氧化物的主要生成途径之一。
在高温条件下，氮气和氧气反应生成一氧化氮：N2 + O2 → 2NO一氧化氮进一步与氧气反应生成二氧化氮：2NO + O2 → 2NO22.2 工业生产氮氧化物还可以通过工业生产的方式获得，例如汽车尾气排放、燃煤和燃油等工业过程会释放大量的氮氧化物。
2.3 生物过程生物体内的某些代谢过程也会产生氮氧化物。
高一化学氮氧化物的产生及转化
4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 4 3 y+ 3y/4 =（10-3）=7mL y 3y/4 y=4mL V(O2)=6mL
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定笑意/这宛如挑衅の模样让在场所有人都皱咯皱眉头/心想它就真の不怕死/还确定有战四佫法则级の强者?没有人相信后者/因为这确定火蛇族之地/这里确定它们主战场/并且大阵都激发咯/四佫法则级驱动大阵/绝对比起火蛇族少主强太多咯/火蛇族长盯着马开说道/我不知道你那里来の信心/但这 都不重要/因为你你要死咯/壹佫死人而已/就多笑笑吧/以后每机会咯/确定の/这句话就确定我要送给你の/"马开着它们很认真の说道/"法则级强没错/大阵驱动没错/但你滴真の以为/无心峰の人只确定有这点本事吗/马开笑着着火蛇族长/壹句话让火蛇族长打咯壹佫哆嗦/但马上就哼道/你吓唬谁啊? 三位太上长老/壹起出手/震杀它/"说话之间/它们各自站在壹方/大阵被它们驱动/变の异常恐怖/滔滴火焰化作の火蛇突然变小咯起来/但内敛起来/其威势要逆滴/收集阅读本部分：：为咯方便下次阅读/你可以点击下方の记录本次（正文第⑨百⑨拾六部分底蕴全出）阅读记录/下次打开书架即可看到 /请向你の朋友第⑨百⑨拾七部分马开底牌卡槽四人同时出手/火光更确定滂湃/冲击暴动之间/滴地都要塌陷/爆发出璀璨の火光/很旧很慢比较/)如同滔滴猛兽/强大の无可匹敌壹般/黑袍见到之后/神情变咯变/走到马开身边/这四人都确定法则级强者/配合大阵施展/实力恐怖/我壹人挡不住/"黑袍神 情凝重/马开毕竟只确定玄华境/即使实力非凡/但要战法则级强者依旧不太现实/它们四人合力/黑袍难以抵挡/除非确定动用至尊骨/可强行动用此刻她能控制の极限/对自身の伤害也极大/马开着黑袍/望着舞动如同火龙の巨大火光/着滴地都暴动起来/苍穹都被烧の沸腾
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关于NO2、NO、O2混合气体溶于水的计算
1、NO和O2混合
2NO + O 2 = 2NO2 ×3 +）3NO2 + H2O = 2HNO 3 + NO ×2
4NO + 3O 2 + 2H2O = 4HNO 3
2、NO2和O2混合
3NO2 + H2O = 2HNO 3 + NO +） 2NO + O 2 = 2NO2
C、3ml
D 、9.75ml
作业： 课本P105：2、3、
5、6、7
例1：在标况下，把一个 50mL 量筒装
满水， 倒置于水槽中，先通入
10mLNO ，然后通入20mLO 2，问最 后剩余气体为多少？
解： 4NO+3O 2+2H2O=====4HNO 3
4mL 3mL
10mL x
X=7.5mL
现有氧气20mL, 所以O2过量，
3、 结构式： N≡ N
三.氮气的化学性质
（稳定，很难与其他 物质反应）
1.氮气跟氢气的反应（合成氨）
N2+3H2
高温、高压 催化剂
2NH3（工业合成氨）
2.氮气跟氧气的反应 N2＋O2 放电 2NO
3.氮气跟某些金属的反应
点燃
N 2＋3Mg
Mg 3N 2
四、氮的氧化物
N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5
3
1
40-y
(40-y)/3
4NO+3O 2+2H2O=====4HNO 3 43
y+(40-y)/3-520 y=27.5mL,
则NO
体积为12.5mL
课 堂 练 习
把9mLNO 气体装入试管，倒立于
水槽中，逐渐通入 O2，当试管中 剩余气3mL 时，通入O2的体积可
能是（ ）
A 、9ml
B 、4.5ml
叠加法： ×2
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO 3
一般NO2、NO、O2与H2O反应，可归纳成四 种情况：
（1）NO和O2混合溶于水
导学大
4NO + 3O 2 + 2H2O = 4HNO 3
课堂
（2）NO2和O2混合溶于水
P105
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO 3
（3）NO和NO2混合溶于水
所以有O2 ＝ （12-8）mL ＝ 4mL
（2）若剩余气体是NO，则
3NO2+H2O=====2HNO 3+NO
6mL
2mL
4NO2+O2+2H2O=====4HNO 3 4mL 1mL
4x
x
4x+x+6=12 X=1.2mL
所以有NO2：6+4 ╳ 1.2=10.8mL 返回
雷雨发庄稼
氮氧化物（ＮＯ ｘ）对环境的污染
? ＮＯｘ的来源：氮肥的生产、金属的冶 炼、汽车等的使用．
? ＮＯｘ的危害：①形成酸雨
?
②形成光化学烟雾
?
ＮＯ２＋Ｏ２→Ｏ３
?
Ｏ３＋ＣｘＨｙ→光 有毒烟雾
③破坏臭氧层（形成臭氧空洞）
氮的氧化物、氟氯烃（氟利昂）等。
防治： 课本P98
一氧化氮和二氧化氮对环境的污染
3NO2+H2O=====2HNO3+NO
31xx源自34NO+3O 2+2H2O=====4HNO 3
43
40-x+x/3 (20-5) X=30mL
V NO=10mL
故原气体组成为：VNO2=30mL
2、若剩余气体为NO，无O2、NO2剩余 设原NO体积为y，则NO2体积为（40-y)
3NO2+H2O=====2HNO 3+NO
第二单元 生产生活中的含氮化合物
第二单元 生产生活中的含氮化合物
一 氮氧化物的产生及转化
氮的存在
空气: N2 血红蛋白中
叶绿素中
一.氮气的物理性质 导学大课堂105
氮气是无色无味密度比空气稍小，熔、 沸点低，难溶于水的气体
二.氮分子的结构
1、化学式
N2
N N 2、电子式： ? ?
?
????
?
? ?
3NO2 + H2O = 2HNO 3 + NO （4）NO、NO2、O2三种混合溶于水
例3：将40mLNO 和NO2的混合气体跟 20mLO 2同时通入装满水倒立于水槽中 的量筒中，发现有 5mL 气体剩余，问原
NO 和NO 2混合气体的体积组成是什么？
1、若剩余气体为O2，则无NO和NO2剩余， 设原有NO2体积为x， 则NO的体积为（40-x）
返回
应根据NO的体积计算，剩余氧气有12.5mL.
例2：将12mLNO 2与O2混合气体被水充分 吸收后，发现剩余 2mL 气体 ，问
原混合气体体积各为多少？
讨论：（1）若剩余气体为O2，则
4NO2 + O2+2H2O=====4HNO 3 ΔV
4mL 1mL
5mL
x
12-2=10mL
X=4 ╳10/5=8mL
无色
红棕色 无色
2NO2
N2O4（NO2和N2O4均无纯净可言） 例：导学大课堂P108第10题
NO、NO2都是大气污染物，有毒
NO2易溶于水，氧化性强,使湿润KI-淀 粉试纸变蓝.
NO 和NO 2的转化
放电或高温
N2 + O2 == 2NO（无色，难溶于水）
2NO + O2 = 2NO2 红棕色，易溶于水 3NO2 + H2O = 2HNO 3 + NO （工业制硝酸）