氮氧化物的产生及相互转化
氮氧化物的产生及转化
4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3③；
[①＋②×2]：
4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3④。
不同情况下剩余气体及其体积
类型 NO2＋ H2O NO2＋ NO＋ H2O NO2 ＋ O2 ＋ H2O V NO2 4 ＝ V O2 1 V NO2 4 > V O2 1 V NO2 4 < V O2 1
一、氮气： 1、氮的存在： a游离态： N2空气中78% b化合态：有机物:
无机物: 蛋白质、核酸 HNO3、 NH4NO3
2、氮气的物理性质： 颜色： 无色 状态： 气体 气味： 无味 密度： 比空气稍小 水溶性： 在水中的溶解度很小, （1：0.02）
3、氮气的化学性质 a与氢气： N2+3H2
2、利用CCl4鉴别，通入CCl4溶剂中，易溶且 溶液显橙红色的是溴蒸气，无上述现象者为 NO2。 3、用水洗法鉴别，因NO2溶于水发生反应 3NO2+H2O=2HNO3+NO，得无色溶液，而Br2溶于 水得橙色溶液。
4、氮氧化物溶于水的计算规律
有关反应原理：2NO＋O2=2NO2①；
3NO2＋H2O=2HNO3＋NO②；
②NO2具有强氧化性，可使湿润淀粉kI 试纸变蓝 ③NO2与N2O4相互转化 2NO2 N 2O 4 ④NO2是造成光化学烟雾的主要因素
城 市 中 的 光 化 学 烟 雾 污 染
随着人们生活水平的日益 提高，城市工业化步伐的大步 前进，环境污染已经成为全世 界最为关注的问题之一，某些 工厂排出的废气不经过处理直 接排放到空气中，严重造成了 大气污染，使得某些地区雨水 酸性严重超标，形成酸雨。
1872年美国化学家 Smith首先提出酸雨一词， 引起全世界关注。1985 年，几场酸雨过后，我 国四川奉节县9万多亩松 树全部枯死，重庆南山 2.7万亩马尾松死亡过半。
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。
氮氧化物的产生和转化
例2、 一定条件下，将体积比均为1∶1的NO 和O2、NO和NO2、NO2和O2三组气体分别充入 a、b、c三支容积相同的试管中，并将试管倒 置于水槽中，充分反应后，三支试管中水面上 升高度ha、hb、hc的关系是________．
4NO2+H2O+O2=4HNO3
4NO+H2O+3O2=4HNO3
例 1 、将 20mL NO2 与 NO 的混合气体 通入倒立在水槽中盛满水的玻璃筒 （带刻度）后，筒内剩下 10mL 气体。 求原混合气体中NO和NO2的体积。
分析：NO不溶于水，NO2溶于水并与 水反应生成HNO3和NO。所以玻璃筒 内剩下10mL气体有原混合气体中NO， 也有NO2与水生成的NO。
3NO2+H2O==2HNO3+NO
雷雨过程中氮元素发生的变化 闪电 O
N 2 和 O2
NO
2
NO2
H 2O
HNO3
土壤
NO3-
氮气的物性
无色无味的气体, 难溶于水密度比空气略小(与空 气密度相近，只能用排水法收集N2) 氮气除了可以在放电条件下和氧气发生反应外， 在一定条件下还可以和氢气、Mg等发生反应
氮氧化物与环境污染的防治 1、主要危害：形成酸雨、破坏臭氧
层、形成光化学烟雾、有毒
2、消除污染的主要方法：碱液吸收法
NO+NO2 +2NaOH=2NaNO2 +H2 O 2NO2 +2NaOH=NaNO2 + NaNO3 + H2 O NH3还原法 6NO+4NH3=5N2 +6H2 0
pH值小于5.6的雨水叫酸雨
3NO2+H2O=2HNO3+NO 2SO2+O2=SO3 SO3+H2O=H2SO4
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。
氮氧化合物的产生及转化课件
一氧化氮是一种无色无味的有毒气体，是氮氧化物中最简单的一种。它在常温下以气体形式存在，但在低温下可 以液化。一氧化氮具有自由基的性质，在空气中容易被氧化成二氧化氮。
二氧化氮
总结词
红棕色有毒气体
详细描述
二氧化氮是一种红棕色的有毒气体，有刺激性气味。它是由一氧化氮在空气中被氧化形成的。二氧化 氮对水有较大的亲和力，会形成硝酸和亚硝酸，具有强腐蚀性和毒性。
土壤污染
氮氧化物会通过大气沉降、 雨水冲刷等方式进入土壤， 造成土壤污染。
土壤生态失衡
氮氧化物的存在会影响土 壤微生物的活性，导致土 壤生态失衡，影响植物的 生长和发育。
PART 04
氮氧化合物的转化与处理
自然转化
01
自然转化是指氮氧化物在自然环境中通过化学反应转化为 其他物质的过程。
02
自然转化过程通常需要较长时间，且转化效率较低，但在某些特 定条件下，如土壤、水体等，自然转化可以起到一定的净化作用。
2023 WORK SUMMARY
氮氧化合物的产生及 转化课件
REPORTING
• 氮氧化合物的产生
CATALOGUE
PART 01
氮氧化合物的产生
自然源产生
自然源产生的氮氧化物主要来自土壤中氮肥的分解、闪电、火
01
山爆发等自然现象。
02
土壤中的微生物可以将有机氮转化为氨，再氧化成硝酸盐，这
个过程中会产生氮氧化物。
政策建议与措施
01
制定严格的氮氧化物排放标准
根据不同行业和地区的特点，制定合理的排放标准，限制氮氧化物的排
放。
02
推广清洁能源和低碳技术
鼓励使用清洁能源和低碳技术，减少化石燃料的消耗，从源头上减少氮
2020-2021高中化学苏教版1学案：专题4 第二单元 第1课时氮氧化物的产生与转化含解析
2020-2021学年高中化学苏教版必修1学案：专题4 第二单元第1课时氮氧化物的产生与转化含解析第二单元生产生活中的含氮化合物第1课时氮氧化物的产生与转化一、氮气、一氧化氮和二氧化氮1．氮气(1)物理性质:无色、无味,难溶于水，密度与空气相近，约占空气体积的4/5。
（2）化学性质:①通常情况下，较稳定,与其他物质不反应.②放电或高温下，能与氧气反应生成NO。
化学方程式为N2＋O2错误!2NO2．一氧化氮和二氧化氮(1)物理性质:(2)化学性质：①常温下,NO不稳定，易与O2化合。
化学方程式为2NO＋O2===2NO2。
②NO2溶于水时与水发生反应。
化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
二、氮氧化物的来源、危害及防治措施1．来源（1)氮肥的生产，金属的冶炼和汽车等交通工具尾气的排放.(2)自然界中火山爆发、电闪雷鸣。
2．危害①酸雨；②光化学烟雾；③破坏臭氧层。
3．防治措施(1)①使用洁净能源,减少氮氧化物的排放。
②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为二氧化碳和氮气。
（2)对生产化肥、硝酸的工厂排放的废气进行处理。
探究点一氮的氧化物溶于水的有关计算问题1．解题思路（1)要明确试题要求，如反应后容器内是否有剩余气体?剩余气体可能是什么？注意剩余气体不可能是NO2,也不可能是NO与O2的混合气体。
（2)计算中可能用到的化学反应:3NO2＋H2O===2HNO3＋NO4NO2＋O2＋2H2O===4HNO34NO＋3O2＋2H2O===4HNO3(3)要对试题中产生的结果进行可能情况的讨论，如NO2与O2的混合气体溶于水时，剩余的气体是NO还是O2要进行讨论。
2．氮的氧化物溶于水的几种情况(1）NO2或NO2与N2(非O2)的混合气体溶于水。
根据3NO2＋H2O===2HNO3＋NO①利用气体体积变化差值进行计算。
（2)NO2和O2的混合气体溶于水.根据4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3②可知:当体积比（3)NO和O2的混合气体溶于水。
1氮氧化物的产生及转化
2NO（无色）
2NO+O2=2NO2（红棕色） 3NO2+H2O=2HNO3+NO 硝酸与土壤中的矿物质作用生成硝酸盐，其中的NO3被植物根部吸收，转化为生长所需的养料 在新疆和青海交界处有一狭长山谷，风和日丽的晴天 顷刻间也会电闪雷鸣、狂风大作，过往的人畜常被雷 电击倒。但是那里牧草茂盛，四季常青，被牧民称为 “魔鬼谷”。请解释“魔鬼谷”牧草茂盛的原因。
氮的几种重要氧化物
HNO2:亚硝酸 氧化物 N2O
化合价 +1
HNO3：硝酸 N2O3 +3
亚硝酐 NO2
NO +2
----
N2O4 +4
----
N2O5 +5
硝酐
+4 ----
酸酐？ ----
１、一氧化氮（NO） （1）物理性质： 常温下为无色、无味的气味，不溶于水。在大气中 达到一定浓度时有毒，NO使人体中毒的原理与CO相似,都 是与血红蛋白结合，使其失去输送氧气的功能。 （2）化学性质： 2NO + O2 = 2NO 2 （3）用途： 在生物学方面有独特作用，人体中极少量的NO会促 进血管扩张，防止血栓塞等。 2、二氧化氮（NO2） （1）物理性质： 常温下为红棕色、有刺激性气味的气体，与水反 应。在大气中达到一定浓度时有毒。 （2）化学性质： 3NO2+H2O ＝ 2HNO3+NO
灰霾：
PM2.5：
“大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中， 使水平能见度小于10千米的空气普遍有混浊现象”
是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。
光化学烟雾：
汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NOx）等一
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。
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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
4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 （2）NO2和O2混合溶于水
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
（3）NO和NO2混合溶于水 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
（4）NO、NO2、O2三种混合溶于水
ⅤA族，常见化合价:-3,+1,+2,+3,+4,+5
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N）2+O2.mpeg
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
N2＋3Mg
Mg3N2
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20mLO2，问最 后剩余气体为多少？
解： 4NO+3O2+2H2O=====4HNO3
4mL 3mL
10mL x
X=7.5mL
现有氧气20mL,所以O2过量，
返回
应根据NO的体积计算，剩余氧气有12.5mL.
1、NO和O2混合
2NO + O2 = 2NO2 ×3 +）3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO ×2
4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3
2、NO2和O2混合
叠加法：
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO ×2
+） 2NO + O2 = 2NO2
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
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
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
式： N≡ N
雷雨发庄稼
氮氧化物（ＮＯｘ）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。
一氧化氮和二氧化氮对环境的污染
关于NO2、NO、O2混合气体溶于水的计算
（2）若剩余气体是NO，则
3NO2+H2O=====2HNO3+NO
6mL
2mL
4NO2+O2+2H2O=====4HNO3 4mL 1mL
4x
x
4x+x+6=12 X=1.2mL 所以有NO2：6+4 ╳ 1.2=10.8mL 返回
1
x
x/3
4NO+3O2+2H2O=====4HNO3
43
40-x+x/3 (20-5) X=30mL
VNO=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=====2HNO3+NO
3
1
40-y
(40-y)/3
例3：将40mLNO和NO2的混合气体跟 20mLO2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NO2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）
3NO2+H2O=====2HNO3+NO
3
例2：将12mLNO2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=====4HNO3 ΔV
4mL 1mL
5mL
x
12-2=10mL
X=4 ╳10/5=8mL
所以有O2 ＝ （12-8）mL＝ 4mL
4NO+3O2+2H2O=====4HNO3
43 y+(40-y)/3-520
y=27.5mL, 则NO2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（BD ）
A、9ml
B、4.5ml
C、3ml
D、9.75ml
四、氮的氧化物
N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5
无色
红棕色 无色
2NO2
N2O4（NO2和N2O4均无纯净可言）
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NO2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 = 2HNO3 + NO （工业制硝酸）