氮的氧化物
氮的氧化物
Prize citation: "for their discoveries concerning nitric oxide as a signalling molecule in the cardiovascular system"
授奖致辞: 表彰他们 关于一氧化氮在心血管组织中作为信号分子的发现" 表彰他们)关于一氧化氮在心血管组织中作为信号分子的发现 授奖致辞 “(表彰他们 关于一氧化氮在心血管组织中作为信号分子的发现
物理性质
二氧化硫
无色、有刺激性气味、有毒、 无色、有刺激性气味、有毒、易 液化、比空气重、 液化、比空气重、易溶于水 1、与水反应生成酸 、 SO2 + H2O H2SO3 2、与碱反应生成盐和水 、 SO2 + 2 NaOH=Na2SO3 + H2O
化学性质
3、既有氧化性，又有还原性 、既有氧化性，
•随着手机越来越普及，一些高分贝的个性化手机铃声逐渐成为人 随着手机越来越普及， 随着手机越来越普及 们的新宠，然而专家指出，如果手机铃声不加以控制， 们的新宠，然而专家指出，如果手机铃声不加以控制，就很可能成 为新的污染源。 为新的污染源。 •手机的铃声音量均可达80分贝以上，而经积分级器测试，距1米处， 手机的铃声音量均可达80分贝以上，而经积分级器测试， 手机的铃声音量均可达80分贝以上 米处， 手机铃声平均为76分贝， 76分贝 米仍有60分贝， 60分贝 手机铃声平均为76分贝，距5米仍有60分贝，如果把手机放在耳边 时可达129分贝；如果2部手机同时响起距1米可达80分贝， 129分贝 80分贝 时可达129分贝；如果2部手机同时响起距1米可达80分贝，由此可 手机铃声的确很“ 见，手机铃声的确很“吵” 据专家介绍，噪声一般来说，对于睡眠的理想值是30分贝， 据专家介绍，噪声一般来说，对于睡眠的理想值是30分贝，而脑 30分贝 力劳动是40分贝，体力劳动理想值是70分贝，一个声音超过80 40分贝 70分贝 80、 力劳动是40分贝，体力劳动理想值是70分贝，一个声音超过80、90 分贝的时候就会对人的生活造成一定的影响， 分贝的时候就会对人的生活造成一定的影响，比如降低人的工作效 增加人的烦恼度， 它还容易引发工作场所的事故。 率，增加人的烦恼度， 它还容易引发工作场所的事故。 •专家说，手机铃声在公共场所频繁响动，对人们的工作、休息和 专家说，手机铃声在公共场所频繁响动，对人们的工作、 专家说 交流都会造成一定干扰。为了防止手机铃声成为新的污染源， 交流都会造成一定干扰。为了防止手机铃声成为新的污染源，专家 提醒人们不要把手机铃声音量调得过大， 提醒人们不要把手机铃声音量调得过大，即使在公共场所使用手机 时，也要注意不要影响他人
氮氧化物的来源
氮氧化物的来源存在于大气中的氮氧化物有N2O、NO及NO2。
对流层中NO和NO2是污染气体，统称为NOx（氮氧化物）。
氮氧化物的天然源主要是生物源，包括下列来源：1．生物死亡以后机体腐烂形成的硝酸盐，经细菌作用生成的NO及水随后缓慢氧化产生的NO2。
2．生物源产生的NxO氧化形成的NO X。
3．有机体中氨基酸分解产生的氨经OH自由基氧化形成的NO X。
氢氧化物的人为源主要来自矿物燃料在工业窑炉和汽车内燃机中的高温燃烧过程，一般产生的NO X中99％是NO，NO2仅占1％左右。
NO与NO2毒性都很大，NOx能由呼吸侵入人体肺部，对肺组织产生强烈的刺激及腐蚀作用，引起支气管炎、肺炎、肺气肿等疾病，NOX还能和碳氢化物生成光化学烟雾，NO2又是引起酸雨的原因之一。
此外NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。
大气中的NOX除被土壤和植被吸收外，一般经气相或液相化学反应，最终转化成HNO3和硝酸盐而除去。
1．N2O的产生N2O（氧化亚氮，俗名笑气）利是自然界微生物活动的产物，大气中含量极微。
它的活性差，在低层大气中被认为是非污染气体。
N2O能吸收地面热辐射，成为对全球气候变暖起重要作用的温室气体。
N2O扩散至平流层后．则发生光解作用N2O＋hv→N2＋ON2O也可与存在平流层中的氧原子反应而被清除N2O＋O→N2＋O2N2O＋O→NO＋NO它对平流层中的臭氧层会发生破坏作用。
后一反应也是存在于平流层中的污染物NO的天然发生源。
2．NO的产生全球NO的总发生量每年约为4.78亿吨。
其中90％来自天然源，主要是大气中NH3的氧化和土壤中含氮物的动生物分解等。
人类活动排放的NO仅占10％。
NO2主要由NO氧化而来，每年产生量约5.68亿吨。
人类活动排入大气中的NO x，一部分来自硝酸厂、氮肥厂、金属冶炼厂等排出的废气，而更主要的来源则是燃料高温燃烧过程。
由于汽油中实际上是不含氮的，因此汽车内燃机内发生的化学反应是空气中氮和氧在高温条件下的直接化会，少量NO进一步氧化成NO2。
氮氧化物的性质
氮氧化物的性质氮氧化物，是指由氮和氧元素组成的化合物。
常见的氮氧化物有氮氧化物（NO）、二氧化氮（NO2）和氮氧化氮（N2O）等。
氮氧化物在环境中存在并且对人类健康和大气质量产生严重影响。
首先，氮氧化物是大气中的主要污染物之一。
来源于工业排放、交通尾气和农业活动等。
这些氮氧化物进入大气后，会与其他大气成分发生复杂的化学反应，形成二次污染物，如臭氧和细颗粒物。
这些污染物对人体健康造成很大威胁，特别是对儿童、老年人和患有呼吸系统疾病的人群。
此外，氮氧化物还会造成酸雨的生成，对土壤、水体等生态系统产生负面影响。
其次，氮氧化物对大气环境也产生很大的影响。
二氧化氮是一种有害的大气污染物，容易被光解为一氧化氮和氧气。
一氧化氮参与了大气中的光化学反应，会进一步参与臭氧的形成，造成大气中臭氧层的破坏。
臭氧层的破坏会导致紫外线辐射的增加，对人类的健康和生态系统的平衡产生不利影响。
因此，控制氮氧化物的排放是保护大气环境和臭氧层的重要举措之一。
此外，氮氧化物还会对植物和农作物产生负面影响。
氮氧化物作为氮元素的一种形式，能够为植物提供养分，但过量的氮氧化物会对植物的生长和发育产生抑制作用。
一方面，氮氧化物会破坏植物叶片的叶绿素，导致光合作用受到抑制；另一方面，氮氧化物会与植物体内的其他养分发生反应，影响植物的营养吸收。
这些都会导致农作物的产量下降和质量降低，给农业生产带来一定的损失。
然而，虽然氮氧化物对环境和健康造成不良影响，我们仍然可以采取一些措施来减少氮氧化物的排放。
首先，政府应加强对工业企业和交通尾气的排放标准和监管。
通过强制执行严格的排放标准，可以减少大气中氮氧化物的排放量。
其次，需要加强环保意识的宣传和教育，提高公众对氮氧化物污染的认识，倡导低碳、环保的生活方式。
此外，农业生产中可以采用科学合理的施肥措施，减少氮肥的使用量，从而减少氮氧化物的排放。
总之，氮氧化物作为一种常见的大气污染物，对环境和人类健康产生重要影响。
正五价氮的氧化物
正五价氮的氧化物
氮氧化物是指氮在氧气或其他氧化剂作用下发生的氧化产物，主要包括一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）、亚硝酸（HNO2）、亚硝酸盐（NO2-）、硝酸（HNO3）和硝酸盐（NO3-）等化合物。
其中，正五价氮的氧化物主要是硝酸和硝酸盐。
硝酸（HNO3）是一种无色、有刺激性的强酸，它可以由氮气和氧气在高温、高压下反
应生成。
硝酸在工业生产中是一种重要的化工原料，主要用于制造硝酸盐、硫酸硝酸混酸、爆炸药和染料等。
硝酸的化学式为HNO3，分子量为63.01 g/mol。
它可以与水混合，生成
硝酸溶液，其浓度通常用质量分数表示。
硝酸盐（NO3-）是硝酸的盐类，其主要来源是硝酸和硝酸盐还原微生物在土壤中的活动，以及工业废水和污染气体的排放等。
硝酸盐广泛存在于土壤、水体和空气中，对环境
和人类健康有一定的影响。
硝酸盐的化学式为NO3-，分子量为62.00 g/mol，是一种不稳
定的离子。
硝酸和硝酸盐的形成及其在环境中的循环通常被称为氮素循环。
氮素循环是地球上生
物体利用氮元素的过程，包括氮的吸收、固氮、硝化和反硝化等反应。
这些过程中，硝酸
和硝酸盐在生物体内和外扮演着重要的角色，它们可以作为植物和微生物的氮源，并在水
体和土壤中发挥化学和生态作用。
总之，正五价氮的氧化物主要包括硝酸和硝酸盐。
这些化合物在工业和农业生产中广
泛应用，与环境和人类健康密切相关。
为了保护环境和生态系统，我们需要加强硝酸和硝
酸盐排放的控制和管理，推进氮素循环的科学研究和实践应用。
氮的氧化物
主要是固硫和尾气净化。固硫方程式 S + O2点燃SO2 CaO + SO2 = CaSO3
2CaSO3+O2=2CaSO4
硫酸型酸雨： S SO2 硝酸型酸雨：NO2 SO3 HNO3 H2SO4
防
治……
主要是固硫和尾气净化。固硫方程式
S + O2点燃SO2 CaO + SO2 = CaSO3
1、NO
N2+O2
放电或高温
2NO
（1）物理性质： 无色无味气体，不溶于水，有毒 （2）化学性质： 2NO + O2 = 2NO2
（因此，NO不能与O2大量共存）
2、NO2
（1）物理性质：
红棕色、有刺激性气味的有毒气体 密度比空气的大 易液化 易溶于水
（2）化学性质:
化合价降低,得2e-,被还原
3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO（工业制硝酸）
化合价升高,失2×e-,被氧化 氧化剂与还原剂物质的量之比为：1:2
+4
+5
+2
俗语“雷雨肥庄稼”什么意思吗?
在打雷放电的情况下，将空气中游离态的氮 变成易被庄稼吸收的物质，促进庄稼生长。
科学探究——NO2与水的反应
实验步骤 现 象 解释（反应式）
光化学烟雾（photo-chemical smog[1] ）是 汽车、工厂等污染源排入物在阳光（紫外 光）作用下发生光化学反应生成二次污染物，参 与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的 混合物（其中有气体污染物，也有气溶胶）所形 成的烟雾污染现象，是碳氢化合物在紫外线作用 下生成的有害浅蓝色烟雾。
4 NO2 + 2H2O + O2 = 4HNO3
氮的氧化物
对环境的污染：
危害 光化学烟雾 酸雨
污染源
石油产品和煤燃烧的产物 汽车尾气 制硝酸的工厂
处理：NO+NO2+2NaOH ＝＝ 2NaNO2+H2O 2NO2+2NaOH ＝＝ NaNO3+NaNO2+H2O
NO 色态
NO2
毒性 与水反应
与O2反 应
无色气体 有毒
红棕色气体 有毒
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
[例3] 40mLNO和NO2的混合气体与20mLO2同时通 入水中（混合气体事先装入体积为60mL的试管中） 充分反应后，试管里还剩５mL气体（气体体积均已 换算成标准状况下的体积），求原混合气的组成。 解：设NO的体积为x ，NO2的体积为y ⑴ 若O2剩余 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3
4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3
V(NO):V(O2) = 4:3 时，完全反应，无气体剩余 V(NO):V(O2) < 4:3 时，O2过量，剩余气体为O2
V(NO):V(O2) > 4:3 时，NO过量，剩余气体为NO
NO2 和 O2 混和气体溶于水的反应 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 2NO + O2 = 2NO2 ② ① ×2 ＋ ② 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
•答案：（1）A是NO；B是O2。（2）20mL。（3）20<V<60。
容积为50mL的量筒内充满NO2和 O2的混合气体，倒置量筒在盛满 水的水槽里，足够时间后，量筒 里剩余气体体积为5mL。则混合 气体中NO2和O2体积比可能 是 。
化学——氮的氧化物
考点1 氮的氧化物1.氮元素有＋1、＋2、＋3、＋４、＋5等五种正价态，五种正价对应六种氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5。
其中N2O3和N2O5分别是HNO2和HNO3的酸酐。
NO是一种无色还原性较强的气体，易被O2氧化生成NO2，NO2是一种红棕色的易溶于水且与水反应的气体，氧化性强，能氧化SO2，能使湿润的KI－淀粉试纸变蓝。
2.NO、NO2都是大气污染物，空气中NO、NO2主要来自石油产品和煤燃烧、汽车尾气以及制硝酸工厂的废气。
其中空气中的NO2是造成光化学烟雾的主要因素。
3．NO、NO2的制法（1）NO的实验室制法①原理：3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O②装置：铁架台、铁夹、铁圈、烧瓶、分液漏斗、胶塞、导管、酒精灯等③收集：排水集气法④检验：无色气体和空气接触立即变红棕色（2）NO2的实验室制法①原理：Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O②装置：锥形瓶(或烧瓶)、分液漏斗、带导管胶塞221．氨的物理性质氨气为无色、有刺激性气味的气体，比空气轻，易液化，极易溶于水，氨水的密度小于水的密度，氨水的浓度越大，密度越小。
2．氨的化学性质；（1）与水反应，溶液呈碱性：NH3+H2O NH3·H2O NH4++OH-氨水中所含有微粒：NH3、H2O、NH3·H2O、NH4+、OH-、H+，氨水中溶质通常看作为NH3，而不是NH3·H2O。
（2）与酸反应NH3+HNO3NH4NO3HCl+NH3NH4ClH2SO4+2NH3(NH4)2SO4氨气与氯化氢相遇便产生白烟，可用于NH3与HCl的相互检验。
（3）还原性NH3分子中氮元素呈－3价，具有还原性，能在一定条件下与O2、Cl2、CuO等反应，被它们氧化：2NH3＋3Cl2N2＋6HCl2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O3．氨气的实验室制法（1）原理：固态铵盐与碱加热反应：2NH4Cl＋Ca(OH) 2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O （2）发生装置：固+固+加热型，与制备O2气体相似；（3）收集：向下排空气法。
氮的氧化物-硝酸和氨
②在放电时与O2反应：
③与H2反应：
④与Mg等ⅡA族元素的反应：
N2+O2==2NO
放电
N2+3H2=====2NH3
催化剂
高温高压
N2+3Mg===Mg3N2
二、氮的氧化物
2、NO：
氮元素的常见正价有+1、+2、+3、+4、+5 所以氮的氧化物种类较多 ，如N2O、NO、N2O3、NO2、N2O5
与含S2- 、SO32- 、Fe2+ 、I-等的化合物反应。
浅绿色的Fe(NO3)2溶液中存在如下平衡： Fe2++2H2O Fe(OH)2+2H+，若向该溶液中滴加稀盐酸，则溶液的颜色（ ） A、变黄 B、绿色变深 C、绿色变浅 D、无变化
光或 △
浓HNO3应避光保存在棕色瓶中。浓硝酸分解产生的NO2溶于HNO3而显黄色
浓HNO3 、AgNO3 、氯水、溴水等。
常见的需要放在棕色瓶中的溶液有哪些?
③强氧化性
要点一、HNO3 不管浓稀都具有强氧化 性，且氧化性浓HNO3 > 稀HNO3
要点二、 HNO3的强氧化性的具体体现：
1、利用电子得失守恒计算。
V1+V2=11·2L
32·64g/64g·mol-1×2=V1/22·4L·mol-1×3+V2/22·4L·mol-1×1
5·8
5·4
2、利用N元素守恒计算。
（aV×10-3+0·5）/0·14
3、整个变化中Ｎ元素的化合价不变， 利用氧化还原反应中得失电子数目相等。
含氮化合物
2010.09
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收集
排水法
向上排气法
尾气处理
NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O
思考：
1. 怎样除去 NO 中的 NO2 ?
2. 3NO2+H2O=2HNO3+NO 反应中， (1)NO2是酸性氧化物吗？ (2)n(氧化剂) : n(还原剂)=？ (3)如何将尽量NO2转化为HNO3
科学探究
• 现给你一试管二氧化氮，其他药品和仪器自选。
二氧化硫
复习
物理性质 化学性质
无色、有刺激性气味、有毒、易 液化、比空气重、易溶于水
1、与水反应生成酸
SO2 + H2O
H2SO3
2、与碱反应生成盐和水
SO2 + 2 NaOH=Na2SO3 + H2O
3、既有氧化性，又有还原性
催化剂
2SO2 + O2
2SO3
4、漂白性：暂时性漂白，可逆
品红 SO2
②
① ×2 ＋ ②
总反应：4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
V(NO2):V(O2)
= 4︰1，恰好完全反应 ＞ 4︰1，NO2过量，剩余气体为NO ＜ 4︰1， O2过量，剩余气体为O2
“NO+NO2+NaOH溶液”型
原理 NO+NO2+2NaOH 2NaNO2+H2O 2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O
1、请你设计实验，要求尽可能多地NO2被水吸收。
实验步骤
现象
解释（反应 式）
（1）
（2）
（3）
科学探究
• 现给你一试管二氧化氮，其他药品和仪器自选。
1、请你设计实验，要求尽可能多地NO2被水吸收。
实验步骤
现象
解释（反应 式）
（1） 将充满NO2 的试管倒立 在水槽
红棕色逐渐消失， 3NO2+H2O= 试管水位上升到 2HNO3+NO
在工业生产硝酸时，应使用稍过量的空 气，经过多次循环氧化吸收，可充分利用原 料，并减少NO的排放以保护环境。
(1)、一氧化氮（NO）：
1)、NO的物理性质：
无色、不溶于水、有毒气体
是大气的污染物
2)、NO的化学性质： 2NO + O2 = 2NO2 （红棕色）
（工业制硝酸的第二步）
(2)、二氧化氮（NO2）：
规律 :当V(NO2)≥V(NO)时，混合气能被 NaOH溶液完全吸收
当V(NO2)<V(NO)时，混合气体中NO 过量，被NaOH吸收后，剩余气体为NO。
1)、NO2的物理性质： 红棕色、有刺激性气味的有毒气体 密度比空气大 易液化（20℃）易溶于水并与水反应
污染大气的有害物质之一
2)、NO2的化学性质：
+4
+5
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
（工业制硝酸的第三步）
二氧化氮是硝酸的酸酐吗？为什么？ 硝酸的酸酐是N+52O5
哪种氧化物是亚硝酸(HNO2)的酸酐？ N2O3
2/3处
（2） 往试管 通入O2
无色气体变成红棕 2NO+O2= 色；水位继续上升，2NO2
红棕色又消失
（3） 继续通入氧气 水逐渐充满试管
4 NO2 + 2H2O + O2 = 4HNO3
3NO2+H2O= 2HNO3+NO
(4)、NO、NO2对环境的污染：
危害
光化学烟雾 酸雨
石油产品和煤燃烧的产物
褪色
红色
无色
一氧化氮和二氧化氮
1、氮气(N2) 1)、氮气的物理性质： 无色无味无毒气体 不溶于水
比空气稍轻
收集氮气时用排水法不用排空法
常温下无色、无味的气体有:H2、O2、 N2、CO、CO2、NO、CH4。 直接排入空气的有: O2、N2、CO2 难溶于水的有 : O2、N2、H2、CO、 NO、CH4。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 在新疆与青海交界处有一山谷，人称魔鬼谷，经常 电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击毙。然而谷内却是 牧草茂盛，四季常青。请解释原因。
放电或高温
N2 + O2 ==== 2NO 2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
雷雨发庄稼
(3)、NO和NO2的生成：
放电或高温＋2
① ×3 ＋ ②×2
4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3
V(NO):V(O2)
＝ 4︰3，恰好完全反应 ＞ 4︰3，NO过量，剩余气体为NO ＜ 4︰3， O2过量，剩余气体为O2
NO2 和 O2 混和气体溶于水的反应
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO ①
2NO + O2 = 2NO2
与水反应
×
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
与O2反应
2NO + O2 = 2NO2
×
与水、O2 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 4NO2+O2+2H2O=4HNO3
其它反应
2NO2
N2O4
制法 3C3Cuu+(8NHON3O)3(2+稀2)N=O↑+4H2O CuC+u4(HNNOO33)(2浓+)2=NO2↑+2H2O
解：设原有NO2的体积为x
3NO2+H2O = 2HNO3+NO 体积差
3
2
x
30-16=14
X=21mL
V(NO)=30-21=9ml
答：原有NO、NO2的体积分别为9mL、21mL
NO 和 O2 混和气体溶于水的反应
2NO + O2 = 2NO2
①
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO ②
实验室制法：
N2+ O2 2NO +
=== O2 ==
2NO 2＋N4O2
3Cu+8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Cu+4HNO3(浓) = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
讨论：实验室制备NO、 NO2时，该用 什么方法来收集？
NO
色态
无色气体
毒性
有毒
NO2
红棕色气体 有毒
污染源 汽车尾气 制硝酸的工厂
(5).有关氮的氧化物计算 （1）NO2或NO2与N2（非O2）的混合气体溶于水
依据：3NO2+H2O = 2HNO3+NO 利用气体体积变化差值进行计算。
例题. 将30mLNO和NO2的混合气，通入倒立在水 槽中的盛满水的量筒里，片刻后，量筒里剩下
16mL的气体。求原混合气体中NO和NO2的体积。
2)、氮气的化学性质：
放电或高温
N2 + O2 ===== 2NO 3)、氮气的用途：
保护气：填充灯泡，焊接金属等
氮的氧化物
化合价：+1 +2
N2O（笑气） NO 无色
+3 +4 +5
N2O3 NO2、N2O4 N2O5 红棕色、无色
属于酸酐的只有
N2O3
N2O5
＋N12O俗名笑气，是一种麻醉 剂，＋N32O3是亚硝酸（HNO2）的酸酐， ＋N52O5是 硝酸的酸酐，是一种白色固体。