《氮及其化合物（第二課時(shí)）》諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)（1998年）穆拉德FeridMurad弗奇戈特RobertF.Furchgott伊格納羅LouisJ.Ignarro發(fā)現(xiàn)在心血管系統(tǒng)中起信號分子作用的一氧化氮。一氧化氮在治療疾病中的突出應(yīng)用一、一氧化氮的性質(zhì)1.物理性質(zhì)無色氣體，不溶于水，密度比空氣的略大。（NO相對分子質(zhì)量約為30）一、一氧化氮的性質(zhì)1.物理性質(zhì)無色氣體，不溶于水，密度比空氣的略大。（NO相對分子質(zhì)量約為30）2.化學(xué)性質(zhì)研究物質(zhì)性質(zhì)的角度：物質(zhì)類別通性角度、氧化還原角度、特性物質(zhì)類別通性角度氧化還原角度不成鹽氧化物NO+2實(shí)驗(yàn)一：NO和O2的反應(yīng)2.化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)一：NO和O2的反應(yīng)現(xiàn)象：氣體顏色由無色變?yōu)榧t棕色2.化學(xué)性質(zhì)化學(xué)方程式：2NO+O22NO2收集方法：排水法（NO與O2常溫下反應(yīng)）實(shí)驗(yàn)一：NO和O2的反應(yīng)現(xiàn)象：氣體顏色由無色變?yōu)榧t棕色氧化劑：O2

還原劑：NO

二、二氧化氮的性質(zhì)1.物理性質(zhì)紅棕色有刺激性氣味氣體，密度比空氣的大，易液化，易溶于水。二、二氧化氮的性質(zhì)1.物理性質(zhì)紅棕色有刺激性氣味氣體，密度比空氣的大，易液化，易溶于水。2.化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)二：NO2和H2O的反應(yīng)2.化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：液面逐漸上升，氣體的紅棕色消失，剩余的氣體為無色。實(shí)驗(yàn)二：NO2和H2O的反應(yīng)2.化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：液面逐漸上升，氣體的紅棕色消失，剩余的氣體為無色。實(shí)驗(yàn)二：NO2和H2O的反應(yīng)NO2NOHNO3氮元素化合價(jià)由+4降至+2氮元素化合價(jià)由+4升至+5作氧化劑作還原劑2.化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：液面逐漸上升，氣體的紅棕色消失，剩余的氣體為無色。實(shí)驗(yàn)二：NO2和H2O的反應(yīng)化學(xué)方程式：3NO2+H2ONO+2HNO3(工業(yè)制硝酸的原理)收集方法：向上排空氣法NO2NOHNO3作氧化劑作還原劑氮元素化合價(jià)由+4降至+2氮元素化合價(jià)由+4升至+5NO和NO2的比較NONO2無色氣體紅棕色氣體不溶于水易溶于水排水法向上排空氣法顏色、狀態(tài)溶解性收集方法NO和NO2的比較NONO2無色氣體紅棕色氣體不溶于水易溶于水排水法向上排空氣法2NO+O22NO23NO2+H2O

NO+2HNO3顏色、狀態(tài)溶解性收集方法轉(zhuǎn)化思考：①在一支50mL的注射器里充入20mLNO，然后吸入5mL水，用乳膠管和彈簧夾封住管口，振蕩注射器，觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象：無明顯現(xiàn)象原因：NO氣體不能溶于水思考：①在一支50mL的注射器里充入20mLNO，然后吸入5mL水，用乳膠管和彈簧夾封住管口，振蕩注射器，觀察現(xiàn)象。思考：②快速吸入10mL空氣后夾上彈簧夾，觀察現(xiàn)象。振蕩注射器，再觀察現(xiàn)象。現(xiàn)象：吸入空氣中氣體變?yōu)榧t棕色；再振蕩后氣體又變?yōu)闊o色，同時(shí)注射器的活塞向內(nèi)移動。原因：吸入空氣后，NO與O2反應(yīng)生成NO2，氣體變?yōu)榧t棕色；振蕩后，NO2溶于水生成HNO3和NO，氣體又變?yōu)闊o色，同時(shí)氣體的總體積有所減少。思考：②快速吸入10mL空氣后夾上彈簧夾，觀察現(xiàn)象。振蕩注射器，再觀察現(xiàn)象。思考：③如果要將注射器中的NO充分轉(zhuǎn)化，可以采取什么措施？思考：③如果要將注射器中的NO充分轉(zhuǎn)化，可以采取什么措施？吸入空氣，振蕩，重復(fù)操作。思考：③如果要將注射器中的NO充分轉(zhuǎn)化，可以采取什么措施？吸入空氣，振蕩，重復(fù)操作。2NO+O22NO23NO2+H2O

NO+2HNO3×2+4NO+3O2+2H2O4HNO3×3思考：④上述實(shí)驗(yàn)對工業(yè)上生產(chǎn)硝酸有什么啟示？思考：④上述實(shí)驗(yàn)對工業(yè)上生產(chǎn)硝酸有什么啟示？

向生產(chǎn)硝酸的尾氣中通入氧氣，利用氧氣將NO氧化為NO2實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。三、含氮氧化物N2ONON2O3NO2N2O5+1+2+3+4+5三、含氮氧化物N2ONON2O3NO2N2O5+1+2+3+4+5牙科麻醉劑氧化劑火箭燃料系統(tǒng)中氧化劑四、一氧化氮和二氧化氮性質(zhì)的應(yīng)用1.“雷雨肥田”四、一氧化氮和二氧化氮性質(zhì)的應(yīng)用1.“雷雨肥田”農(nóng)諺“雷雨肥田”的化學(xué)原理2NO+O22NO2N2+O22NO放電或高溫3NO2+H2O2HNO3+NO2.工業(yè)制硝酸N2H2NH3O2O2NONO2HNO3H2O2.工業(yè)制硝酸N2H2NH3O2O2NONO2HNO3H2O2NO+O22NO23NO2+H2O2HNO3+NON2+3H22NH34NH3+5O24NO+6H2O催化劑Δ五、氮氧化物（NOX）的來源、危害和治理1.氮氧化物（NOX）的來源2.NOX的危害方法1：SCR（選擇性催化還原）3.NOX的治理——工業(yè)“脫硝”方法1：SCR（選擇性催化還原）3.NOX的治理——工業(yè)“脫硝”方法1：SCR（選擇性催化還原）8NH3+6NO27N2+12H2O催化劑3.NOX的治理——工業(yè)“脫硝”方法2：堿液吸收法2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O方法2：堿液吸收法2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O方法3：NSR(NOX儲存還原)方法4：汽車尾氣催化轉(zhuǎn)化器2NO2+4CO4CO2+N2催化劑六、典型例題例1.二十四節(jié)氣是中國歷法的獨(dú)特創(chuàng)造，四月農(nóng)諺“雷雨肥田”“雨生百谷”描述的都是節(jié)氣谷雨。下列元素在自然界中的轉(zhuǎn)化與“雷雨肥田”有關(guān)的是（）A.KB.NC.PD.C六、典型例題2NO+O22NO23NO2+H2O2HNO3+NO例1.二十四節(jié)氣是中國歷法的獨(dú)特創(chuàng)造，四月農(nóng)諺“雷雨肥田”“雨生百谷”描述的都是節(jié)氣谷雨。下列元素在自然界中的轉(zhuǎn)化與“雷雨肥田”有關(guān)的是（）A.KB.NC.PD.CN2+O22NO放電或高溫六、典型例題例1.二十四節(jié)氣是中國歷法的獨(dú)特創(chuàng)造，四月農(nóng)諺“雷雨肥田”“雨生百谷”描述的都是節(jié)氣谷雨。下列元素在自然界中的轉(zhuǎn)化與“雷雨肥田”有關(guān)的是（）A.KB.NC.PD.C2NO+O22NO23NO2+H2O2HNO3+NOBN2+O22NO放電或高溫A.氮元素的化合價(jià)不發(fā)生變化B.NO2只是氧化劑C.NO2只是還原劑D.NO2既是氧化劑又是還原劑例2.在NO2與水的反應(yīng)中，（）A.氮元素的化合價(jià)不發(fā)生變化B.NO2只是氧化劑C.NO2只是還原劑D.NO2既是氧化劑又是還原劑化學(xué)方程式：3NO2+H2ONO+2HNO3+4+2+5例2.在NO2與水的反應(yīng)中，（）A.氮元素的化合價(jià)不發(fā)生變化B.NO2只是氧化劑C.NO2只是還原劑D.NO2既是氧化劑又是還原劑例2.在NO2與水的反應(yīng)中，（）D化學(xué)方程式：3NO2+H2ONO+2HNO3+4+2+5A.氮元素均被氧化B.工業(yè)合成氨屬于人工固氮C.含氮無機(jī)物和含氮有機(jī)物可相互轉(zhuǎn)化D.碳、氫、氧三種元素也參與了氮循環(huán)例3.下列關(guān)于自然界中氮循環(huán)（如圖）的說法不正確的是（）AA.氮元素均被氧化B.工業(yè)合成氨屬于人工固氮C.含氮無機(jī)物和含氮有機(jī)物可相互轉(zhuǎn)化D.碳、氫、氧三種元素也參與了氮循環(huán)例3.下列關(guān)于自然界中氮循環(huán)（如圖）的說法不正確的是（）A.CB.NC.SD.Mg例4.不能實(shí)現(xiàn)下列物質(zhì)間直接轉(zhuǎn)化的元素是()A.CB.NC.SD.Mg單質(zhì)氧化物氧化物酸或堿A.C→CO→CO2→H2CO3B.N2→NO→NO2→HNO3C.S→SO2→SO3→H2SO4例4.不能實(shí)現(xiàn)下列物質(zhì)間直接轉(zhuǎn)化的元素是()DA.CB.NC.SD.Mg單質(zhì)氧化物氧化物酸或堿A.C→CO→CO2→H2CO3B.N2→NO→NO2→HNO3C.S→SO2→SO3→H2SO4例4.不能實(shí)現(xiàn)下列物質(zhì)間直接轉(zhuǎn)化的元素是()（1）NO2的顏色是__________。（2）反應(yīng)①的化學(xué)方程式是______________。（3）NO2易溶于水，并和水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，該反應(yīng)中，氧化劑是

__________。

（4）化合物A的化學(xué)式是__________。例5.如圖是氮循環(huán)的一部分：（1）NO2的顏色是__________。（2）反應(yīng)①的化學(xué)方程式是______________。（3）NO2易溶于水，并和水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，該反應(yīng)中，氧化劑是

__________。

（4）化合物A的化學(xué)式是__________。紅棕色例5.如圖是氮循環(huán)的一部分：（1）NO2的顏色是__________。（2）反應(yīng)①的化學(xué)方程式是______________。（3）NO2易溶于水，并和水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，該反應(yīng)中，氧化劑是

__________。

（4）化合物A的化學(xué)式是__________。紅棕色例5.如圖是氮循環(huán)的一部分：N2+O22NO放電或高溫（1）NO2的顏色是__________。（2）反應(yīng)①的化學(xué)方程式是______________。（3）NO2易溶于水，并和水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，該反應(yīng)中，氧化劑是

__________。

（4）化合物A的化學(xué)式是__________。紅棕色NO2例5.如圖是氮循環(huán)的一部分：N2+O22NO放電或高溫（1）NO2的顏色是__________。（2）反應(yīng)①的化學(xué)方程式是______________。（3）NO2易溶于水，并和水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，該反應(yīng)中，氧化劑是

__________。

（4）化合物A的化學(xué)式是__________。紅棕色NO2HNO3例5.如圖是氮循環(huán)的一部分：N2+O22NO放電或高溫若燒瓶是干燥的，則由B口進(jìn)氣收集的氣體有________(寫序號)。例6.利用如圖所示裝置收集以下7種氣體①H2②Cl2③CH4④HCl⑤NH3⑥NO⑦SO2若燒瓶是干燥的，則由B口進(jìn)氣收集的氣體有________(寫序號)。例6.利用如圖所示裝置收集以下7種氣體①H2②Cl2③CH4④HCl⑤NH3⑥NO⑦SO2相同條件下，氣體的密度之比等于其相對分子質(zhì)量之比若燒瓶是干燥的，則由B口進(jìn)氣收集的氣體有________(寫序號)。例6.利用如圖所示裝置收集以下7種氣體①H2②Cl2③CH4④HCl⑤NH3⑥NO⑦SO2相同條件下，氣體的密度之比等于其相對分子質(zhì)量之比相對分子質(zhì)量：H22Cl271CH416HCl36.5NH317SO264②④⑦若燒瓶是干燥的，則由B口進(jìn)氣收集的氣體有________(寫序號)。例6.利用如圖所示裝置收集以下7種氣體①H2②Cl2③CH4④HCl⑤NH3⑥NO⑦SO2相同條件下，氣體的密度之比等于其相對分子質(zhì)量之比相對分子質(zhì)量：H22Cl271CH416HCl36.5NH317SO2642NO+O22NO23NO2+H2O

NO+2HNO3核心化學(xué)性質(zhì)學(xué)習(xí)元素化合物的方法化學(xué)反應(yīng)的應(yīng)用價(jià)值任務(wù)氮的氧化物溶于水的有關(guān)計(jì)算【問題探究】【實(shí)驗(yàn)探究】NO2被H2O吸收的實(shí)驗(yàn)NO2能溶于H2O并發(fā)生反應(yīng),為了使NO2盡可能被H2O吸收,某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟,以探究NO2被H2O吸收的程度。步驟①:將盛滿NO2氣體的試管倒置于盛水的水槽中,如圖甲所示。步驟②:將O2緩慢通入步驟①的試管中,如圖乙所示。甲

乙1.步驟①中試管內(nèi)氣體的顏色和水位有何變化?發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是什么?2.步驟②中試管內(nèi)氣體的顏色和體積怎樣變化,試管內(nèi)水位怎樣變化?主要發(fā)生哪些反應(yīng)?提示

緩慢通入O2時(shí),試管內(nèi)無色氣體變?yōu)榧t棕色,后又變?yōu)闊o色,但氣體體積減小,液面不斷上升。發(fā)生反應(yīng):2NO+O2===2NO2,3NO2+H2O===2HNO3+NO。3.當(dāng)液體充滿整個(gè)試管時(shí),通入的O2與原試管內(nèi)的NO2體積之比是多少?寫出總反應(yīng)的化學(xué)方程式。提示

當(dāng)液體充滿試管時(shí),NO2和通入的O2恰好完全反應(yīng)生成HNO3,即4NO2+O2+2H2O===4HNO3,因此V(NO2)∶V(O2)=4∶1。4.在相同條件下,向同一試管中分別通入NO和O2,然后倒置于水槽中,若溶液充滿試管,則通入的NO和O2的體積比為多少?寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。提示

4∶3。4NO+3O2+2H2O===4HNO3。【深化拓展】1.NO和NO2的性質(zhì)對比物質(zhì)NONO2顏色、狀態(tài)、氣味、毒性無色、無味紅棕色、刺激性氣味有毒氣體水溶性不溶易溶且與水反應(yīng)與O2反應(yīng)2NO+O2===2NO2—與H2O反應(yīng)—3NO2+H2O===2HNO3+NO物質(zhì)NONO2與O2、H2O共同反應(yīng)4NO+3O2+2H2O===4HNO34NO2+O2+2H2O===4HNO3氧化性6NO+4NH35N2+6H2O6NO2+8NH37N2+12H2O,NO2+SO2===SO3+NO,NO2能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍(lán)2.氮的氧化物溶于水的有關(guān)定量關(guān)系(1)相關(guān)反應(yīng)原理3NO2+H2O===2HNO3+NO①2NO+O2===2NO2②由方程式①×2+②得:4NO2+O2+2H2O===4HNO3③由方程式①×2+②×3得:4NO+3O2+2H2O===4HNO3④(2)氮氧化物溶于水的不同情況及剩余氣體分析①NO2與O2的混合氣體溶于水(反應(yīng)③)②NO與O2的混合氣體溶于水(反應(yīng)④)溫馨提示

:氮的氧化物與O2的混合氣體溶于水時(shí),剩余的氣體可能是O2,也可能是NO,但不可能是NO2,因?yàn)镹O2會與水反應(yīng)生成HNO3和NO。【素能應(yīng)用】典例將VmLNO和NO2的混合氣體通過水吸收后,得到無色氣體A。將此無色氣體A與等體積的O2通入水中充分吸收后,得到5mL無色氣體B,下列說法不正確的是(

)A.氣體A是NO,B氣體是O2B.氣體A的體積是20mLC.V的取值范圍是20<V<60D.將盛有體積比為4∶1的NO2和O2混合氣體的燒瓶倒立于水槽中充分反應(yīng)后,燒瓶中所得溶液的物質(zhì)的量濃度為

mol·L-1答案

D解析

NO不與水反應(yīng),NO2能與水反應(yīng):3NO2+H2O===2HNO3+NO,則無色氣體A為NO;無色氣體A與等體積的O2混合通過水后發(fā)生反應(yīng):4NO+3O2+2H2O===4HNO3,由此可知O2過量,則無色氣體B為O2,A正確;由于過量的氧氣為5

mL,而開始反應(yīng)時(shí)NO與O2的體積相等,根據(jù)反應(yīng)4NO+3O2+2H2O===4HNO3,剩余O2體積占反應(yīng)前O2總體積的

,可知NO的體積為V(NO)=V(O2)=5

mL×4=20

mL,即氣體A的體積是20

mL,B正確;由B可知,NO2與水反應(yīng)產(chǎn)生的NO和原來的NO共20

mL,若NO氣體全部來源于原氣體,則V=20;若NO氣體全部是由NO2與水反應(yīng)產(chǎn)生,根據(jù)反應(yīng)3NO2+H2O===2HNO3+NO可知V=3×20=60,則V的取值范圍是20<V<60,C正確;將盛有體積比為4∶1的NO2和O2的混合氣體的燒瓶倒立于水槽中充分反應(yīng),發(fā)生的反應(yīng)為4NO2+O2+2H2O===4HNO3,恰好完全轉(zhuǎn)化為硝酸,但由于未指明氣體所處的外界條件,不能確定氣體摩爾體積,就不能計(jì)算氣體的物質(zhì)的量及其形成的硝酸溶液的濃度,D錯(cuò)誤?！咀兪皆O(shè)問】將NO、O2和NO2的混合氣體通入水中被完全吸收,當(dāng)氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶3時(shí),NO、O2和NO2的體積之比為

。

提示

1∶2∶5解析

將NO、O2和NO2的混合氣體通入水中被完全吸收,反應(yīng)中O2是氧化劑,NO和NO2是還原劑,若氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶3,設(shè)n(O2)=1

mol,則有n(NO)+n(NO2)=3

mol,設(shè)NO、NO2的物質(zhì)的量分別為x、y,則有x+y=3

mol;據(jù)得失電子守恒可得:1

mol×4=3x+y,綜合上述兩式可得x=0.5

mol,y=2.5

mol。根據(jù)阿伏加德羅定律及推論可知,相同條件下,氣體的體積之比等于其物質(zhì)的量之比,故NO、O2、NO2的體積之比為0.5

mol∶1

mol∶2.5

mol=1∶2∶5。變式訓(xùn)練

將40mLNO2和NO的混合氣體通入倒立于水槽中盛滿水的試管里,充分反應(yīng)后試管中剩余20mL氣體,則原混合氣體中NO2和NO的體積比為(

)A.2∶1 B.1∶3 C.3∶1 D.1∶1答案

C解析

3NO2+H2O===2HNO3+NO

ΔV3

mL

1

mL

2

mLV(NO2)

(40

mL-20

mL)所以原混合氣體中V(NO)=40

mL-30

mL=10

mL,因此V(NO2)∶V(NO)=30

mL∶10

mL=3∶1。

隨堂檢測1.(原創(chuàng)題)下列關(guān)于氮?dú)庑再|(zhì)的說法正確的是(

)A.點(diǎn)燃條件下,N2在氧氣中燃燒生成NOB.點(diǎn)燃時(shí),金屬M(fèi)g與N2反應(yīng)生成Mg2N3,N2是還原劑C.合成氨反應(yīng)中,N2發(fā)生氧化反應(yīng)D.氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,其原因是兩個(gè)氮原子之間以共價(jià)三鍵結(jié)合答案

D解析

N2不能在O2中燃燒,在高溫或放電條件下,二者反應(yīng)生成NO,A錯(cuò)誤;點(diǎn)燃時(shí),金屬M(fèi)g與N2反應(yīng)生成Mg3N2,氮元素由0價(jià)降低到-3價(jià),則N2是氧化劑,B錯(cuò)誤;合成氨反應(yīng)中,氮元素由0價(jià)降低到-3價(jià),則N2是氧化劑,發(fā)生還原反應(yīng),C錯(cuò)誤;N2分子中存在N≡N,較難斷裂,故N2的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,D正確。2.(2021山東濟(jì)南高一期末)下列對NO和NO2的描述正確的是(

)A.NO2與水的反應(yīng)中,NO2既