课件31张PPT。一氧化氮和二氧化氮NO,NO2 土壤O2H2O有句农谚“雷雨发庄稼”。你知道其中的道理吗?N2O2闪电NONO2HNO3氮肥固氮作用:将游离态氮(N2)转变为化合态氮的过程1、N元素的化合价:-3,0,+1,+2,+3,+4,+52、N的氧化物一、氮气(N2)1、物理性质:无色、无味气体,不溶于水,密度比空气略小保护气、填充灯泡、焊接金属、低温制冷等2、化学性质:3、用途:(1)常温下不活泼(2)高温下:???? 降温、加压?????????????逐渐升温空气------液化空气--------氮气(氧气随后挥发)(1)工业上用空气作原料 空气--------混合气体---------氮气碳燃烧碱溶液4、制法:???????????????????????????加热 NaNO2 + NH4Cl == NH4NO2 + NaCl
???????
NH4NO2 ==== N2 + 2H2O (2)实验室制氮气二、二氧化氮和一氧化氮(一)、一氧化氮(NO)1、物理性质:无色、无味、不溶于水的有毒气体,密度比空气略小2、化学性质:常温下:2NO + O2 === 2NO2(红棕色)2、如何鉴别CO与NO?1、NO气体的收集方法?思考:3、在体积为VL的密闭容器中通入a mol NO和b mol O2,反应后容器内N原子数和O原子数之比为( )
A.a/b B.a/2b C.a/(a+2b)D.b/aC2、化学性质3NO2 + H2O === 2HNO3 + NO (二)、二氧化氮(NO2)1、物理性质 红棕色、有刺激性气味的有毒气体,易溶于水,密度比空气大,易液化(-20℃)。(1)2NO2 N2O4现象:红棕色逐渐消失,试管水位上升到2/3处(2)与水反应思考:将充满NO2的试管倒立在水槽中,求此时溶液的物质的量浓度?练习1、在NO2被水吸收的反应中,发生还原反应和发生氧化反应的物质,其质量比为( )
A.3:1 B.1:3 C.1:2 D.2:1C2、NO2与Br2蒸气都是红棕色,能否用淀粉KI试纸或碱溶液鉴别。如果不能,又该如何鉴别?①通入水中,NO2发生反应:3NO2 + H2O === 2HNO3 + NO ,溶液呈无色;而溴水为橙色。 ②通入AgNO3溶液中, Br2蒸气生成淡黄色沉淀,NO2无明显现象。 ③通入CCl4溶液等有机溶剂中, Br2蒸气易溶于CCl4 ,且CCl4溶液呈橙红色,NO2无明显现象。 将一支充满NO2的试管倒置于盛有水的水槽中红棕色气体逐渐消失,水位上升,最后水充满整个试管的2∕33NO2+H2O = 2HNO3+NO NO2:红棕色气体
NO:无色气体将O2慢慢地通入步骤(1)的试管中无色气体变成红棕色
气体,又变为无色气
体,但气体体积逐渐
缩小,液面不断上升2NO + O2 = 2NO2 3NO2+H2O = 2HNO3+NO [科学探究]设计实验,要求尽可能多地NO2被水吸收继续通入O2水充满整个试管(1)NO和O2混合溶于水(2)NO2和O2混合溶于水三、关于NO2、NO、O2混合气体溶于水的计算(3)NO、NO2和O2混合溶于水V(NO) :V(O2) =4:3<4:3>4:3恰好完全反应,无气体剩余NO过量,剩余气体为NOO2过量,剩余气体为O23NO2 + H2O = 2HNO3 + NO2NO + O2 = 2NO2×3×24NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 (1)NO和O2混合溶于水(1)若最终余下气体的成份为O2,则20mLNO均完全反应
4NO+3O2+2H2O==4HNO3
4 3
20 x x=15mL
此时,通入O2的体积为15+4=19mL
(2)若最终余下气体的成分为NO,则与水反应的NO为:20-4=16mL
4NO+3O2+2H2O==4HNO3
4 3
16 x x=12 mL
综上(1)(2),通入O2的体积可能是12 mL 或19 mL 例1、一支试管中充有20mLNO气体,倒置于水槽中,现向其中通入一定量的O2,试管内最终有4mL气体,则通入O2的体积可能是多少?V(NO2) :V(O2) =4:1<4:1>4:1恰好完全反应,无气体剩余NO2过量,剩余气体为NOO2过量,剩余气体为O23NO2 + H2O = 2HNO3 + NO2NO + O2 = 2NO2×24NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO(2)NO2和O2混合溶于水注意:氮的氧化物与O2混合通入水中,剩余气体只可能是NO或O2,不可能是NO2。例1:
(1)将40mLNO2和_______mLO2混合,与水反应无气体剩余。
(2)将40mLNO2与15mLO2混合,与水反应后剩余的气体为_______; 气体体积为________mL;
(3)将40mLNO2与5mLO2混合,与水反应后剩余的气体为________;气体体积为__________mL;10520/3O2NO解:设原混合气体中NO2的体积为 x mL ,O2的体积为 y mL。
(1)若O2过量,则NO2全部参加反应,剩下的5 mL 气体为O2 ,则参加反应的O2的体积为(y – 5)mL。例2、在一支容积为30mL的试管内充满NO2 和O2的混合气体,把试管倒置于水中,充分反应后余5mL,则原混合气体中NO2 和O2的体积各是多少?4 NO2 + O2 +2H2O == 4HNO3
4 1
x y-5 (2)法1:若NO2过量,则O2全部参加反应,而过量的NO2还会和H2O继续反应,剩下的5 mL气体为NO。综上,NO2和O2的体积是20 mL和10 mL 或27 mL和3 mL 4 NO2 + O2 +2H2O == 4HNO3
4 1
4y y则过量的NO2体积为 (x-4y) mL,继续与H2O反应
3NO2 + H2O ==2HNO3 + NO
3 1
x-4y 5mL (2)法2:若NO2过量,则O2全部参加反应,剩下的5 mL气体为NO。(先将NO2转化为NO,然后在进行计算)综上,NO2和O2的体积是20 mL和10 mL 或27 mL和3 mL 4 NO + 3O2 + 2H2O == 4HNO3
4 3
(x/3-5) y mL 3NO2 + H2O ==2HNO3 + NO
3 1
x mL x/3 mL (3)NO、NO2和O2混合溶于水例1、将充有5mlNO和6 mlNO2混合气体的试管倒置于水槽中,通入7mlO2,充分反应后,试管中剩余的气体是什么?体积多少?剩余O2体积为1.75mL4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO一律先将NO2与水反应转化为NO,然后再计算[变式]若通入的O2体积为3 mL,结果又如何?例2、将40mLNO和NO2的混合气体与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?解:设原有NO体积为 x mL,NO2的体积为 y mL。3NO2+H2O === 2HNO3+NO3 1
y y/3 4NO + 3O2 + 2H2O === 4HNO3
4 3
x+y/3 (20-5)先将NO2与水反应转化为NO(1)若剩余气体为O2,则NO完全反应,参加反应的O2为20-5=15mL(2)若剩余气体为NO,则参加反应的NO为x+y/3-5,
O2为20mL。4NO + 3O2 + 2H2O ==== 4HNO3
4 3
20mLx+y/3-5综上,NO和NO2的体积是10 mL和30 mL 或12.5 mL和27.5 mL (2)若剩余气体为NO,无O2、NO2剩余;3NO2 + H2O ==== 2HNO3 + NO
3 1
xx/34NO + 3O2 + 2H2O ==== 4HNO3
4 3
20mLx/3+y-5一律先将NO2与水反应转化为NO,然后再计算综上,NO2和O2的体积是30 mL和10 mL 或27.5 mL和12.5 mL (1)若N:O=2:5;恰好完全反应(2)若N:O<2:5;有O2剩余(3)若N:O>2:5;有NO剩余关于NO2、NO、O2混合气体溶于水的计算1.标况下,将体积比为1∶4的O2与NO2充满一个干燥烧瓶,将烧瓶倒置于水中,瓶内液面上升。假设烧瓶内溶液不扩散,最终烧瓶内溶液的物质的量浓度为( ) (单位均为mol/L)
A.1/22.4 B.1/28
C. 4/5 D. 1/42B3.标况下,将NO2、NO、O2混合后充满一个干燥烧瓶,倒置于水中,无气体剩余,假设烧瓶内溶液不扩散,最终所得溶液物质的量浓度的数值范围是( )(单位均为mol/L)
A.0C.1/39.2A.1/22.4 B.1/28
C.4/7 D.1/39.2D与水反应化学性质与O2反应其它性质小结NONO2无色不溶于水的有毒气体红棕色易溶于水的有毒气体不反应3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO2NO + O2 = 2NO2 不反应只能用排水法只能用排空气法1、来源:(1)煤、石油等化石燃料的燃烧
(2)汽车尾气(CO、NxOy)
(3)工厂废气的排放四、氮的氧化物对环境的污染与防治NO2+O2→O3
O3+CxHy→有毒烟雾氮的氧化物、氟氯烃(氟利昂)等。2、危害(1)酸雨(2)光化学烟雾
(浅蓝色有刺激性的烟雾污染)(3)破坏臭氧层臭氧空洞光化学烟雾①开发使用洁净能源;3、防治②对工厂排放的废气进行处理③对汽车尾气进行净化处理。碱液吸收法
NO+NO2 +2NaOH===2NaNO2 +H2 O
2NO2 +2NaOH===NaNO2 + NaNO3 + H2 O2CO+NO ==== 2CO2+N24CO+2NO2 ==== 4CO2+N2催化剂催化剂催化转换器中学阶段涉及的环境问题酸雨:SO2和氮氧化物
光化学烟雾:主要是氮氧化物和碳氢化合物
臭氧空洞:氮的氧化物、氟氯烃(氟利昂)等
温室效应:CO2
白色污染:聚乙烯塑料的大量使用,随意丢弃
赤潮:含磷洗衣粉的使用,使藻类过度繁殖
硫化氢的毒性:天然气矿发生井喷以及工业废气常见气体的物理性质小结:(1)常温常压下有刺激性气味的气体(2)易液化的气体(可作制冷剂)(3)常温常压下,1体积水中气体的溶解性(4)与水反应气体F2、Cl2、HF、HCl、NH3、NO2、O3、SO2、H2SCl2、SO2、NO2、NH3极易溶:NH3(1:700)、HCl(1:500)
易溶: SO2(1:40)
能溶:H2S(1:2.6)、Cl2(1:2)、CO2(1:1)
难溶:H2、O2、N2、CO、NO、CH4易: F2、NO2
能: CO2 、Cl2、SO2、NH3课件41张PPT。第三节 硫和氮的氧化物第1课时 二氧化硫和三氧化硫 重点城市空气质量日报(部分)1、空气质量日报中,污染指数的大小由二氧化硫和二氧化氮等污染物的浓度来决定,空气中的二氧化硫和二氧化氮是怎样产生的?
2、空气中有多种物质,为什么要选择这两种污染物的指数来作报告?它们有什么危害?一、硫(俗名:硫磺)1.存在形式:
①游离态:火山口附近或地壳的岩石
②化合态:硫化物和硫酸盐,硫铁矿:FeS2、
黄铜矿:CuFeS2、生石膏:CaSO4·2H2O、
芒硝:Na2SO4·10H2O2.物理性质:俗称硫黄,淡黄色晶体,质脆,易研成粉末。不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2。既有氧化性,又有还原性加还原剂加氧化剂化合价既可升高又可降低,
升高时作还原剂,降低时作氧化剂(SO3)(FeS)3、化学性质(1)与金属反应(氧化性)思考:与Cl2跟Fe、Cu的反应相比较你能得出什么结论?硫与变价金属反应往往只能将金属氧化到低价态既有氧化性又有还原性!Hg + S === HgS(除Hg)原子结构同一周期,左→右,原子半径逐渐减小,非金属性逐渐增强,氧化性逐渐增强,对应氢化物稳定性逐渐增强。(2)与非金属反应(还原性)现象:①在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰;
②在空气中燃烧发出淡蓝色火焰 (3)与强碱溶液反应试管内壁附着的硫怎样洗掉?注意:集气瓶里放入少量水或NaOH溶液,吸收生成的气体,防止污染空气碱性条件下易发生歧化反应在氧气中燃烧时放出的热量少(转化为光能的多些)二氧化硫主要来源:化石燃料的燃烧
工业尾气等 火山爆发
森林火灾
有机体分解
海洋雾沫等 二、硫的氧化物(一)二氧化硫※无色有刺激性气味的有毒气体※密度比空气大※易溶于水(常温常压下 1 :40)※易液化(沸点:-10℃)1、物理性质①与水反应可逆反应:在相同条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的化学反应(特点:同条件,同进行,共存在)2、化学性质注意 : a. H2SO3不稳定,容易分解。b. H2SO3是二元弱酸 2、将盐酸逐滴加入Na2SO3溶液中,现象如何?3、将SO2通入NaHCO3溶液中会发生反应吗?酸性:
H2SO3> 醋酸> H2CO3(1)酸性氧化物1、为什么收集到的酸雨一段时间后, PH值下降?思考: 将充满SO2气体的试管倒立于水中充分反应后,溶液只充满试管体积的一半,假设溶液中的溶剂不扩散,则试管中溶液的物质的量浓度为(标况下)___________?少量浑浊,过量澄清小结:②与碱反应 SO2 + H2O + CaSO3 === Ca(HSO3)2 2SO2 + Ca(OH)2 === Ca(HSO3)2思考:能否用澄清石灰水来鉴别SO2和CO2?A、CO2、SO2通入Ca(OH)2、Ba(OH)2溶液B、NaOH溶液逐渐滴加含Al3+ 的溶液C、盐酸逐渐滴加含AlO2 - 的溶液 SO2 + CaO === CaSO3③与碱性氧化物反应 SO2 + Na2O === Na2SO3SO2 + 2NaHCO3 === Na2SO3 + 2CO2 + H2O④与盐溶液反应SO2 + Na2CO3 === Na2SO3 + CO2强酸制弱酸SO2 + Na2SO3 === 2NaHSO3将SO2和CO2分别通入CaCl2或BaCl2溶液,实验现象?既有氧化性,又有还原性加还原剂加氧化剂化合价既可升高又可降低,
升高时作还原剂,降低时作氧化剂(SO3)(H2S)(2)SO2的还原性SO2 + Cl2+2H2O === 2HCl+H2SO4SO3+ H2O === H2SO4 (放出大量热)工业制硫酸Br2 、I2类似5 SO2 + 2 KMnO4 + 2 H2O === K2SO4 + 2 MnSO4 + 2 H2SO4 小结: SO2可被Cl2(Br2、I2)、O2、KMnO4(H+)、HNO3、Fe3+、Na2O2等氧化剂氧化。2FeCl3+SO2+2H2O === 2FeCl2+H2SO4+2HCl将SO2和CO2分别通入CaCl2或BaCl2溶液,无明显现象;若将BaCl2溶液改为Ba(NO3)2,实验现象?SO2 + 2H2S === 3S↓ + 2H2O(3)SO2的氧化性(4)SO2的漂白性[实验4-7] 酸性条件下易发生归中反应向NaSO3和Na2S混合溶液中滴加盐酸,有什么现象?漂白原理:注意:①SO2不能使指示剂褪色
②SO2的漂白性具有可逆性现象:
试管中的水面上升,溶液几乎充满整个试管;pH试纸变红;SO2能使品红溶液褪色,加热后又恢复红色。 结论: SO2具有漂白作用,但可逆利用品红溶液检验SO2某些有机色素+H2SO3思考:将Cl2和SO2分别通入到紫色石蕊试液中有何现象?为什么?2SO2 + O2 2SO3SO3 + H2O === H2SO4⑵可以漂白纸浆、毛、丝、草编制品等
⑶杀灭霉菌和细菌
⑷作食物和干果的防腐剂⑴制造硫酸:二氧化硫的用途 二氧化硫作为食品添加剂历史悠久,主要有两个用途,一是用于干果、蜜饯果脯等的漂白,令其外观更好看;二是具有防腐、抗氧化等作用,能延长食品保质期。一般来讲,少量的二氧化硫进入机体可以认为是安全无害的,但如果超量使用,就有可能造成食品中二氧化硫超标,对人体的肝、肾等造成伤害。1、SO2与Cl2都具有漂白性,若将两者等体积混合,其漂白性是否会增强?为什么?不会增强,因为混合后发生以下反应:SO2 + Cl2 + 2H2O = 2HCl + H2SO42、SO2能使Br2水,酸性KMnO4褪色,是因其漂白性吗? 不是因其漂白性,而是因为它有还原性的缘故。3、将SO2通到红色酚酞试液中,发现红色消失,主要是因为SO2 ( )
A.有漂白性 B.有还原性
C.有氧化性 D.溶于水后显酸性D几种具有漂白性物质的性质比较:氯水中的次氯酸将有色物质氧化成无色物质氧化还原反应
(化学变化) 永久性可漂白大多数有色物质,能使紫色石蕊褪色SO2溶于水反应生成的H2SO3与有色物质直接结合生成不稳定的无色物质非氧化还原反应(化学变化)暂时性可漂白某些有色物质,不能漂白酸碱指示剂将有色物质的分子吸附在其表面物理吸附
(物理变化)暂时性可吸附某些有色物质的分子Na2O2、O3、H2O2CO2和SO2的比较①利用SO2漂白性:品红溶液鉴别鉴别方法
(化学)
不同点①酸性氧化物(对应的酸是弱酸,酸性:亚硫酸>碳酸)
②与CaCl2、BaCl2溶液不产生沉淀
相同点化学性质物理性质②利用SO2还原性:氯水、酸性高锰酸钾等溶液鉴别
不同点无色气体、密度比空气大相同点SO2CO2
拓展:如何除去下列气体的杂质气体?(括号内为杂质)
①Cl2(HCl):③ SO2(HCl):
② CO2(HCl):④CO2 (SO2):通人饱和食盐水通人饱和NaHSO3溶液通人饱和NaHCO3溶液饱和NaHCO3液 溶液①、通过饱和NaHCO3溶液
②、通过KMnO4溶液或FeCl3溶液。A.通过品红溶液 B.通过澄清石灰水
C.先通过NaOH溶液,再通过澄清石灰水
D.先通过酸性KMnO4溶液,再通过澄清石灰水D尾气处理:用NaOH溶液吸收收集:向上排空气法检验:品红溶液干燥:用浓H2SO4或P2O5固体实验室制备SO2的硫酸是用浓硫酸还是稀硫酸?能否改为浓盐酸或浓硝酸?3、实验室制法实验室用什么方法制取和收集二氧化硫气体?浓盐酸易挥发, SO2中会混有少量的HCl气体;硝酸有强氧化性,会氧化SO2 。SO2性质实验:将SO2依次通过下列实验装置,说出A、B、C、D各装置中的实验现象。 A B C D思考与交流:1.如何证明某无色气体含有二氧化碳和二氧化硫?画出实验装置示意图KMnO4 (H+)品红溶液品红溶液澄清石灰水先检验SO2,后检验CO2SO2 + 2H2S === 3S + 2H2O二氧化硫化学性质1、酸性氧化物的通性
SO2 + 2 NaOH=Na2SO3 + H2O
2、既有氧化性,又有还原性
2SO2 + O2 2SO33、漂白性:暂时性漂白,可逆催化剂小结某些有机色素+H2SO31、物理性质① 与水剧烈反应SO3 + H2O === H2SO4② 与碱反应SO3 + 2NaOH === Na2SO4 + H2O标况下, 无色易挥发的晶体(熔点16.8 ℃、沸点44.8 ℃ )2、化学性质(1)酸性氧化物 (工业上制硫酸)③ 与碱性氧化物反应SO3 + Na2O === Na2SO4 SO3 + CaO === CaSO4SO3 + Ca(OH)2 === CaSO4 + H2O(二)三氧化硫1.下列叙述中,正确的是( )
A. SO2在空气中易被氧化为SO3B. 在标准状况下, SO3的气体摩尔体积是22.4mol/LC. SO2 与SO3都能与水剧烈反应D. SO2可用于漂白纸浆, SO3不能D我们将PH<5.6的雨水称之为酸雨酸雨的形成原理由于溶解了二氧化碳的缘故,正常雨水的pH值在5.6左右,然而,当空气中大量N和S的氧化物随雨水降落下来就会使得雨水的pH值小于5.6而形成酸雨。1、定义:正常雨水的pH约为5.6,将pH值小于5.6的雨水叫做酸雨.2、形成:自然和人为因素向大气中排放的污染物
(SO2——主要、NxOy——次要)H2OH2SO3H2SO4O2SO3H2SO4O2H2O主要次要3、主要成份:H2SO4三、 SO2和酸雨催化剂:NO2( NxOy)NxOy或空气中尘埃破坏土壤成分使农作物减产甚至死亡破坏露天文物古迹使湖泊中鱼虾死亡 4、酸雨的危害和防护①直接影响人体健康(硫酸酸雾)
②污染水体
③破坏植被、建筑①将煤脱硫
②将硫固定
③尾气处理
④植树造林
⑤开发新能源SO2 + CaO=== CaSO3(煤渣) SO2+2NH3?H2O=(NH4)2SO3+H2O化肥,变废为宝2CaSO3 + O2 === 2CaSO4硫化氢H2 S
注
意
无色有臭鸡蛋气味的气体密度比空气略大 制取和使用硫化氢时必须在密闭或通风橱中进行。 能溶于水(常温常压下 1 : 2. 6 ) 标准状况下硫化氢的密度 = 34g/22.4L = 1.52 g/L 剧毒 (头痛、头晕、恶心、昏迷、死亡)一、硫 化 氢 的 物 理 性 质氢硫酸是硫化氢的水溶液,是一种挥发性二元弱酸。H+ 的性质,使紫色石蕊试液变红。与碱反应:H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O与盐反应:H2S + CuSO4 = CuS + H2SO4H2S + Pb(NO3)2 = PbS + 2HNO31. 酸性:H2S + NaOH = NaHS + H2O二、硫 化 氢 的 化 学 性 质与金属反应:体现H+的氧化性:H2S + Zn = ZnS + H2
小
结
常见硫化物的溶解性能溶于水、能溶于酸:Na2S, K2S, (NH4)2S不溶于水、能溶于酸:FeS, ZnS不溶于水、不溶于酸:CuS, PbS, Ag2S , HgS二、硫 化 氢 的 化 学 性 质
规
律
2. 可燃性2H2S + 3O2 == 2H2O + 2SO2 点燃完全燃烧淡蓝色火焰 n(H2S) n(O2)≥ 2 1氧化产物是Sn(H2S) n(O2)≤ 2 3氧化产物是SO2n(H2S) n(O2)< 2 1氧化产物是S和SO2 2 3<(也体现了硫化氢的还原性)二、硫 化 氢 的 化 学 性 质2H2S + O2 == 2H2O + 2S 点燃不完全燃烧3. 还原性:S2- 的性质 2H2S + SO2 = 2H2O + 3S ↓ H2S + I2 = 2HI + S 氧化产物和还原产物的质量比是-2+402:1 H2S + Br2 = 2HBr + S H2S + Cl2 = 2HCl + S 小
结 单质氧化性: 离子还原性:Cl2 > Br2 > I2 > SCl- < Br - < I - < S2-二、硫 化 氢 的 化 学 性 质4. 不稳定性 H2S === H2 + S ↓ +1-200△二、硫 化 氢 的 化 学 性 质三、硫化氢的实验室制取金属硫化物与稀硫酸或稀盐酸反应 FeS + H2SO4 = FeSO4 + H2S 装置:启普发生器 (与制氢、制二氧化碳相同 ) 收集方法:向上排空气法 检验:使湿润的醋酸铅试纸变黑 1、能否用浓硫酸制取硫化氢? 2、 用浓盐酸制取硫化氢好不好? FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S 不能。H2S + H2SO4 (浓) = S +SO2 +2H2O不好。浓盐酸有挥发性,使硫化氢中混有氯化氢。现制现用