氮氧化物的产生及相互转化
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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。
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。