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氮 的 氧 化 物

高中化学总复习 §3-3-4. 氮 的 氧 化 物. 2004 、 1. 四、氮的氧化物. 1 、氮的各种氧化物基本情况 ( 分子结构均较复杂 ). 思考. (1) 、硝酸和亚硝酸的酸酐分别是什么？二氧化氮与水反应能生成硝酸， 它是不是硝酸的酸酐？. (2) 、酸分子内或分子间羟基与羟基脱水后形成的物质称为酸酐，则甲酸在浓硫酸存在条件下的脱水产物一氧化碳是否可认为是酸酐？. 2 、主要反应. （ 1 ） 2 NO + O 2 ==== 2 NO 2. （ 2 ） 2 NO 2 ==== N 2 O 4

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Presentation Transcript

  1. 高中化学总复习§3-3-4 氮 的 氧 化 物 2004、1

  2. 四、氮的氧化物 1、氮的各种氧化物基本情况(分子结构均较复杂) 思考 (1)、硝酸和亚硝酸的酸酐分别是什么？二氧化氮与水反应能生成硝酸， 它是不是硝酸的酸酐？ (2)、酸分子内或分子间羟基与羟基脱水后形成的物质称为酸酐，则甲酸在浓硫酸存在条件下的脱水产物一氧化碳是否可认为是酸酐？

  3. 2、主要反应 （1）2 NO + O2 ==== 2 NO2 （2）2 NO2 ==== N2O4 3NO2 + H2O == 2HNO3 + NO 2NO2 + H2O == HNO3 + HNO2 2 NO2 + 2 NaOH === NaNO3 + NaNO2 + H2O NO2＋NO + H2O == 2 HNO2（低温） NO2 ＋NO + 2 NaOH === 2NaNO2 + H2O （3）4NO + 3O2 + 2H2O＝4HNO3 4NO2 + O2 + 2H2O＝4HNO3 NO + NO2+ O2 + H2O＝2HNO3

  4. 3、有关NO、NO2溶于水或与氧气一起溶于水的计算3、有关NO、NO2溶于水或与氧气一起溶于水的计算 (1)NO2溶于水的有关计算 (根据3∶1关系：3NO2 + H2O == 2HNO3 + NO ) 例： 一个容积为18mL装满NO2气体的试管，倒立于装满水的水槽中， 经过一段时间后，反应已进行完全，液面上升，问；试管中剩余哪种气体？ 体积为多少？ 答：6mLNO (2) NO2和NO(等)混合气体溶于水的计算 (根据差量关系：3减2 余1) 例1、将10mLNO和NO2混合气体缓慢通入倒立于水槽中的盛满水的试管中，充分反应后，有5mL剩余气体，求原混合气体NO和NO2的体积比。 答：1∶3 例2、把盛有NO2和N2的混合气体的试管倒立在盛水的水槽中，最终 液面上升到试管的1/3处，原混合气体中NO2和N2的体积比是（ ）。 （A）1∶1（B）2∶1（C）1∶2（D）3∶1 答：A

  5. (3)NO2和O2混合气体溶于水的有关计算 (未知余气先假设，再根据总化学方程式中4∶1刚好反应) 4NO2 + O2 + 2H2O＝4HNO3 例1：将20mL NO2和O2的混合气体通入水中剩余5mL气体，则原混合 气体中NO2和O2各为多少毫升？ 答： 若剩5mL O2，　　则NO2 12 mL ， O2 8 mL 若剩5mL NO， 　 则NO2 19 mL ， O2 1 mL 　　例2、将装有标准状况下的NO2与O2按4∶3体积比混合气体的试管倒置 于盛有水的水槽中，所得试管中溶液(假设溶质不扩散)的物质的量浓度是多少？ 只要氧气足量， 答案都是4/(5×22.4) 若是NO呢？

  6. 例3 :有一支10ml的试管中充满NO2和O2,将其倒插在盛有足量水的水槽之 中,若以y(ml) 表示完全反应后试管内剩余气体的体积,x(ml)表示原混和气体中 NO2的体积,试建立y＝f(x)的函数关系 ，并在坐标系中作出y＝f(x)的曲线。 解:①若10mL NO2与O2的混和气体恰好完全反应，则NO2的体积8mL，O2的体积为2mL, 此时剩余气体为零。 即x=8mL时，y=0 ②当x<8时，(10－x)mL氧气过量。与NO2 反应的氧气为x/4,剩余的氧气 为(10－x－x/4)mL。即y=(10－5x/4)mL,(0<x<8) ③当x>8时，(10－x)mL氧气全部反应， 余气为NO。与氧气反应的NO2为4(10－x), 只与水反应的NO2为10－5(10－x),即5x-40, 则NO的体积为(5x－40)/3,即y=(5x-40)/3(8＜x＜10）

  7. (4)NO和O2混合气体溶于水的有关计算 (未知余气先假设，再根据总化学方程式----4∶3 刚好反应) 4NO + 3O2 + 2H2O＝4HNO3 　　例：将盛有20mLNO气体的试管倒置于盛有水的水槽中，向试管中缓慢 通入一定量的氧气后，试管中还有6mL剩余气体，求向试管中通入的氧气是 多少毫升？ 答：若剩6 mLNO，则通入氧气是 10.5mL ；　　　　 　　若剩6mL O2， 则通入氧气是21mL。

  8. (5)NO、NO2和O2混合气体溶于水的有关计算 (先按NO + NO2+ O2 + H2O＝2HNO3反应，余下的或再按4∶1或4∶3反应) 例1：将充有amLNO、bmLNO2的试管倒立于水槽中，然后再向其 中通入amL O2，充分反应后，若a＜b,则量筒中剩余气体是多少？ 答：(b-a)/3 例2：将NO、NO2共24mL的混合气体通入倒立于水槽中盛满水的量筒内， 然后再向其中通入12mL O2，充分反应后，量筒中剩余气体3mL，求在相同 情况下，原混合气体中NO和NO2的体积各是多少毫升？ 答：若剩3mLO2， 则NO 6mL NO2 18mL ； 若剩3mLNO， 则NO 16.5mL NO27.5mL。

  9. 练习： (1)用容积为90mL的集气瓶收集一定量的二氧化氮后倒置在水槽中， 最后瓶中残留40mL气体。则收集气体时排出的空气体积是多少？ 答：40mL (2) 用容积为VmL的集气瓶收集x mL的二氧化氮后倒置在水槽中，水 进入瓶中形成稀硝酸(假设溶质不扩散)(气体体积指标准状况下，空气中只 考虑气氧气和氮气。收集的气体中不考虑有四氧化二氮)。求瓶中剩余气体 的体积y与V、x的关系式及得到的硝酸的物质的量浓度。 ①剩余气体是氮气： (收集到的二氧化氮刚好能与瓶内剩余空气中的氧气一起与水反应) y＝(V-x)×4/5＝4V/ 9 c (HNO3)＝1/22.4×4/5 ＝1/28 ②当0＜x＜4V/ 9时： (瓶内最后剩余氮气和氧气) y＝V-x-x/4＝V-5x/4 c (HNO3)＝1/28 ③当4V/ 9＜x＜V时，　　　 (瓶内最后剩余氮气和一氧化氮) y ＝（8V-3x）/15 c (HNO3)＝[(4V+6x)/22.4×15]mol÷[(7V+3x)/15] ＝(4V+6x)/22.4(7V+3x)

  10. 4、NO或NO2通过Na2O2有关计算 例1：有CO2和NO的混和气体aml,通过足量的Na2O2后,用排水法收集气体,结果没有收集到气体,则原混和气体中的CO2和NO的体积比为( ) A.1:1 B.1:2 C.2:3 D.3:2 D 例2、有CO2和NO的混和气体aml,通过足量的Na2O2后，剩余气体是a/2mL，则原CO2和NO的体积关系如何？ 答：总反应式 2CO2+2Na2O2 +2NO= 2Na2CO3+2NO2 气体： 4 2 所以：V(CO2)≥V(NO)

  11. 5、有关氮的氧化物环保处理的计算 两条措施： (1)氢氧化钠溶液吸收法， 2 NO2 + 2 NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O NO2 ＋NO + 2 NaOH ==2NaNO2 + H2O 讨论：如果NO2 和NO的混合气体能被烧碱溶液完全吸收，则混合气体中NO2和NO体积关系如何？ (2)氨催化还原法 NOx+NH3 ── N2+H2O 讨论：现有NO2和NO 的混和气体3L, 可用相同状况下3.5LNH3恰好使其完全 转化为N2 ,则混和气体中NO2和NO 体积比为( ) A.1:4 B.3:1 C.2:1 D.1:1

  12. 练习： 现有一定量的含NO2和NO的工业尾气(不含其它气体)，若用过量的氢氧 化钠溶液吸收，得到两种盐NaNO3和NaNO2物质的量之比恰好与尾气中 NO 和NO2物质的量之比相等。 (1)若用NOx表示氮的氧化物的平均组成，试求x的值。 (2)将1体积该尾气用氨催化还原法处理，至少需多少体积氨气(同温同压下)？

  13. 7、其它 练习： 1、鉴别NO2和Br2，不能采用的实验方法是（ ）。 （A）分别溶于水中，观察水溶液颜色 （B）分别加入CCl4，振荡，观察CCl4液体颜色 （C）用湿润的KI淀粉试纸检验，观察试纸颜色变化 （D）分别加入少量AgNO3溶液，振荡后观察有无沉淀 C 2、 在通常情况下二氧化氮和二氧化硫很容易反应生成一氧化氮和三氧化硫 （此反应为不可逆反应）。现将一氧化氮和二氧化硫的混合气体共100mL充入一 密闭容器中，再充入氧气。（容器体积不变，气体体积均指同温同压下,此时三氧 化硫也为气体。且不考虑二氧化氮生成四氧化氮） （1）要使容器内只有二氧化氮和三氧化硫，须通入氧气_______mL. （2） 要使容器内压强保持不变，通入氧气应在_______________(mL)范围内。 （3） 若通入40mL 氧气后，气体变红棕色且不褪色，则原混合气体中NO有_____mL。

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