高一化学必修1教材《4.3硫和氮的氧化物》教学ppt课件.ppt

1、4 4 非金属及其化合物非金属及其化合物（1 1）了解二氧化硫的物理性质及用途，掌握二氧化硫的化学性质。）了解二氧化硫的物理性质及用途，掌握二氧化硫的化学性质。（2 2）了解二氧化硫对空气的污染，提高环境保护意识。）了解二氧化硫对空气的污染，提高环境保护意识。 了解和掌握了解和掌握SOSO2 2的化学性质。的化学性质。空气质量空气质量罪魁祸首！罪魁祸首！单质硫的图片一一.硫硫1.存在形式：存在形式：游离态：火山口附近或地壳的岩石游离态：火山口附近或地壳的岩石化合态：化合态：2.物理性质：物理性质：硫铁矿硫铁矿(FeS2)黄铜矿黄铜矿(CuFeS2)石膏石膏（CaSO4?2H2O）芒硝芒硝（Na

2、2SO4?10H2O）黄色晶体，俗称硫黄，质脆，黄色晶体，俗称硫黄，质脆，易研成粉末。不溶于水，微溶于易研成粉末。不溶于水，微溶于 酒精，易溶于酒精，易溶于CS2.硫化物硫化物: :硫酸盐硫酸盐: :3.化学性质：化学性质：既有氧化性又有还原性既有氧化性又有还原性.S+Fe=FeS 2Cu+S=Cu2SS+O2=SO2 点燃点燃4.用途：用途：黑火药、制硫酸黑火药、制硫酸.硫在氧气中燃烧硫在氧气中燃烧SOSO2 2的产生的产生: :( (一一) )、物理性质、物理性质 SOSO2 2是一种是一种无色无色、有、有刺激性气味刺激性气味、有毒有毒、mumu比空气比空气、容易液化容易液化、易溶于水易溶

3、于水的气体。的气体。( (常温常压下，常温常压下，1 1体积体积水能溶解水能溶解4040体积的二氧化硫体积的二氧化硫, ,即即1:40)1:40)。点燃点燃S + OS + O2 2 = SO = SO2 2硫或含硫物质在空气中燃烧硫或含硫物质在空气中燃烧( (二二) )、化学性质化学性质- -酸性氧化物的通性酸性氧化物的通性SOSO2 2 + H+ H2 2O O正反应正反应逆反应逆反应H H2 2SOSO3 3(1)SO(1)SO2 2与水反应与水反应1.SO1.SO2 2具有酸性氧化物的通性具有酸性氧化物的通性可逆反应：在相同条件下，既能向正反应进行，同时又能可逆反应：在相同条件下，既能

4、向正反应进行，同时又能向逆反应方向进行的化学反应。向逆反应方向进行的化学反应。醋酸醋酸 亚硫酸是一种弱酸，不稳定。亚硫酸是一种弱酸，不稳定。 SOSO2 2 + Ca(OH)+ Ca(OH)2 2 CaSOCaSO3 3 + H + H2 2O O (2)SO(2)SO2 2与碱反应与碱反应SOSO2 2 + 2NaOH = Na + 2NaOH = Na2 2SOSO3 3 + H + H2 2O O1.SO1.SO2 2具有酸性氧化物的通性具有酸性氧化物的通性(1)SO(1)SO2 2与水反应与水反应 (3) SO(3) SO2 2与碱性氧化物反应：与碱性氧化物反应： SOSO2 2 +

5、Na+ Na2 2O= NaO= Na2 2SOSO3 3 （亚硫酸钠）（亚硫酸钠） SOSO2 2 + CaO= CaSO + CaO= CaSO3 3 （亚硫酸钙）（亚硫酸钙） 2SO2SO2 2 + Ca(OH)+ Ca(OH)2 2 Ca(HSOCa(HSO3 3 ) ) 2 2SOSO2 2 + NaOH = NaHSO + NaOH = NaHSO3 3SOSO2 2 + NaHCO+ NaHCO3 3 = NaHSO = NaHSO3 3 +CO+CO2 2用途：用饱和的用途：用饱和的NaHCONaHCO3 3溶液除去溶液除去COCO2 2中的中的SOSO2 2. .怎样除去怎样

6、除去COCO2 2中的中的SOSO2 2? ?SOSO2 2 + NaHCO+ NaHCO3 3 = NaHSO = NaHSO3 3 +CO+CO2 2SOSO2 2 + 2NaHCO+ 2NaHCO3 3 = Na = Na2 2SOSO3 3 + 2CO+ 2CO2 2 + H+ H2 2O OSOSO2 2 + Ca(ClO)+ Ca(ClO)2 2 + H+ H2 2O O = =2 2 CaSO2 2 CaSO4 4 + H+ H2 2SOSO4 4+ 2HCl+ 2HCl 实验步骤实验步骤现象现象结论结论往装有往装有SO2溶液溶液的试管的试管内滴入内滴入2-32-3滴滴品红溶液品

7、红溶液,然后振动试管。然后振动试管。把试管内液体用酒精灯把试管内液体用酒精灯加热加热品红溶液品红溶液褪色褪色溶液变溶液变回红色回红色SO2有漂白有漂白作用作用被被SO2漂白不稳漂白不稳定定,容易变回原容易变回原来的颜色来的颜色为什么木耳经过二氧化硫的熏蒸会变白呢？为什么木耳经过二氧化硫的熏蒸会变白呢？ 3.SO3.SO2 2的漂白性的漂白性2.SO2.SO2 2既有还原性又有氧化性既有还原性又有氧化性1.SO1.SO2 2具有酸性氧化物的通性具有酸性氧化物的通性原理：原理：二氧化硫与某些有色物质直接生成二氧化硫与某些有色物质直接生成不稳定的无色物质不稳定的无色物质实质：实质：化合作用化合作用程

8、度：程度：暂时性，加热可复原暂时性，加热可复原范围：范围： 漂白某些有色物质，不能使紫色石漂白某些有色物质，不能使紫色石 蕊试液褪色。蕊试液褪色。二氧化硫的化学性质二氧化硫的化学性质漂白性的比较漂白性的比较名称名称原理原理实质实质程度程度范围范围二二 氧氧 化化 硫硫氯氯 水水二氧化硫溶与有色物质直接二氧化硫溶与有色物质直接结合生成不稳定的无色物质结合生成不稳定的无色物质氯水中的次氯酸将有色物质氯水中的次氯酸将有色物质氧化成无色物质氧化成无色物质化合作用化合作用 氧化作用氧化作用暂时性，加热可复原暂时性，加热可复原 永久性永久性 漂白某些有色物质，漂白某些有色物质，不能使紫色石蕊溶液褪色不能使

9、紫色石蕊溶液褪色 漂白大多数有色物质，漂白大多数有色物质，能使紫色石蕊溶液褪色能使紫色石蕊溶液褪色物质物质活性炭活性炭潮湿潮湿氯气氯气臭氧臭氧过氧过氧化钠化钠二氧二氧化硫化硫漂白漂白原理原理物理变物理变化或化化或化学变化学变化吸附吸附色素色素氧化氧化漂白漂白氧化氧化漂白漂白氧化氧化漂白漂白生成无色生成无色化合物化合物物理物理化学化学化学化学化学化学化学化学资料：几种物质漂白性比较资料：几种物质漂白性比较2、氧化性将 SO2通入到氢硫酸(H2S)溶液中：反应的化学方程式为；实验现象：产生。3还原性SO2被 O2氧化成 SO3的反应的化学方程式为_。2H2SSO2=3S2H2O 淡黄色沉淀淡黄色沉

10、淀 2SO2O2 2SO3 催化剂催化剂SO2的水溶液能被 X2(Cl2、Br2、I2)氧化，如 SO2能使溴水褪色，反应的化学方程式为_。SO2能使酸性 KMnO4溶液的紫红色褪去，反应的离子方程式为。2 5SO22H2O=2Mn25 4H SO2Br22H2O= 2HBrH2SO4 MnO424SO可以漂白白纸浆、毛、丝、可以漂白白纸浆、毛、丝、 草编制品等；草编制品等；杀灭霉菌和细菌；杀灭霉菌和细菌；作食物和干果的防腐剂。作食物和干果的防腐剂。制造硫酸；制造硫酸；二氧化硫的用途SOSO3 3的物理性质的物理性质：无色固体，熔点（：无色固体，熔点（16.816.8）和沸点）和沸点 (44.

11、8) (44.8) 都比较低。都比较低。SOSO3 3 + H + H2 2O = HO = H2 2SOSO4 4 SOSO3 3+CaO=CaSO+CaO=CaSO4 4 SOSO3 3+Ca(OH)+Ca(OH)2 2=CaSO=CaSO4 4+H+H2 2O O2 23 3SOSO3 3的化学性质：的化学性质：1.二氧化硫的物理性质2.二氧化硫的化学性质 (1)酸性氧化物； (2)二氧化硫漂白性； (3)氧化性：SO22H2S=3S2H2O (4)SO2具较强的还原性。3.二氧化硫的用途4.三氧化硫的化学性质重点：二氧化氮与水的反应，二氧化硫和二氧化氮对大重点：二氧化氮与水的反应，二氧

12、化硫和二氧化氮对大气的污染。气的污染。难点：二氧化氮与水的反应。难点：二氧化氮与水的反应。1 1、初步掌握一氧化氮和二氧化氮的重要性质，实验、初步掌握一氧化氮和二氧化氮的重要性质，实验探究由二氧化氮制硝酸的可能方法。探究由二氧化氮制硝酸的可能方法。2 2、了解酸雨的形成与防治，自主探究分析空气污染、了解酸雨的形成与防治，自主探究分析空气污染的原因，自主探究雨水的原因，自主探究雨水pHpH。3 3、培养学生观察能力、信息处理能力。、培养学生观察能力、信息处理能力。信使分子信使分子 NO NO 1.1.一氧化氮在神经系统中的作用一氧化氮在神经系统中的作用 一氧化氮是一种一氧化氮是一种神经信使分子神

13、经信使分子, ,参与包括学参与包括学习、记忆在内的多种生理过程习、记忆在内的多种生理过程, ,并且具有并且具有调节调节脑血流脑血流的作用。的作用。 2.2.一氧化氮在免疫中的作用一氧化氮在免疫中的作用 一氧化氮是一氧化氮是免疫系统免疫系统对付细菌、病毒、肿对付细菌、病毒、肿瘤细胞等病原体的有效武器。瘤细胞等病原体的有效武器。 除了以上生理功能外除了以上生理功能外, ,一氧化氮还在一氧化氮还在呼吸系呼吸系统、内分泌系统统、内分泌系统中起重要作用。中起重要作用。 资料一：资料一： 据说在新疆与青海两省区交界处有一狭长山谷，这据说在新疆与青海两省区交界处有一狭长山谷，这里经常在风和日丽的晴天顷刻电闪

14、雷鸣，下起雷雨里经常在风和日丽的晴天顷刻电闪雷鸣，下起雷雨 奇怪奇怪的是这里牧草茂盛，四季常青，被当地牧民称为的是这里牧草茂盛，四季常青，被当地牧民称为“魔鬼魔鬼谷谷”。为什么魔鬼谷牧草旺盛？。为什么魔鬼谷牧草旺盛？资料二：资料二： 有句谚语有句谚语“雷雨发庄稼雷雨发庄稼”，你明白其中的化学道理吗？你明白其中的化学道理吗？ 在通常情况下，氮气与氧气不发生反应，但在在通常情况下，氮气与氧气不发生反应，但在放放电或高温电或高温条件下，氮气与氧气会发生反应，生成条件下，氮气与氧气会发生反应，生成无色无色的，不溶于水的一氧化氮（的，不溶于水的一氧化氮（NONO）。）。一氧化氮在常温下一氧化氮在常温下很

15、容易和空气中的氧气化合，生成很容易和空气中的氧气化合，生成红棕色的二氧化氮红棕色的二氧化氮。 N2 + O2 2NO (无色无色) 2NO + O2 = 2NO2 (无色无色) (红棕色红棕色)放电或高温放电或高温（工业制硝酸）（工业制硝酸）化学方程式：化学方程式：3NO3NO2 2 + H+ H2 2O = 2HNOO = 2HNO3 3 + NO + NO 二氧化氮与水反应二氧化氮与水反应现在你可以解释现在你可以解释魔鬼谷草木茂盛魔鬼谷草木茂盛的原因吗？的原因吗？ N N2 2 + O+ O2 2 = 2NO= 2NO放电或高温放电或高温2NO2NO + O+ O2 2 = 2NO = 2

16、NO2 2 3NO3NO2 2 + H+ H2 2O = 2HNOO = 2HNO3 3 + NO + NO硝酸与土壤中矿物质作用形成硝酸与土壤中矿物质作用形成可溶性硝酸盐可溶性硝酸盐，成为成为氮肥氮肥被植物吸收被植物吸收 O2N2NO2NO+O2=2NO2农谚：雷雨肥庄稼NONO2色态色态毒性毒性与水反应与水反应与与O2反应反应红棕色气体红棕色气体有毒有毒有毒有毒2NO + O2NO + O2 2 = 2NO = 2NO2 2无色气体无色气体NONO2 2: :红棕色、刺激性气味有毒气体，密度比空气大，易红棕色、刺激性气味有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶与水。液化，易溶与水。2、NO与N

17、O2比较NONO：无色、无味、不溶于水、不稳定（易氧化）。：无色、无味、不溶于水、不稳定（易氧化）。NO与NO2的异同易错细节：易错细节：NONO和和O O2 2不能共存，收集不能共存，收集NONO只只能用排水法。收集能用排水法。收集NONO2 2不能用排水法只能不能用排水法只能用向上排空气法。用向上排空气法。 怎样除去怎样除去 NO NO 中的中的 NONO2 2 ? ?如何收集如何收集NONO、NONO2 2 ？+l +2 +3 +4 +4 +5N N2 2O O、NONO、N N2 2O O3 3、NONO2 2、N N2 2O O4 4、N N2 2O O5 5 N2O3是HNO2的酸

18、酐 N2O5是HNO3的酸酐SOSO2 2 、SOSO3 3是谁是谁的酸酐？的酸酐？ 100100年前，伟大的化学家索布雷洛发明了年前，伟大的化学家索布雷洛发明了炸药炸药，也，也就是就是硝酸甘油硝酸甘油，令人意料不到的是，这种硝酸甘油却，令人意料不到的是，这种硝酸甘油却被医生用来被医生用来治疗心脏病治疗心脏病。100100多年间，无数的科学家、多年间，无数的科学家、医学家都在探索硝酸甘油为什么能治疗心脏病，缓解医学家都在探索硝酸甘油为什么能治疗心脏病，缓解心绞痛。直到心绞痛。直到19801980年，美国科学家伊格纳罗博士发现年，美国科学家伊格纳罗博士发现了其中的奥秘。他在一项研究中发现，硝酸甘

19、油服用了其中的奥秘。他在一项研究中发现，硝酸甘油服用后生成了一种小分子物质，具有使血管平滑肌松弛的后生成了一种小分子物质，具有使血管平滑肌松弛的作用，后来被命名为血管内皮细胞舒张因子，后来被作用，后来被命名为血管内皮细胞舒张因子，后来被确认为是确认为是NONO。将一试管NO2气体倒立在水槽里，你会看到什么现象？如果继续通入O2，又会看到什么现象？能让水充满试管吗？改成NO呢？4 工业生产硝酸，将尾气（工业生产硝酸，将尾气（NONO）吸收通入）吸收通入足量的氧气足量的氧气后再溶解于水，经过后再溶解于水，经过多次循环氧化多次循环氧化、溶解，可充分利用、溶解，可充分利用原料，并减少原料，并减少NON

20、O的排放，保护环境。的排放，保护环境。工业制硝酸：工业制硝酸：3NO3NO2 2 + H + H2 2O = 2HNOO = 2HNO3 3 + NO + NO 在这个过程中要通入多少的在这个过程中要通入多少的O O2 2， NONO2 2才能完全转变成才能完全转变成HNOHNO3 3呢？呢？3NO3NO2 2H H2 2O O2HNO2HNO3 3NONO2NO+O2NO+O2 2=2NO=2NO2 2 NO NO2 2与与O O2 2以以4 4：1 1的体积比的体积比（物质的量比）混合，与足（物质的量比）混合，与足量的水反应就可以量的水反应就可以完全转变成硝酸完全转变成硝酸。4NO4NO2

21、 2O O2 22H2H2 2O O4HNO4HNO3 3 假如是假如是NONO和和O O2 2混合呢？当体积比是多少的时候跟足量的水反应才能完全转混合呢？当体积比是多少的时候跟足量的水反应才能完全转变成硝酸呢？变成硝酸呢？2NO+O2NO+O2 2=2NO=2NO2 23NO3NO2 2H H2 2O O2HNO2HNO3 3NO NO NO NO和和O O2 2混合体积比混合体积比4:3 4:3 （或物质的量比）可（或物质的量比）可以完全转变成硝酸。以完全转变成硝酸。4NO4NO3O3O2 22H2H2 2O O4HNO4HNO3 33NO2 + H2O = 2HNO3 + NO2NO +

22、 O2 = 2NO24NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3 +）3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO2NO + O2 = 2NO2+）4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 两个重要的反应方程式两个重要的反应方程式: :1 1、二氧化硫和二氧化氮是主要的大气污染物。二氧化硫和二氧化氮是主要的大气污染物。2 2、污染物的来源：、污染物的来源： （1 1）SOSO2 2主要来自于主要来自于化石燃料化石燃料（如煤与石油）（如煤与石油）的燃烧、含硫金属的冶炼以及制造硫酸、磷肥的燃烧、含硫金属的冶炼以及制造硫酸、磷肥等产生的废气。等产生的废气。 （2 2）NONO2 2主要

23、来自于主要来自于汽车尾气。汽车尾气。1.SO2酸雨的形成：酸雨的形成：石油石油 煤煤 金属矿物金属矿物燃燃 烧烧CO2 SO2 NOx 雨水、雨水、 霜、雹、霜、雹、 露露 等等 酸雨：主要指酸雨：主要指pHpH小于小于5.65.6的雨水的雨水，其主要是含有硫酸和硝酸。其主要是含有硫酸和硝酸。 酸雨有哪些危害？酸雨有哪些危害？乐山大佛遭受酸雨腐蚀乐山大佛遭受酸雨腐蚀左侧图片摄于左侧图片摄于1908年年右侧图片摄于右侧图片摄于1968年年酸雨的危害酸雨的危害洛杉矶光化学烟雾洛杉矶光化学烟雾2、氮氧化合物氮氧化合物与环境的关系与环境的关系笼罩曼哈顿的光化学烟雾笼罩曼哈顿的光化学烟雾光化学烟雾：光化

24、学烟雾： 氮氧化物氮氧化物(NO(NOx x) )主主要是指要是指NONO和和NONO2 2 煤中含有煤中含有S S，燃烧时产生，燃烧时产生SOSO2 2排放到空排放到空气中去污染空气气中去污染空气, ,如何减少煤燃烧时如何减少煤燃烧时SOSO2 2的的排放量？并写出有关方程式？排放量？并写出有关方程式？ 往煤中加石灰往煤中加石灰 Ca(OH) Ca(OH)2 2, ,煤燃烧产煤燃烧产生的生的SOSO2 2和石灰产生反应生成和石灰产生反应生成CaSOCaSO3 3, CaSO, CaSO3 3再被氧化成再被氧化成CaSOCaSO4 4SOSO2 2 + Ca(OH) + Ca(OH)2 2 =

25、 CaSO = CaSO3 3 + H + H2 2O O 2CaSO2CaSO3 3 + O + O2 2 =2 CaSO =2 CaSO4 4例1、将20mLNO和NO2的混合气体的试管倒立于盛有H2O水槽中，充分反应后，余于气体体积变为10mL，求原混合气体中NO和NO2各占多少？解法一：设NO体积为xmL，NO2体积为ymL x+y=20 3NO2 +H2O =2HNO3+NO V 3 1 y y/3 x+y/3=10 解之得，x=5 y=15利用差量法可帮助快速解题，可在题中寻找体积差。解法二：设NO2体积为xmL 3NO2 + H2O =2HNO3 + NO V 3 1 2 x 2

26、0-10=10 x = 15例1、将20mLNO和NO2的混合气体的试管倒立于盛有H2O水槽中，充分反应后，余于气体体积变为10mL，求原混合气体中NO和NO2各占多少？例2、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？解：若最终余下气体的成份为NO，则与水反应的 NO为20-416mL 4NO3O22H2O4HNO3 4 3 16 X X=12 mL 若最终余下气体的成份为O2，则20 mLNO均与水反应 4NO3O22H2O4HNO3 4 3 20 X X=15mL 此时，通入O2的体积为15+419mL通入O

27、2的体积可能是12 mL 或19 mL例3、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？解：设原混合气体中NO2的体积为x mL ，O2的体积为y mL 则x+y=30若O2过量，则余下5mL气体为O2 ,则所有的NO2全部参加反应，而参加反应的O2的体积为(y5)mL 4NO2+O2+2H2O =4HNO3 4 1 x y-5 x = 4(y-5)解之得，x = 20 mL y = 10 mL 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，余下的5 mL气体为NO， 4 N

28、O2 + O2 +2H2O = 4HNO3 4 1 4y y则过量的NO2体积为 (x-4y) mL3NO2 + H2O =2HNO3 + NO 3 1(x-4y) 5 则 x-4y = 15解之得，x = 27 mL y = 3 mL NO2和O2的体积是20 mL和10 mL 或27 mL和3 mL二氧化氮和一氧化氮1、NO和NO2的生成 N2 + O2 = 2NO 2NO + O2= 2NO2 实验室制法：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O 3Cu+8HNO3(稀 )=3Cu(NO3)2 +2NO+4H2O 2、物理性质： 3、化学性质 (1)NO与氧气反应：2NOO22NO2 (2)NO2 的聚合反应：2NO2 N2O4 (3)NO2与水反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 4NO + 3O2+2H2O=4HNO3 三、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染四、NO2、NO和O2的混合气体跟H2O反应的相关计算 1、NO2溶于水的问题 2、NO和O2的混合气体通入H2O 3、NO2和O2的混合气体通入H2O