（2019）新人教版高中化学高一必修二第五章 化工生产中的重要非金属元素 第2节 氮及其化合物 ppt课件(3份打包).rar

第二节 氮及其化合物学习目标1.通过自然界中的氮循环，了解氮循环的基本过程，认识氮循环过程中的重要物质。2.了解生物固氮和人工固氮形式，认识氮气在一定条件下能够与氧气、氢气发生反应，了解氮的固定的相关知识。3.了解氮的两种氧化物（NO和NO2）；了解自然界中形成硝酸的过程。第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮联想联想质疑质疑闪电时空气中会发闪电时空气中会发生哪些化学反应？生哪些化学反应？这些反应和生成的这些反应和生成的物质对人类的生产物质对人类的生产生活有什么影响？生活有什么影响？闪电图图1 氮在自然界中的循环示意图氮在自然界中的循环示意图思考：思考： 氮循环过程中的重要物质有哪些？氮循环过程中的重要物质有哪些？N N2 2、氮的氧化物、氨、氮的氧化物、氨、氨盐氨盐、HNO3二、氮循环中的重要物质及其变化二、氮循环中的重要物质及其变化( (一）氮气与氮的固定一）氮气与氮的固定1 1、氮气的物理性质氮气的物理性质状态：状态：颜色：颜色：气味：气味：密度：密度：溶解性：溶解性：气体气体无色无色无味无味比空气密度略小比空气密度略小难溶于水难溶于水收集氮气收集氮气的方法？的方法？2、氮气的化学性质（氮气的化学性质（稳定，很难与其他物质反应稳定，很难与其他物质反应） N2 O22NO 放电放电N2 + 3Mg Mg3N2 点燃点燃高温、高压高温、高压催化剂催化剂N23H22NH3氮气利用稳定性可用作保护气，充填灯泡氮气利用稳定性可用作保护气，充填灯泡。可逆反应可逆反应 (二)、氮的氧化物l 名称名称l 化合价化合价l 化学式化学式l 一氧化二氮一氧化二氮l N2O *l 一氧化氮一氧化氮l NOl 三氧化二氮三氧化二氮l N2O3l 二氧化氮二氧化氮l NO2l 四氧化二氮四氧化二氮l N2O4l 五氧化二氮五氧化二氮l N2O5+1+2+3+4+4+5笑气笑气1 1、NONO的性质：的性质：NONO是一种是一种_色色_气味气味_溶于溶于水的气体，常温下可与氧气反应水的气体，常温下可与氧气反应生成生成_气体。气体。无无无无难难NO22NO+O2=2NO2 一氧化氮有毒性，因为它结合血红一氧化氮有毒性，因为它结合血红蛋白的能力比一氧化碳还强！不过它蛋白的能力比一氧化碳还强！不过它作为传递神经信息的作为传递神经信息的“信使分子信使分子”，在使血管扩张，免疫，增强记忆等方在使血管扩张，免疫，增强记忆等方面有着极其重要的作用面有着极其重要的作用。2 2、NONO2 2的性质：的性质：NO2是一种_色_气味_溶于水并与水发生反应的有毒气体NO。既有氧化性又有还原性。红棕红棕有刺激性有刺激性易易3NO2+H2O=2HNO3+NO此反应可用于此反应可用于工业制硝酸工业制硝酸，但二氧化氮可使，但二氧化氮可使多种织物褪色，损坏织物和尼龙制品，对金多种织物褪色，损坏织物和尼龙制品，对金属材料与非金属材料也有腐蚀作用。属材料与非金属材料也有腐蚀作用。2NO + O =2NO22 +2 0 +4 -23NO2+H2O=2HNO3+NO+4 +5 +24e-2e-N2O22NO放电放电2NO O22NO23NO2H2O2HNO3NO（无色，难溶于水）（无色，难溶于水）（红棕色，有刺激性气味（红棕色，有刺激性气味）在新疆与青海交界处有一山谷，人称魔鬼在新疆与青海交界处有一山谷，人称魔鬼谷，经常电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击谷，经常电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击毙。然而谷内却是牧草茂盛，四季常青。毙。然而谷内却是牧草茂盛，四季常青。请解释原因。请解释原因。进一步形成了硝酸盐2 2、氮的固定、氮的固定概念：概念： 使空气中游离态的使空气中游离态的N N2 2转化成转化成 含含氮化合物氮化合物叫做氮的固定简称固氮叫做氮的固定简称固氮 氮氮的的固固定定自然固氮自然固氮人工固氮人工固氮高能固氮高能固氮生物固氮生物固氮合成氨合成氨仿生固氮仿生固氮（2）分类）分类：1.氮气的物理性质与化学性质2.氮气的固定3.一氧化氮与二氧化氮的性质第二节 氮及其化合物学习目标1.认识氨气的溶解性，氨与水的反应，以及氨的还原性。2.认识铵盐的受热分解、铵盐与碱的反应，认识铵态氮肥的使用问题，了解它们在生产中的应用第2课时 氨和铵盐一.氨气的物理性质4.极易液化,液氨汽化时要吸收大量热1.无色 , 有特殊刺激性气味的气体3.极易溶于水.常温常压下,1V水 约能溶解700V氨气2.氨气密度比空气小（M=17g/mol）三、氨气实验：氨的喷泉实验现象 :形成 红色喷泉 ，溶液充满烧瓶讨论2、溶液为什么变为红色？3、实验成败的关键是什么？1、氨气为什么会形成喷泉？ 2、溶液为什么变为红色？3、实验成败的关键是什么？1、氨为什么会形成喷泉？ a.NH3纯度尽可能高，且装满b.烧瓶干燥；c.装置气密性好；氨水溶液显碱性 氨极易溶于水，使烧瓶内压强迅速减小，形成较大的压强差结论：氨气 溶于水，氨气溶于水显 。规律：烧瓶内外形成较大的压强差，均可形成喷泉极易碱性喷泉实验： 现象 :形成红色喷泉，溶液充满烧瓶操作：打开止水夹，挤压胶头滴管使水进入圆底烧瓶。 是否只有极易溶于水的气体才能进行喷泉实验？若不是，还有哪些气体可以？提示 :极易溶解于水的气体，如NH3、HCl等可进行喷泉实验。气体极易与某种溶液反应，如 SO2、CO2、Cl2与浓 NaOH溶液，NH3与稀盐酸；为何氨气溶于水显碱性？ 氨水 中存在的微粒：NH3、H2O、NH3H2O、NH4+、OH- 、H+与水反应 NH3+H2ONH3H2ONH4+OH-NH3H2O氨水是混合物，液氨（非）、一水合氨（弱）是纯净物一水合氨与酸反应NH3 + HCl = NH4Cl现象：生成大量 白烟实验：浓氨水与浓盐酸 浓盐酸、浓氨水易挥发1、说明盐酸和浓氨水具有什么性质？2.将蘸有 浓氨水 和浓硝酸 的玻璃棒靠近，有何现象？白烟3.将蘸有 浓氨水 和浓硫酸 的玻璃棒靠近，有何现象？无明显现象 浓氨水与 挥发性酸 相遇时均有 白烟生成。NH3 + HNO3 = NH4NO32NH3 + H2SO4 = （NH4）2SO4实质：NH3 + H+ = NH4+写出与酸反应的方程式NH3 + HCl = NH4Cl氨气是一种碱性气体,它能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。与O2反应 ( 氨的催化氧化 ）？氧化剂、还原剂分别是？转移电子数为？ 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O 高温催化剂 氨中氮元素化合价为最低价，具有还原性，能与具有氧化性的物质发生反应。氨的催化氧化（工业制硝酸的一步）实验操作实验现象结论加热氯化铵固体加热碳酸氢铵固体试管中固体逐渐消失，试管口有白色固体生成氯化铵固体受热分解，生成的NH3和HCl在试管口反应生成NH4Cl试管中固体逐渐消失；试管口有水珠生成；石灰水变浑浊碳酸氢铵固体受热易分解生成H2O和CO2 ，NH3加热氯化铵固体的实验加热碳酸氢铵固体的实验实验操作实验现象结论氯化铵固体与NaOH溶液反应湿润的红色石蕊试纸变蓝色氯化铵固体与NaOH溶液反应产生NH3【思考】1. 如何检验某溶液中是否含有NH4+ ？2. 从离子反应的角度分析铵盐与强碱溶液反应的实质（写出铵盐和强碱溶液反应的离子方程式）铵盐与强碱溶液 铵盐与浓强碱溶液加热 取溶液少许于试管中，加入浓氢氧化钠溶液，加热，若生成的气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明溶液中含有NH4+NH4+OH-=NH3H2O NH4+OH- NH3+H2O3、铵态氮肥不能与草木灰等碱性物质混合施用的原因是什么？4、如何除去氯化钠中混有的氯化铵固体？铵态氮肥中的铵根离子与碱性物质中的氢氧根离子能反应生成氨气逸出，降低氮肥肥效。加热法a.受热易分解：NH4Cl NH3+HCl NH4HCO3 NH3 +CO2 +H2Ob.与碱溶液反应： NH4+OH- NH3 +H2O NH4+OH- = NH3.H2O【小结】铵盐的化学性质（二）实验室制氨气1、反应原理：2、反应装置：2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O反应原理决定反应装置复分解反应1、 实验室制氨气时不用氢氧化钠固体来代替氢氧化钙固体2、图中的反应装置和收集装置，应注意哪些问题？反应装置：试管口向下倾斜收集装置：导气管插到试管底部若将棉花换为一个单孔橡皮塞可以吗？3、装置中收集氨气的试管口的棉花的作用是什么？你在以前学过的哪个实验中也用过棉花？ 4、从反应原理分析，氨气中可能混有的杂质？如何除去？防止氨气与空气对流，提高氨气的纯度。 混有水蒸气CaO、碱石灰等碱性干燥剂NaOH和CaO的混合物无水CaCl2不能用来干燥NH3（形成CaCl2 8NH3)干燥氨气装置图大进小出5、氨气如何验满？6、多余的氨气如何处理？ 常用的尾气处理方法有哪些？ 用湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口，看试纸是否变蓝 用玻璃棒一端蘸取浓盐酸靠近瓶口，看是否产生白烟用水吸收。 通常有毒和有污染的尾气必须适当处理。常用仪器有：氨气尾气吸收常采用的防倒吸装置有：8、实验室其他快速制氨气的方法 加热浓氨水法浓氨水和NaOH 固体法 反应装置：固液不加热制气装置。NaOH浓 氨 水浓氨水加碱石灰法1.氨气与铵盐的性质2.氨气的制备第二节 氮及其化合物学习目标1、掌握硝酸的物理性质和化学性质；2、了解人类活动对氮循环的影响，知道造成酸雨、光化学烟雾和富营养化等化学环境的原因；3、了解如何减少氮氧化合物的排放，树立环境保护的意识。第3课时 硝酸 酸雨及其防治一、硝酸的物理性质1 1、纯硝酸是无色、刺激性气味的液体，、纯硝酸是无色、刺激性气味的液体，密密度比水大度比水大 。2 2、与水以、与水以 任意比任意比 互溶互溶3 3、低沸点（、低沸点（ 8383）、）、 易挥发易挥发4 4、9595 以上的硝酸叫以上的硝酸叫 “发烟硝酸发烟硝酸 ”，常用质常用质量分数为量分数为 6969 的浓硝酸。的浓硝酸。二、化学性质（1） 具有酸的通性使紫色的石蕊试液变红与某些金属氧化物起反应2HNO3+CuO=Cu(NO3)2+H2O与某些盐起反应2HNO3 +CaCO3=Ca(NO3)2 +CO2+ H2O与碱起反应 HNO3+NaOH=NaNO3+H2OHNOHNO3 3=H=H+ + + + NONO3 3- -（2）硝酸的不稳定性 4 HNO3 = 2H2O+4NO2 +O2 受热或见光思考：1、如何保存硝酸？哪些物质需要保存在棕色试剂瓶中？ 2、浓硝酸为什么常呈黄色？如何消除？3、工业盐酸为什么呈黄色？硝酸分解放出的二氧化氮溶于硝酸，而使硝酸呈黄色。通入足量的氧气。棕色细口试剂瓶见光易分解的药品：如氯水、硝酸、硝酸银等。观察观察: :反应的激烈程度反应的激烈程度 气体产物的颜色气体产物的颜色 溶液的颜色溶液的颜色 固体的变化固体的变化实验：金属铜分别与浓硝酸、稀硝酸反应实验：金属铜分别与浓硝酸、稀硝酸反应（3）硝酸的强氧化性CuCu与浓与浓 HNOHNO3 3CuCu与稀与稀 HNOHNO3 3 反应物反应物反应反应 剧烈剧烈反应反应 缓慢缓慢由无色变由无色变 蓝色蓝色由无色变由无色变 蓝色蓝色红棕色红棕色 气体气体无色无色 气体，遇到空气气体，遇到空气变红棕色变红棕色逐渐溶解逐渐溶解固体变化固体变化气体气体溶液变化溶液变化反应程度反应程度现象现象 硝酸与铜的反应Cu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O2e-6e-硝酸在反应中都表现了哪些性质？氧化性和酸性金属与硝酸反应时（一般情况）：金属与硝酸反应时（一般情况）：稀硝酸被还原为稀硝酸被还原为NONO、浓硝酸被还原为、浓硝酸被还原为NONO2 2，金属被氧，金属被氧化成化成最高价最高价的金属阳离子。的金属阳离子。硝酸与大部分的金属能反应（除Au 、Pt 、Ti）3Cu + 8H+ + 2NO3 - = 3Cu2+ + 2NO + 4H2OCu + 4H+ + 2NO3- = Cu2 + + 2NO2 + 2H2O【思考】铜粉放入稀硫酸中无现象，当加入一种盐后，铜粉溶解，此盐是什么盐？反应的离子方程式为？硝酸盐。铜相当于与稀硝酸反应离子方程式：实验室制备NO2、NOFe+Fe+浓浓HNOHNO3 3反应反应Fe+Fe+稀稀HNOHNO3 3反应反应实验实验 2 22 2、铁跟、铁跟 稀硝酸稀硝酸 反应放出放出 无色无色 气体，溶液气体，溶液变变棕黄色棕黄色实验现象1 1、铁跟、铁跟 浓硝酸浓硝酸 无变化无变化 （钝化（钝化）【思考】在浓硝酸中钝化的金属有哪些？钝化是物理变化还是化学变化？钝化表现了浓硝酸的什么性质？思考：思考： 1 1、为什么有的同学会观察到红棕色气体、为什么有的同学会观察到红棕色气体？2 2、还有的同学发现当铁粉过量时溶液会成浅绿、还有的同学发现当铁粉过量时溶液会成浅绿色？色？Fe+4HNOFe+4HNO3 3( (稀稀)=Fe(NO)=Fe(NO3 3) )3 3+NO+NO +2H+2H2 2O O2NO+O2NO+O2 2=2NO=2NO2 2Fe+2Fe(NOFe+2Fe(NO3 3) )3 3=3Fe(NO=3Fe(NO3 3) )2 2写出Fe与稀硝酸反应的方程式（1 1）硝酸与金属反应一般不能产生氢气。稀硝酸的还原产物一般为NONO浓硝酸的还原产物一般为NONO2 2铁与稀HNOHNO3 3反应时，HNOHNO3 3过量，产物为FeFe（NONO3 3) )3 3，FeFe过量，产物为FeFe（NONO3 3) )2 2在金属与硝酸反应的方程式中，硝酸表现酸性和氧化性（2 2）硝酸能氧化除AuAu、PtPt、TiTi 以外的所有金属。但在常温下，浓硝酸可使AlAl、FeFe钝化，因此可用铝质或铁质容器盛放浓硝酸。发生钝化时硝酸表现出强氧化性。（3 3）做硝酸与金属反应实验时要注意用NaOHNaOH溶液吸收尾气，防止有毒气体污染空气。总结：（4）硝酸与许多的非金属能反应C+4HNO3(浓)= CO2 + 4NO2 +2H2O浓HNO3的作用：强氧化性与非金属反应非金属的产物是高价氧非金属的产物是高价氧化物化物 ( (或酸）或酸）硝酸的产物一般是硝酸的产物一般是NO24e-三、人类活动对氮循环的影响1 1、光化学烟雾：氮的氧化物、碳氢化合物、光化学烟雾：氮的氧化物、碳氢化合物2 2、酸雨：氮的氧化物、二氧化硫氮的氧化物、二氧化硫3 3、水体富营养化：水体中过量的氮NONO2伦敦光化学烟雾洛杉矶光化学烟雾广州光化学烟雾酸雨的危害水体富营养化含氮、磷化合物的排放悲哀的海豚被污染的河流赤潮不稳定性不稳定性酸性 H H+ +氧化性 H HNO3 硝酸的化硝酸的化学性质学性质硝酸的物理性质硝酸的物理性质 :低沸点，易挥发低沸点，易挥发1.1.硝酸能跟硝酸能跟 除除PtPt、AuAu外外金属反应金属被氧化成金属反应金属被氧化成高价硝酸盐高价硝酸盐2.2.浓硝酸浓硝酸 -NO-NO2 2 ，稀硝酸稀硝酸 NONO3.3.氧化性氧化性 : :浓硝酸浓硝酸 稀硝酸稀硝酸4.4.常温下常温下 浓硝酸使浓硝酸使 FeFe、AlAl钝化钝化