高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物优质课件ppt

导入新课

玻尔巧藏诺贝尔金质奖章-------玻尔是丹麦的物理学家，曾获得诺贝尔奖。二战中，玻尔被迫离开祖国，他决定将诺贝尔金质奖章溶解在一种溶液里，装于玻璃瓶中。后来，纳粹分子窜进玻尔的住宅，那瓶溶有奖章的溶液就在眼皮底下，他们却一无所知。战争结束后，玻尔又从溶液中还原提取出金，并重新铸成奖章。新铸成的奖章---它凝聚着玻尔对祖国无限的热爱和无穷的智慧。

这种溶液是什么？？？？

讲授新课

第一节 氮及其化合物

一、硝酸

（1）硝酸的物理性质

①纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体；

②能以任意比溶于水；

③密度比水大，（1.5027g/cm3）；

④沸点低：83℃；

⑤常用浓硝酸的浓度为69％，98％的浓硝酸叫

作“发烟硝酸”。

（2）  不稳定性

4HNO3  == 4NO2↑+O2↑+2H2O

问题一　久置的浓硝酸为何呈黄色？

硝酸分解生成的NO2溶于硝酸中

问题二　如何保存硝酸？

盛放在棕色试剂瓶里，并贮放在黑暗且温度低的地方

！！！！硝酸具有强氧化性，对皮肤、衣物等有腐蚀作用，使用时应注意安全

（3）  硝酸具有强的氧化性，几乎可以使所有金属（金、铂 除外）氧化而生成硝酸盐。当HNO3与金属反应时，HNO3被还原的程度（即氮元素化合价降低的程度）取决于硝酸的浓度和金属单质还原性的强弱。对于同一金属单质而言，HNO3的浓度越小，HNO3被还原的程度越大，氮元素的化合价降低越多。

（4）【实验5-8】

如图5-14所示，在橡胶塞侧面挖一个凹槽，并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝，向两支试管中分别加入2mL浓硝酸和稀硝酸，用橡胶塞塞住试管口，使铜丝与硝酸接触，观察并比较实验现象，向上拉铜丝，停止反应。

①Cu与浓硝酸的反应

实验现象:浓硝酸与铜能剧烈反应，放出红棕色的气体，铜不断溶解，溶液变成绿色。

反应产物:二氧化氮、硝酸铜和水

化学方程式:Cu+4HNO3(浓) ＝Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

②Cu与稀硝酸的反应

实验现象:铜与稀硝酸反应较缓慢，溶液变成蓝色，生成无色的气体，遇空气变为红棕色

反应产物:硝酸铜、一氧化氮、水

化学方程式:3Cu+8HNO3（稀）= 3Cu(NO3)2+ 2NO↑+4H2O

思考：

①在上述的两个反应中硝酸都表现出哪些性质。

氧化性和酸性

②上述两反应中，若有1molCu消耗，则被还

原的硝酸的物质的量分别是多少？

2mol和2/3mol

③写出上述两反应的离子反应方程式

Cu+4H++2NO3- ＝Cu2++2NO2↑+2H2O

3Cu+8H++2NO3-= 3Cu2++ 2NO↑+4H2O

（5）硝酸的化学性质

① 常温下，浓硝酸使铁、铝等金属钝化（加热时也会发生反应）

②硝酸与金属反应不放出氢气。

③氧化性：浓硝酸>稀硝酸（均比浓硫酸强）

④一般反应规律为：

 金属 + HNO3(浓) → 硝酸盐+ NO2↑+ H2O

 金属 + HNO3(稀) → 硝酸盐+ NO↑+ H2O

较活泼的金属：(如Mg、Zn等) + HNO3(极稀) →

硝酸盐 + H2O + N2O↑(或NH3或铵盐等)

⑤变价金属与硝酸反应时

3Fe(过量)＋8HNO3(稀)＝3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

Fe(不足)＋4HNO3(稀)＝Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O

⑥浓HNO3与浓盐酸按体积比1∶3配制而成的混合液叫王水。王水溶解金属的能力更强，能溶解金属Pt、Au。记忆方法 ：“三言（盐）一笑（硝）”

⑦NO3-的检验：晶体或浓溶液与浓硫酸、Cu共热时，若产生红棕色气体则含有NO3- ；若为稀溶液则先浓缩后再检验。

（6）与非金属的反应

将一块红热的木炭投入浓硝酸中

现象：剧烈反应，产生红棕色气体

C+4HNO3(浓)===CO2↑+4NO2↑+2H2O

硝酸：是一元酸、强酸、氧化性酸、低沸点酸、不稳定性酸、易溶性酸。

二、思考与讨论

硝酸是重要的化工原料，用于制话费、农药、炸药、燃料等。工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸，如下图所示：

（1）写出每一步反应的化学方程式。

（2）情分析上述反应中的物质；类别和氮元素化合价的

变化情况，以及每一步反应中含氮物质发生的是氧化反应还是还原反应。

      硝酸合成过程装置图

1.       硝酸的工业制法－氨的催化氧化法

（1）N2和H2反应生成氨气

N2+3H2      2NH3，N的化合价由0变为-3，

发生还原反应。

（2）  氨氧化生成一氧化氮------氧化炉

4NH3 + 5O2                  4NO + 6H2O，N的化合价由-3变为+2，发生氧化反应。

 （3）一氧化氮的氧化和硝酸的生成-----吸收塔

2NO + O2 = 2NO2（循环使用），N的化合价由+2变为+4，发生氧化反应。

NO2和水反应生成硝酸

3NO2+H2O=2HNO3+NO，氮的化合价由+4变为+5和+2价，既发生氧化反应也发生还原反应。

想一想：尾气包括哪些气体？怎样处理？                      

写出有关反应的化学方程式。

尾气中包含NO2和NO气体，所以需要用氢氧化钠溶液来吸收尾气。

NO2 + NO+ 2NaOH = 2NaNO2 + H2O

（3）实验室制法

NaNO3 + H2SO4(浓)          NaHSO4 + HNO3↑

思考1：温度如何控制？

温度不能太高，否则硝酸会分解。故生成物是NaHSO4 。

思考2：能否采用制氯化氢的装置制硝酸？

不能，因硝酸蒸汽腐蚀橡胶塞和胶管。

三、酸雨及防治

煤、石油和金属矿物以及机动车在使用过程中，会生成SO2和氮氧化物。他们会引起呼吸道疾病，危害人体健康，甚至致人死亡。

 SO2以及氮氧化物在大气中会形成酸雨，正常雨水由于溶解了CO2，pH约为5.6，酸雨的pH小于5.6

酸雨危害很大，能直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊算话，加速建筑物、桥梁、手工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。

 SO2和NO2都是有用的化工原料，但当他们分散在大气中时，就形成了难以处理的污染物。因此，工业废气排放到大气中之前，必须进行适当处理，防治有害物质污染大气，并充分利用原料。

四、阅读课本的研究与实践--------测定雨水的pH

研究目的：酸雨对环境危害巨大，人们已经采取多种措施来防治酸雨。通过以下活动了解测定雨水pH的方法，认识酸雨的危害，激发保护环境的紧迫感。

研究任务：收集资料并测定雨水的pH.

【结果与讨论】（1）通过测定数据判断降雨是否为酸

雨。若是酸雨，分析形成原因，并提出减轻酸雨危害的建议。

（2)本次实践活动及结果对你有什么启发？撰写研究报告，并与同学讨论。

1.下列关于N2的叙述错误的是（     ）

A.N2既可作氧化剂又可作还原剂

B.在雷雨天，空气中的N2和O2可反映生成NO

C.氮的固定是将N2转化成含氮的化合物

D.1molN2可与3molH2完全反应生成2molNH3

答案为：D

解析：N2和H2生成氨气的反应时可逆反应，不

能完全转化

2.       在NO2与水的反应中（）

A.氮元素的化合价不发生变化        

 B.NO2只是氧化剂

C.NO2只是还原剂                                  D.NO2既是氧化剂，有事还原剂

答案为：D

解析：3NO2+H2O=2HNO3+NO，反应中NO2的化合价

由+4价变为+5和+2价既是氧化剂又是还原剂。

3.只用一种试剂可将NH4Cl、（NH4)2SO4、NaCl、Na2SO4四种溶液区别开来的是（　　）

A. NaOH溶液          B. AgNO3溶液

C. BaCl2溶液            D. Ba（OH）2溶液

答案为：D

解析：A．氯化铵、硫酸铵均与NaOH反应生成氨气，氯化钠、硫酸钠均与NaOH不反应，不能鉴别；

B．均与硝酸银反应生成白色沉淀，不能鉴别；

C．硫酸铵、硫酸钠均与氯化钡反应生成白色沉淀，氯化铵、氯化钠均与氯化钡不反应，不能鉴别；

D．氯化铵、硫酸铵、氯化钠、硫酸钠四种溶液分别与Ba（OH）2溶液反应的现象为：刺激性气体、白色沉淀和刺激性气体、无现象、白色沉淀，现象不同，可鉴别；

4.根据图5-11“氨溶于水的喷泉实验装置”，下列叙述不正确的是（ ）

A．该实验说明氨气极易溶于水

B．烧瓶充满氯气，交投滴管和烧瓶中充满浓碱也可能形成喷泉

C．红色喷泉说明氨水有碱性 

D．烧杯中换成其他液体无法形成喷泉

答案为：D

解析：喷泉反应的原理是可以快速溶解或者反应形成压强差，所以换成其他液体也可以。

5.工业上用废铜屑作原料制备硝酸铜，下列四种方法中，适宜采用的是哪一种，请从节约原料和污染保护的角度说明原因。

A．Cu + HNO3(浓) → Cu(NO3)2

B．Cu +HNO3(稀) → Cu(NO3)2

C．Cu           CuO            Cu(NO3)2

D．Cu             CuSO4              Cu(NO3)2

答案为：C

解析：根据反应的方程式可知，选项ABD中都能产生大气污染物NO2、NO、SO2，C中没有污染物产生，且原料利用率高，所以正确的答案选C 。

6.       利用图5-14进行铜与硝酸反应的实验

（1）硝酸一般成放在棕色试剂瓶中，请用化学方程式说明其原因______

（2）使用稀硝酸进行实验：反应开始后，铜丝逐渐变细，有气泡产生，溶液变蓝。

    ①铜与稀硝酸反应的离子方程式为__________________。

    ②实验中观察到试管中的气体略有红棕色，其原因是________（用化学方程式表示）

（3）使用浓硝酸进行实验：反应剧烈进行，铜丝逐渐变细，溶液变绿，试管上方出现红棕色气体。

①铜与浓硝酸反应的化学方程式为_____________________.

②某同学推测反应后溶液呈绿色的原因是NO2在溶液中达到饱和，NO2的饱和溶液呈黄色，硝酸铜溶液呈蓝色，两者混合后呈绿色。他取少量该绿色溶液，向其中加入适量水后溶液为蓝色，可能原因是_________________（用化学方程式表示）。

答案：（1）4HNO3               4NO2 ↑ +O2 ↑ +2H2O

（2）①3Cu+8H++2NO3-= 3Cu2++ 2NO↑+4H2O

②2NO + O2 = 2NO2

（3）①Cu+4HNO3(浓) ＝Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

②3NO2+H2O=2HNO3+NO

7.汽车尾气中含有CO、NO等多种污染物，已成为城市空气的主要污染源。汽油和柴油中基本不含氮元素，那么汽车尾气中的NO是如何产生的？请推测可能的原因，并写出有关反应的化学方程式。

解答：N2+O2               2NO；

8.根据图5-9简单描述氮在自然界的循环过  程，并思考和讨论一下问题。

（1）氮在自然界中主要以哪些形式存在？

（2）人体蛋白质中的氮是从哪里来的？

（3）自然界中有哪些固定氮的途径？

（4）人类的哪些活动参与了氮的循环

解答：

（1）氮以化合态的形式存在于多种无机物和有机物中。

（2）从食物中来。

（3）生物固氮,高能固氮,工业固氮。

（4）工业固氮,人的排遗。

课堂小结

一、硝酸的化学性质

①硝酸的不稳定性

②浓硝酸和铜的反应

③稀硝酸和铜的反应

二、硝酸的工业制法

    硝酸工业制法的的流程。

板书

一、硝酸的化学性质

二、硝酸的工业制法

三、酸雨及防治

四、阅读课本的研究与实践--------测定雨水的pH