【化学】氮及其化合物第3课时课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册.pptx

第五章化工生产中的重要非金属元素第二节氮及其化合物第第3课时硝酸酸雨及防治课时硝酸酸雨及防治学习目标学习目标素养目标素养目标学法指导学法指导结结合合实实验验探探究究，掌掌握握硝硝酸酸的的保保存存方方法法、不不稳定性、强氧化性稳定性、强氧化性科科学学探探究究与与创新意识创新意识1比比较较法法学学习习浓浓硝硝酸酸、稀稀硝硝酸酸的的化化学性质，特别是二者氧化性的差别学性质，特别是二者氧化性的差别2复复习习氧氧化化还还原原反反应应知知识识中中的的电电子子守守恒恒法法的的原原理理，并并在在有有关关硝硝酸酸氧氧化化性的计算中加以应用性的计算中加以应用3从从形形成成原原理理和和途途径径上上认认识识酸酸雨雨的的形成、危害及防治形成、危害及防治结结合合环环境境污污染染与与防防治治知知识识，了了解解酸酸雨雨的的形形成成及及危危害害，加加强强环环保保意识意识科科学学态态度度与与社会责任社会责任课前 新知导学1物理性质物理性质硝酸是硝酸是_色、色、_挥发、挥发、_气味的液体。气味的液体。2化学性质化学性质(1)不稳定性。不稳定性。浓浓硝硝酸酸见见光光或或受受热热会会分分解解产产生生二二氧氧化化氮氮，化化学学方方程程式式：_ _。浓硝酸一般保存在浓硝酸一般保存在_色试剂瓶中，并放置在色试剂瓶中，并放置在_。硝酸硝酸无无易易有刺激性有刺激性4HNO3棕棕阴凉处阴凉处(2)强氧化性。强氧化性。与金属铜的反应与金属铜的反应教材【实验教材【实验58】。】。浓浓、稀稀硝硝酸酸与与铜铜反反应应的的化化学学方方程程式式分分别别为为_ _、_ _。浓硝酸与铁、铝的反应：浓硝酸与铁、铝的反应：a._下下，铁铁、铝铝的的表表面面被被浓浓硝硝酸酸或或浓浓硫硫酸酸氧氧化化，生生成成了了一一层层_薄膜，这层薄膜阻止了酸薄膜，这层薄膜阻止了酸_。Cu4HNO3(浓浓)=Cu(NO3)22NO22H2O3Cu8HNO3(稀稀)=3Cu(NO3)2常温常温致密的氧化物致密的氧化物2NO4H2O与内层金属的进一步反应与内层金属的进一步反应b._时，铁、铝会与浓硝酸或浓硫酸发生反应。时，铁、铝会与浓硝酸或浓硫酸发生反应。王王水水是是浓浓硝硝酸酸和和_按按体体积积比比为为_组组成成的的混混合合物物。王王水水能使不溶于硝酸的金属，如能使不溶于硝酸的金属，如_等溶解。等溶解。加热加热浓盐酸浓盐酸13金、铂金、铂3工业制硝酸工业制硝酸(1)工业上制硝酸的流程图。工业上制硝酸的流程图。(2)反应原理。反应原理。_；_；_；_。2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO4硝酸的用途硝酸的用途硝酸是重要化工原料，用于制硝酸是重要化工原料，用于制_、_、_、染料等。、染料等。化肥化肥农药农药炸药炸药(1)实验室中浓硝酸显黄色的原因是什么？实验室中浓硝酸显黄色的原因是什么？【答案】【答案】浓硝酸分解生成的二氧化氮又溶于硝酸所致。浓硝酸分解生成的二氧化氮又溶于硝酸所致。(2)在硝酸与铜的反应中，体现了硝酸的哪些性质？在硝酸与铜的反应中，体现了硝酸的哪些性质？【答案】【答案】强氧化性、酸性。强氧化性、酸性。(3)浓浓HNO3、稀稀HNO3与与Cu反反应应产产物物分分别别为为NO2、NO，反反应应中中稀稀硝硝酸酸中中氮氮元元素素的的化化合合价价降降低低较较多多，说说明明稀稀HNO3氧氧化化性性比比浓浓HNO3强强，对对吗吗？【答答案案】不不对对，浓浓HNO3氧氧化化性性比比稀稀HNO3强强，与与Cu反反应应时时浓浓HNO3反应更剧烈反应更剧烈。微思考微思考下列对于硝酸的认识中，不正确的是下列对于硝酸的认识中，不正确的是()A浓硝酸在见光或受热时会发生分解浓硝酸在见光或受热时会发生分解B铜与硝酸的反应属于置换反应铜与硝酸的反应属于置换反应C金属与硝酸反应不产生氢气金属与硝酸反应不产生氢气D常温下可用铁和铝制品盛装浓硝酸常温下可用铁和铝制品盛装浓硝酸【答案】【答案】B【解解析析】铜铜与与硝硝酸酸反反应应时时产产生生硝硝酸酸铜铜、氮氮氧氧化化物物和和水水，不不符符合合置置换换反应特点，反应特点，B错误。错误。1大气中二氧化硫、氮氧化物的来源大气中二氧化硫、氮氧化物的来源(1)二氧化硫：二氧化硫：_的燃烧、含硫金属矿物的冶炼等。的燃烧、含硫金属矿物的冶炼等。(2)氮氮氧氧化化物物：机机动动车车发发动动机机产产生生的的_使使空空气气中中的的_反应生成氮氧化物。反应生成氮氧化物。2二氧化硫、氮氧化物的危害二氧化硫、氮氧化物的危害(1)引起引起_疾病，严重时会使人死亡。疾病，严重时会使人死亡。(2)形成形成_。酸雨及防治酸雨及防治煤和石油煤和石油高温条件高温条件氮气和氧气氮气和氧气呼吸道呼吸道酸雨酸雨3酸雨的形成与危害酸雨的形成与危害(1)酸酸雨雨：二二氧氧化化硫硫、氮氮氧氧化化物物以以及及它它们们在在大大气气中中发发生生反反应应后后的的生生成成物溶于雨水会形成酸雨。酸雨的物溶于雨水会形成酸雨。酸雨的pH_。(2)形成。形成。硫酸型酸雨：硫酸型酸雨：SO2SO3_或或SO2H2SO3_。硝酸型酸雨：硝酸型酸雨：NOxNO2_。(3)危害。危害。_农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊_；加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的_。小于小于5.6H2SO4H2SO4HNO3直接损伤直接损伤酸化酸化腐蚀腐蚀(1)正常雨水是否呈中性？正常雨水是否呈中性？【答案】【答案】否，正常雨水由于溶解了二氧化碳，呈酸性，其否，正常雨水由于溶解了二氧化碳，呈酸性，其pH约为约为5.6。(2)“雷雷雨雨发发庄庄稼稼”有有何何科科学学道道理理？试试结结合合有有关关反反应应的的化化学学方方程程式式解解释说明释说明。(3)收收集集到到的的酸酸雨雨样样品品，放放置置时时间间稍稍长长，酸酸性性反反而而越越强强，原原因因是是什什么么？【答案】【答案】酸雨中的酸雨中的H2SO3易被易被O2氧化为酸性强的氧化为酸性强的H2SO4。微思考微思考(2023广广东东深深圳圳联联考考改改编编)“绿绿水水青青山山就就是是金金山山银银山山”理理念念旨旨在在引导社会各界自觉践行绿色生活，共建美丽中国。下列说法正确的是引导社会各界自觉践行绿色生活，共建美丽中国。下列说法正确的是()A酸雨是酸雨是pH7的雨水的雨水B采用原煤脱硫技术可减少燃煤产生的采用原煤脱硫技术可减少燃煤产生的SO2C汽车尾气中的汽车尾气中的NO主要来源于汽油的不充分燃烧主要来源于汽油的不充分燃烧DCO2、SO2、NO2均是常见的大气污染物均是常见的大气污染物【答案】【答案】B【解解析析】酸酸雨雨是是pH5.6的的雨雨水水，A错错误误；采采用用原原煤煤脱脱硫硫技技术术可可减减少少燃燃煤煤产产生生的的SO2，B正正确确；汽汽油油中中无无氮氮元元素素，氮氮氧氧化化物物产产生生的的原原因因是是内内燃燃机机的的高高温温环环境境使使空空气气中中的的N2与与O2化化合合形形成成NO，C错错误误；CO2不不是是大大气气污染物，污染物，D错误。错误。课堂 重难探究重难理解重难理解1硝酸的强氧化性规律硝酸的强氧化性规律(1)硝酸的浓度越大，其氧化性越强。硝酸的浓度越大，其氧化性越强。(2)还原剂一般被氧化成最高价态。还原剂一般被氧化成最高价态。2硝酸的强氧化性的表现硝酸的强氧化性的表现(1)硝酸与金属的反应。硝酸与金属的反应。除除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属。重难点一硝酸的强氧化性重难点一硝酸的强氧化性活活泼泼金金属属与与HNO3反反应应不不生生成成H2，HNO3的的浓浓度度不不同同，还还原原产产物物不同。不同。常温下浓硝酸能使常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化，加热时反应。钝化，加热时反应。(2)硝酸与非金属的反应。硝酸与非金属的反应。反反应应规规律律：非非金金属属单单质质浓浓硝硝酸酸最最高高价价氧氧化化物物或或高高价价含含氧氧酸酸NO2H2O。下列说法正确的是下列说法正确的是()A过量的铁与浓硝酸反应，其产物是过量的铁与浓硝酸反应，其产物是Fe(NO3)3、NO2、NO、H2OB1 mol铜与足量的浓硝酸反应，消耗硝酸的物质的量为铜与足量的浓硝酸反应，消耗硝酸的物质的量为2 molC往往Fe(NO3)2溶溶液液中中加加入入稀稀硫硫酸酸，溶溶液液的的颜颜色色会会由由浅浅绿绿色色变变为为棕棕黄色黄色D铁、铝在任何浓度的硝酸中都会钝化铁、铝在任何浓度的硝酸中都会钝化【答案】【答案】C典典例精练例精练【解解析析】过过量量的的铁铁与与浓浓硝硝酸酸反反应应生生成成Fe(NO3)2，A错错误误；1 mol铜铜与与足足量量的的浓浓硝硝酸酸反反应应，消消耗耗硝硝酸酸的的物物质质的的量量为为4 mol，B错错误误；铁铁、铝铝在在浓浓硝酸中会发生钝化，但在稀硝酸中不会钝化，硝酸中会发生钝化，但在稀硝酸中不会钝化，D错误。错误。将将相相同同质质量量的的铜铜分分别别和和过过量量浓浓硝硝酸酸、稀稀硝硝酸酸反反应应，下下列列叙叙述述正正确的是确的是()A反应剧烈程度：两者相同反应剧烈程度：两者相同B消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少C反应生成气体的颜色：前者浅，后者深反应生成气体的颜色：前者浅，后者深D反应中转移的电子总数：前者多，后者少反应中转移的电子总数：前者多，后者少【答案】【答案】B关于硝酸的说法中正确的是关于硝酸的说法中正确的是()ACu可以溶解在稀硝酸中并生成可以溶解在稀硝酸中并生成H2B浓硝酸不能与非金属单质反应浓硝酸不能与非金属单质反应C硝酸与金属反应时，主要是硝酸与金属反应时，主要是5价的氮元素得电子价的氮元素得电子D常温下，向浓硝酸中投入常温下，向浓硝酸中投入Fe片，会产生大量的红棕色气体片，会产生大量的红棕色气体【答案】【答案】C【解解析析】错错选选D的的原原因因在在于于对对重重要要知知识识点点掌掌握握得得不不透透彻彻，根根据据常常规规判判断断物物质质性性质质，导导致致分分析析错错误误。不不清清楚楚一一些些物物质质除除了了常常见见的的性性质质外外，还还有有一一些些特特性性。在在常常温温下下浓浓硝硝酸酸中中加加入入Fe会会钝钝化化，不不会会有有NO2生生成成。Cu与与稀稀硝硝酸酸反反应应不不会会有有氢氢气气生生成成，但但能能生生成成NO，A错错误误；大大多多数数酸酸不不能能与与非非金金属属发发生生反反应应，但但是是一一些些强强氧氧化化性性酸酸在在一一定定条条件件下下能能把把非非金金属属氧氧化化，如如浓硝酸在加热条件下可与木炭反应，浓硝酸在加热条件下可与木炭反应，B错误。错误。重难理解重难理解硝酸与金属反应的硝酸与金属反应的“三个守恒、一个关系三个守恒、一个关系”(1)三个守恒。三个守恒。得失电子守恒：金属失电子数得失电子守恒：金属失电子数n(NO2)3n(NO)。氮原子守恒：氮原子守恒：n(HNO3)xnM(NO3)xn(NO2)n(NO)。重难点二硝酸与金属反应的有关计算重难点二硝酸与金属反应的有关计算(2)一个关系。一个关系。起起酸酸性性作作用用的的HNO3的的物物质质的的量量是是金金属属物物质质的的量量和和金金属属所所带带电电荷荷数数的乘积，可表示为的乘积，可表示为n(HNO3)酸性酸性xn(Mx)n(转移电子转移电子)。1.92 g Cu投投入入到到一一定定量量的的浓浓硝硝酸酸中中，铜铜完完全全溶溶解解，生生成成的的气气体体的的颜颜色色越越来来越越浅浅，共共收收集集到到672 mL的的气气体体(气气体体体体积积已已折折算算为为标标准准状状况况下下)。将将盛盛有有此此气气体体的的容容器器倒倒扣扣在在水水槽槽中中，通通入入标标准准状状况况下下一一定定体体积积的的氧氧气气，恰好使气体完全溶于水，则通入的氧气的体积为恰好使气体完全溶于水，则通入的氧气的体积为()A168 mLB224 mLC336 mLD504 mL【答案】【答案】C典典例精练例精练【答案】【答案】B重难理解重难理解SO2和氮的氧化物的吸收、转化和氮的氧化物的吸收、转化(1)NaOH溶液吸收。溶液吸收。SO22NaOH=Na2SO3H2ONO2NO2NaOH=2NaNO2H2O2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O重难点三酸雨的危害与防治重难点三酸雨的危害与防治(4)石灰吸收。石灰吸收。CaOSO2=CaSO3，2CaSO3O2=2CaSO4【名师点拨】【名师点拨】(1)氮的氧化物是造成酸雨和臭氧层空洞的共同污染物。氮的氧化物是造成酸雨和臭氧层空洞的共同污染物。(2)NO在破坏臭氧层的过程中可发生如下反应：在破坏臭氧层的过程中可发生如下反应：NOO3NO2O2NO2O3NO2O2总反应方程式为总反应方程式为2O3=3O2，从整个反应来看，从整个反应来看NO作催化剂。作催化剂。(3)NO使使人人中中毒毒的的原原理理与与CO相相似似，被被人人吸吸入入后后与与血血红红蛋蛋白白结结合合，从从而使血红蛋白失去运输而使血红蛋白失去运输O2的能力。的能力。如图所示是酸雨的形成示意图。根据图示回答下列问题。如图所示是酸雨的形成示意图。根据图示回答下列问题。典典例精练例精练(1)下下列列气气体体容容易易形形成成酸酸雨雨的的是是_。ACO2BSO2CN2DNO2(2)现现有有雨雨水水样样品品1份份，每每隔隔一一段段时时间间测测定定该该雨雨水水样样品品的的pH，所所得得数数据如下：据如下：测试时间测试时间/h01234雨水的雨水的pH4.734.634.564.554.55分析数据，回答下列问题：分析数据，回答下列问题：雨雨水水样样品品的的pH变变化化的的原原因因是是_(用化学方程式表示用化学方程式表示)。如如果果将将刚刚取取样样的的上上述述雨雨水水和和自自来来水水相相混混合合，pH将将变变_，原因是原因是_(用化学方程式表示用化学方程式表示)。(3)下列措施中，可减少酸雨产生途径的是下列措施中，可减少酸雨产生途径的是_(填字母填字母)。少用煤作燃料少用煤作燃料把工厂烟囱建高把工厂烟囱建高燃料脱硫燃料脱硫在已酸化的土壤中加石灰在已酸化的土壤中加石灰开发新能源开发新能源ABCD【答答 案案】(1)BD(2)SO2 H2OH2SO3，2H2SO3 O2=2H2SO4 小小 Cl22H2OSO2=H2SO42HCl(或或H2SO3HClO=H2SO4HCl)(3)C【解解析析】(2)酸酸雨雨放放置置时时pH变变小小，其其原原因因是是雨雨水水中中的的H2SO3被被空空气气中中的的氧氧气气氧氧化化。雨雨水水和和自自来来水水混混合合，应应考考虑虑H2SO3与与Cl2(或或HClO)的的反应。反应。酸雨是对降水呈酸性酸雨是对降水呈酸性(pH小于小于5.6)的统称。下列说法错误的是的统称。下列说法错误的是()A空气中的空气中的SO2溶于水，最终形成酸雨溶于水，最终形成酸雨B汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气都含有氮氧化物汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气都含有氮氧化物C工业废水任意排放是造成酸雨的主要原因工业废水任意排放是造成酸雨的主要原因D为为了了减减少少酸酸雨雨的的形形成成，必必须须减减少少SO2的的排排放放量量，对对燃燃料料脱脱硫硫处处理理【答案】【答案】C课堂小结课堂小结小练 素养达成1(2023吉吉林林长长春春三三中中段段考考)以以下下非非金金属属氧氧化化物物与与其其引引起起的的环环境境问问题及主要来源对应正确的是题及主要来源对应正确的是()选项选项氧化物氧化物环境问题环境问题主要来源主要来源ACO2破坏臭氧层破坏臭氧层化石燃料的燃烧化石燃料的燃烧BSO2温室效应温室效应汽车尾气的排放汽车尾气的排放CNO2光化学烟雾光化学烟雾工厂废气的排放工厂废气的排放DCO酸雨酸雨汽车尾气和化石燃料的不完全燃烧汽车尾气和化石燃料的不完全燃烧答案】答案】C【解解析析】破破坏坏臭臭氧氧层层的的是是氟氟利利昂昂，A错错误误；导导致致温温室室效效应应的的气气体体是是CO2、CH4，B错错误误；造造成成光光化化学学烟烟雾雾的的气气体体是是氮氮氧氧化化物物和和碳碳氢氢化化合合物物，C正确；正确；CO有毒，能使人中毒，造成酸雨的是有毒，能使人中毒，造成酸雨的是SO2和氮氧化物，和氮氧化物，D错误。错误。2下列关于硝酸的叙述正确的是下列关于硝酸的叙述正确的是()ANO2溶于水生成硝酸，所以溶于水生成硝酸，所以NO2是酸性氧化物是酸性氧化物B硝酸可与活泼金属反应生成盐和氢气硝酸可与活泼金属反应生成盐和氢气C浓硝酸见光或受热易分解，必须保存在棕色瓶中浓硝酸见光或受热易分解，必须保存在棕色瓶中D硝酸与铜的反应只表现出氧化性硝酸与铜的反应只表现出氧化性【答案】【答案】C【解解析析】NO2和和硝硝酸酸中中氮氮元元素素的的化化合合价价不不相相等等，NO2不不是是酸酸性性氧氧化化物物；硝硝酸酸与与活活泼泼金金属属反反应应时时常常生生成成盐盐和和含含氮氮氧氧化化物物；硝硝酸酸与与铜铜反反应应生生成成硝酸铜及硝酸铜及NO或或NO2，硝酸既表现出氧化性也表现出酸性。，硝酸既表现出氧化性也表现出酸性。3将将铜铜粉粉放放入入稀稀硫硫酸酸中中，加加热热无无明明显显反反应应，但但加加入入某某盐盐后后，发发现现铜粉质量逐渐减少，该盐是铜粉质量逐渐减少，该盐是()A硫酸亚铁硫酸亚铁B硫酸锌硫酸锌C硝酸钾硝酸钾D氯化钠氯化钠【答案】【答案】C【解解析析】在在酸酸性性稀稀溶溶液液中中，硝硝酸酸盐盐具具有有氧氧化化性性，能能与与铜铜反反应应生生成成硝硝酸铜和酸铜和NO，选项，选项C符合题意。符合题意。4已已知知3Cu8HNO3(稀稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O，则则下下列列说说法不正确的是法不正确的是()ACu作还原剂，作还原剂，HNO3作氧化剂作氧化剂BHNO3在该反应中只表现出了氧化性在该反应中只表现出了氧化性C每生成每生成22.4 L(标准状况标准状况)NO有有3 mol的电子转移的电子转移D如果有如果有8 mol HNO3被还原，则生成了被还原，则生成了8 mol NO【答案】【答案】B5(2023广广东东汕汕尾尾海海丰丰中中学学段段考考)硝硝酸酸是是一一种种具具有有强强氧氧化化性性、腐腐蚀蚀性性的的强强酸酸，其其还还原原产产物物因因硝硝酸酸浓浓度度的的不不同同而而有有变变化化，从从总总体体上上说说，硝硝酸酸浓浓度度越越高高，平平均均每每分分子子硝硝酸酸得得到到的的电电子子数数越越少少，浓浓硝硝酸酸的的还还原原产产物物主主要要为为NO2、稀稀硝硝酸酸的的还还原原产产物物为为NO。实实验验室室中中，常常用用Cu与与浓浓HNO3反反应应制制取取NO2，用，用Cu与稀与稀HNO3反应制取反应制取NO。(1)浓浓硝硝酸酸具具有有以以下下性性质质：强强氧氧化化性性；酸酸性性；还还原原性性；不不稳稳定性；定性；挥发性。挥发性。下列反应或现象主要体现了硝酸什么性质？下列反应或现象主要体现了硝酸什么性质？久久置置浓浓硝硝酸酸显显黄黄色色：_(填填序序号号，下下同同)，反反应应方方程程式式：_ _用用稀稀硝硝酸酸清清洗洗试试管管壁壁上上的的银银：_；稀稀硝硝酸酸清洗石灰水试剂瓶壁上的固体：清洗石灰水试剂瓶壁上的固体：_。(2)请请写写出出实实验验室室中中用用Cu与与稀稀HNO3反反应应制制取取NO的的化化学学方方程程式式并并用用双双线线桥桥标标明明电电子子的的转转移移方方向向及及数数目目_ _。(3)64 g Cu与与适适量量的的浓浓HNO3反反应应，铜铜全全部部作作用用后后，共共收收集集到到22.4 L气体气体(标准状况下标准状况下)，反应中消耗的，反应中消耗的HNO3的物质的量是的物质的量是_mol。(4)硝硝酸酸的的还还原原产产物物NO、NO2、N2O等等对对环环境境均均有有副副作作用用，为为了了可可持持续续发发展展，当当今今社社会会提提出出的的一一个个新新概概念念：“绿绿色色化化学学”，它它要要求求从从经经济济、环环保保和和技技术术上上设设计计可可行行的的化化学学反反应应，则则下下列列由由单单质质铜铜制制取取硝硝酸酸铜铜的的方方法法可行且符合可行且符合“绿色化学绿色化学”的是的是_(填字母填字母)。6在浓硝酸中放入铜片：在浓硝酸中放入铜片：(1)开开始始反反应应的的化化学学方方程程式式为为_，实验现象为实验现象为_。(2)若铜有剩余，则反应将要结束时的反应方程式为若铜有剩余，则反应将要结束时的反应方程式为_。(3)待待反反应应停停止止后后，再再加加入入少少量量25%的的稀稀硫硫酸酸，这这时时铜铜片片上上又又有有气气泡泡产生，其原因是产生，其原因是_。(4)若若将将12.8 g铜铜跟跟一一定定量量的的浓浓硝硝酸酸反反应应，铜铜消消耗耗完完时时，共共产产生生5.6 L(标标准准状状况况)气气体体。则则所所消消耗耗的的HNO3的的物物质质的的量量为为_，其其中中显显氧氧化化性的硝酸的物质的量为性的硝酸的物质的量为_。