高三化学总复习 第3章《氮的循环》（鲁科版必修1）.ppt

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1、考考 纲纲 解解 读读考考 点点 展展 示示1.了解了解N2、NO、NO2的性的性质质。2.掌握掌握HNO3的重要性的重要性质质及用途。及用途。3.了解了解NO、NO2对环对环境的影响。境的影响。1.以不同价以不同价态态氮元素的氮元素的转转化考化考查查氧化氧化还还原反原反应应。2.以以NOx的制的制备备考考查查HNO3、NOx的性的性质质及有关及有关计计算。算。一、氮气及氮的氧化物一、氮气及氮的氧化物1(1)(2011年蚌埠模拟年蚌埠模拟)下列反下列反应应表示氮的固定作用的是表示氮的固定作用的是()AN2与与H2在一定条件下合成在一定条件下合成NH3BNH3经经催化氧化生成催化氧化生成NOCN

2、O和和O2反反应应生成生成NO2D由由NH3制碳酸制碳酸氢铵氢铵和尿素和尿素(2)用化学方程式表示用化学方程式表示“雷雨雷雨发发庄稼庄稼”的原理。的原理。_，_，_。雨水中的雨水中的HNO3进进入土壤与入土壤与矿矿物物质质作用生成作用生成_，其中，其中_被植物根系吸收。被植物根系吸收。1氮的固定氮的固定(1)定义：定义：的方法。的方法。(2)分类：天然固氮和分类：天然固氮和 。将将N2转转化化为为氮的化合物氮的化合物人工固氮人工固氮(3)氮在自然界的循氮在自然界的循环环图图解如下解如下(括号内填含氮微粒符号，括号内填含氮微粒符号，线线上填固氮名称上填固氮名称)2物理性质物理性质 3.化学性质化

3、学性质(1)氮气氮气(2)NO与与O2反反应应：。(3)NO2与与H2O反反应应：。4氮氧化物对环境的影响氮氧化物对环境的影响(1)形成形成 酸雨。酸雨。(2)形成形成 烟烟雾雾。2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO硝酸型硝酸型光化学光化学二、硝酸二、硝酸2下列事下列事实实表表现现了了HNO3的什么性的什么性质质(1)浓浓硝酸使紫色石蕊硝酸使紫色石蕊试试液先液先变红变红后褪色后褪色_(2)不能用稀硝酸与不能用稀硝酸与锌锌反反应应制制氢氢气气_(3)打开盛打开盛浓浓HNO3的瓶塞，瓶口有白的瓶塞，瓶口有白雾雾_(4)要用棕色瓶盛装要用棕色瓶盛装浓浓硝酸硝酸_(5)能使滴有酚能使滴有

4、酚酞酞的的氢氢氧化氧化钠钠溶液溶液红红色褪去色褪去_答案答案：(1)酸性和酸性和强强氧化性氧化性(2)强强氧化性氧化性(3)挥发挥发性性(4)不不稳稳定性定性(见见光易分解光易分解)(5)酸性酸性1物理性质物理性质(1)纯硝酸为无色、有刺激性气味的液体。浓硝酸一般为黄色，是由纯硝酸为无色、有刺激性气味的液体。浓硝酸一般为黄色，是由于溶有于溶有 的缘故。的缘故。(2)硝酸沸点低硝酸沸点低(83)，挥发，在空气中遇水蒸气呈白雾状。挥发，在空气中遇水蒸气呈白雾状。2化学性质化学性质(1)强强酸性：硝酸具有酸的通性。酸性：硝酸具有酸的通性。NO2易易(2)不不稳稳定性定性硝酸不硝酸不稳稳定，定，或或

5、易分解，化学方程式易分解，化学方程式为为：。硝酸的存放：存放于硝酸的存放：存放于 试剂试剂瓶中，置于瓶中，置于 处处。(3)强强氧化性氧化性浓浓、稀、稀HNO3均具有均具有强强氧化性。氧化性。与金属的反与金属的反应应aCu与与浓浓、稀、稀HNO3反反应应的化学方程式分的化学方程式分别为别为：，。b常温下，常温下，浓浓硫酸、硫酸、浓浓硝酸使硝酸使Fe、Al 。c体体积积比比为为 的的浓浓硝酸和硝酸和浓盐浓盐酸的混合物叫王水，可溶解酸的混合物叫王水，可溶解Pt和和Au。见见光光受受热热棕色棕色阴凉阴凉Cu4HNO3(浓浓)=Cu(NO3)22NO22H2O3Cu8HNO3(稀稀)=3Cu(NO3)

6、22NO4H2O钝钝化化1 3与非金属反与非金属反应应红热红热的木炭与的木炭与浓浓HNO3反反应应的化学方程式的化学方程式为为：。与低价化合物反与低价化合物反应应硝酸可以氧化其他硝酸可以氧化其他还还原性化合物，如原性化合物，如SO2、HBr、KI、Fe2、Na2SO3等；硝酸等；硝酸还还可以氧化某些有机物。可以氧化某些有机物。a.存放硝酸不能用存放硝酸不能用 塞；塞；b.硝酸硝酸对对皮肤、衣物、皮肤、衣物、纸张纸张等都有等都有 作用。作用。橡胶橡胶腐腐蚀蚀氮的氧化物溶于水的氮的氧化物溶于水的计计算算1NO2及及NO2、NO混合气溶于水：混合气溶于水：按按3NO2H2O=2HNO3NO利用差量法

7、计算。利用差量法计算。2NO2与与O2混合气溶于水：混合气溶于水：按按“4NO2O22H2O=4HNO3”计计算。算。3NO和和O2同时通入水中时，其反应是：同时通入水中时，其反应是：2NOO2=2NO2,4NO2O22H2O=4HNO3，总反应式为：，总反应式为：4NO3O22H2O=4HNO3。4NO2、NO、O2三种混合气体通入水中三种混合气体通入水中(1)可先将可先将NO和和O2转化为转化为NO2，再按上述各种情况分别处理。，再按上述各种情况分别处理。(2)也可先将也可先将NO2和和H2O反应转化为反应转化为NO，按，按4NO3O22H2O=4HNO3情况处理。情况处理。(3)还可以利

8、用混合气体中还可以利用混合气体中N、O原子个数比进行分析判断：原子个数比进行分析判断：(2011年湘潭模拟年湘潭模拟)将容将容积为积为50 mL的量筒内充的量筒内充满满二氧化氮和氧二氧化氮和氧气的混合气体，倒置量筒在盛气的混合气体，倒置量筒在盛满满水的水槽里，一段水的水槽里，一段时间时间后，量筒里剩后，量筒里剩余气体体余气体体积为积为5 mL。则则原混合气体中原混合气体中NO2和和O2体体积积比可能是比可能是_或或_。思路点拨思路点拨先分析剩余的先分析剩余的5 mL气体可能是什么？气体可能是什么？听课记录听课记录(1)设剩余设剩余5 mL气体为气体为O2，则只发生反应：，则只发生反应：4NO2

9、O22H2O=4HNO3参加反应的参加反应的NO2和和O2的总体积为：的总体积为：50 mL5 mL45 mL则原混合气里，则原混合气里，NO2的体积为：的体积为：45 mL4/536 mL，O2的体积为的体积为50 mL36 mL14 mL即即NO2与与O2的体积比为的体积比为36 1418 7。(2)设剩余的设剩余的5 mL气体为气体为NO，除发生上述反应，除发生上述反应外，过量的外，过量的NO2还还发生反应：发生反应：3NO2H2O=NO2HNO315 mL5 mL即即式得过量的式得过量的NO2体积为体积为15 mL，则发生反应，则发生反应的的NO2和和O2的总体的总体积为：积为：50

10、mL15 mL35 mL则原混合气里，则原混合气里，O2的体积为：的体积为：35 mL1/57 mLNO2的体积为：的体积为：50 mL7 mL43 mL即即NO2与与O2的体积比为的体积比为43 7。【答案】【答案】18 743 71将盛有将盛有12 mL NO2和和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应应后，后，还还剩余剩余2 mL无色气体，无色气体，则则原混合气体中原混合气体中O2的体的体积积是是()1.2 mL2.4 mL3.6 mL4 mLABC D答案答案：A金属与硝酸的反金属与硝酸的反应应及有关及有关计计算算 1反应规律反应规律(1)HNO

11、3与金属反应一般不生成与金属反应一般不生成H2。还原产物：浓还原产物：浓HNO3NO2，稀，稀HNO3NO(2)Cu与与HNO3反应反应Cu与浓与浓HNO3反应时，若反应时，若Cu足量，开始时还原产物为足量，开始时还原产物为NO2，随反，随反应进行，浓应进行，浓HNO3变稀，还原产物为变稀，还原产物为NO，最终得到，最终得到NO2与与NO的混合气的混合气体。体。反应现象：反应现象：a.铜片逐渐溶解；铜片逐渐溶解；b.溶液变蓝；溶液变蓝；c.产生红棕色气体产生红棕色气体(若若为稀为稀HNO3，则，则a、b相同，另外，开始产生无色气体，上部空间变为红相同，另外，开始产生无色气体，上部空间变为红棕色

12、棕色)。(3)Fe与稀与稀HNO3反应反应Fe过量，氧化产物为过量，氧化产物为Fe2；Fe不足，氧化产物为不足，氧化产物为Fe3。与金属反应时，硝酸部分作氧化剂被还原，部分起酸的作用生成硝与金属反应时，硝酸部分作氧化剂被还原，部分起酸的作用生成硝酸盐。酸盐。2计算方法计算方法金属与金属与HNO3的反的反应应运用运用“守恒法守恒法”求解，一般求解，一般类类型有型有(1)电电子守恒子守恒金属失去的金属失去的电电子数生成气体子数生成气体时时HNO3得到的得到的电电子数。子数。(2)物料守恒物料守恒耗耗HNO3的量的量盐盐中中NO的量的量(表表现现酸性的酸性的HNO3)气体中的气体中的N原子原子(被被

13、还还原的原的HNO3)的量。的量。(3)电电荷守恒荷守恒HNO3过过量量时时反反应应后溶液中后溶液中(不考不考虑虑OH)则则有：有：c(NO)c(H)nc(Mn)(Mn代表金属离子代表金属离子)。(4)离子方程式离子方程式计计算法算法金属与金属与H2SO4、HNO3的混合酸反的混合酸反应时应时，由于硝酸，由于硝酸盐盐中中NO在在H2SO4提提供供H的条件下能的条件下能继续继续与金属反与金属反应应，因此此，因此此类题类题目目应应用离子方程式来用离子方程式来计计算，先作算，先作过过量判断，然后根据完全反量判断，然后根据完全反应应的金属或的金属或H或或NO进进行相关行相关计计算，且溶液中要符合算，且

14、溶液中要符合电电荷守恒。荷守恒。3硝酸与变价金属氧化物反应硝酸与变价金属氧化物反应如如FeO与稀与稀HNO3反反应应：3FeO10HNO3(稀稀)=3Fe(NO3)3NO5H2O，反，反应应中，硝酸既表中，硝酸既表现现了氧化性，又表了氧化性，又表现现了酸性。而不能了酸性。而不能错误错误的的认为认为：FeO2HNO3=Fe(NO3)2H2O。足量足量铜铜与一定量与一定量浓浓硝酸反硝酸反应应，得到硝酸，得到硝酸铜铜溶液和溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，的混合气体，这这些气体与些气体与1.68 L O2(标标准状况准状况)混合后通入水中，所混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所

15、得硝酸有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜铜溶液中加入溶液中加入5 mol/L NaOH溶液至溶液至Cu2恰好完全沉淀，恰好完全沉淀，则则消耗消耗NaOH溶液的体溶液的体积积是是()A60 mLB45 mLC30 mL D15 mL思路点拨思路点拨 听课记录听课记录由题意可知：由题意可知：HNO3 由关系图分析可得：由关系图分析可得：Cu失去的电子数与失去的电子数与O2得到的电子数相等。即得到的电子数相等。即n(Cu)2n(O2)2 0.15 mol。根据质量守恒及。根据质量守恒及NaOH和和Cu(NO3)2的反应的反应可得关系式：可得关系式：n(NaOH)2nCu(NO3)22n(Cu

16、)0.3 mol，则，则V(NaOH)0.06 L60 mL。【答案】【答案】A2在在100 mL混合酸中，混合酸中，HNO3和和H2SO4的物的物质质的量的量浓浓度分度分别为别为0.4 mol/L和和0.1 mol/L，向，向该该混合液中加混合液中加1.92 g铜铜粉，加粉，加热热，待充分反，待充分反应应后，后，所得溶液中的所得溶液中的Cu2的物的物质质的量的量浓浓度是度是()A0.15 mol/L B0.225 mol/LC0.35 mol/L D0.45 mol/L答案答案：B硫和氮的氧化物硫和氮的氧化物对对大气的大气的污污染染 1主要来源主要来源(1)SO2：煤、石油产品的燃烧和某些金

17、属矿物的冶炼。：煤、石油产品的燃烧和某些金属矿物的冶炼。(2)氮的氧化物：燃烧时高温使氮的氧化物：燃烧时高温使N2与与O2化合；汽车尾气。化合；汽车尾气。2危害危害(1)污污染空气，危害人体健康。染空气，危害人体健康。(2)形成酸雨。形成酸雨。(3)形成光化学烟形成光化学烟雾雾。3酸雨酸雨(1)概念：大气中的概念：大气中的SO2和和NO2溶于水，形成溶于水，形成pH5.6的雨水。我国的的雨水。我国的“酸雨酸雨”主要是由主要是由SO2引起的硫酸型。引起的硫酸型。(2)形成原理：形成原理：NO2HNO3，SO2SO3H2SO4。或：局部地区大气中的或：局部地区大气中的SO2的富集的富集 H2SO3

18、 H2SO4，随雨水降下形成，随雨水降下形成“酸雨酸雨”。4光化学烟雾光化学烟雾氮氧化物氮氧化物(NOx)和碳氢化合物和碳氢化合物(通常指通常指C1C8可挥发的所有烃类可挥发的所有烃类)在大在大气环境中受到强烈的太阳紫外线照射后，发生复杂的化学反应，生成气环境中受到强烈的太阳紫外线照射后，发生复杂的化学反应，生成一种新的二次污染物，统称光化学烟雾。一种新的二次污染物，统称光化学烟雾。5城市空气质量日报包含的内容有：城市空气质量日报包含的内容有：二氧化硫、氮的氧化物和可吸二氧化硫、氮的氧化物和可吸入的固体小颗粒入的固体小颗粒(固体悬浮物固体悬浮物)。6其它环境问题其它环境问题(1)臭氧臭氧层层的

19、破坏的破坏破坏臭氧破坏臭氧层层的主要有害物的主要有害物质质是氮氧化物和是氮氧化物和氯氯氟氟烃烃等。等。(2)温室效温室效应应引起温室效引起温室效应应的气体主要是的气体主要是CO2。(3)白色白色污污染染塑料制品引起的塑料制品引起的污污染。染。(4)赤潮和水赤潮和水华华主要由含磷洗衣粉引起水体富主要由含磷洗衣粉引起水体富营营养化，造成藻养化，造成藻类疯长类疯长，使水体缺氧，使水体缺氧引起的水体引起的水体污污染。染。(1)写出上述两个反写出上述两个反应应的化学方程式的化学方程式 SO2与与CaCO3悬浊悬浊液反液反应应_。SO2与与Ca(OH)2悬浊悬浊液反液反应应_。(2)试说试说明用熟石灰的明

20、用熟石灰的悬浊悬浊液而不用澄清的石灰水的理由液而不用澄清的石灰水的理由_。(3)在英国在英国进进行的一行的一项项研究研究结结果表明：高烟囱可有效地降低地表面果表明：高烟囱可有效地降低地表面SO2浓浓度，在度，在20世世纪纪6070年代的年代的10年年间间，由，由发电发电厂排放的厂排放的SO2增加了增加了35%，但由于建造高烟囱的，但由于建造高烟囱的结结果，地表面果，地表面SO2浓浓度却降低了度却降低了30%之多。之多。请请你从全球保你从全球保护护的角度，分析的角度，分析这这种方法是否可取？种方法是否可取？【答案】【答案】(1)2SO2O22CaCO3=2CaSO42CO22SO2O22Ca(O

21、H)2=2CaSO42H2O(2)Ca(OH)2微溶于水，石灰水中微溶于水，石灰水中Ca(OH)2浓度太小，不利于吸收浓度太小，不利于吸收SO2(3)不可取，因为不可取，因为SO2的排放总量并没有减少，形成酸雨仍会对环的排放总量并没有减少，形成酸雨仍会对环境造成危害境造成危害3下列有关下列有关环环境境问题问题的的说说法正确的是法正确的是()A燃煤燃煤时时加入适量石灰石，可减少加入适量石灰石，可减少废废气中气中SO2的量的量B臭氧的体臭氧的体积积分数超分数超过过104%的空气有利于人体健康的空气有利于人体健康CpH在在5.67.0之之间间的降水通常称的降水通常称为为酸雨酸雨D含磷合成洗含磷合成洗

22、涤剂涤剂易于被易于被细细菌分解，故不会菌分解，故不会导导致水体致水体污污染染解析解析：A项中，项中，CaCO3 CaOCO2，2CaO2SO2O2=2CaSO4；B项中，低空臭氧浓度过大对人体有害；项中，低空臭氧浓度过大对人体有害；C项中，酸雨项中，酸雨的的pHCl2Br2。操。操作步作步骤为骤为_。实验现实验现象是象是_。该实验该实验的不足之的不足之处处是是_。【答案答案】(1)检查装置气密性检查装置气密性(2)Cu4HNO3(浓浓)=Cu(NO3)22NO22H2O反应变缓，气反应变缓，气体颜色变淡体颜色变淡(3)丙耗酸量最少，无污染丙耗酸量最少，无污染(4)向向d中加入中加入KBr溶液，溶液，c中加入固体中加入固体KMnO4，由，由a向向c中加入浓盐中加入浓盐酸酸c中有黄绿色气体产生，中有黄绿色气体产生，d中溶液变为黄棕色中溶液变为黄棕色没有处理尾气没有处理尾气同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全