生产生活中的含氮化合物氮氧化物的产生及转化.docx
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1、生产生活中的含氮化合物氮氧化物的产生及转化氮氧化物的产生及转化 专题四:其次单元生产生活中的含氮化合物氮氧化物的产生及转化 【主干学问】1、氮气:无色无味、难溶于水的气体。空气中78%(体积分数)是氮气。氮分子(N2)为双原子分子,结构稳定,确定了氮气性质的稳定性,常温下氮气很稳定,很难与其它物质发生反应,因此,生产上常用氮气作爱护气。但这种稳定是相对的,在肯定条件下(如高温、放电等),也能跟某些物质(如氧气、氢气等)发生反应。2、固氮作用:游离态氮转变为化合态氮的方法。途径举例自然固氮闪电时,N2转化为NON2+O2=2NO生物固氮豆科作物根瘤菌将N2转化为化合态氮工业固氮工业上用N2和H2
2、合成氨气N2+3H22NH33、氮氧化物(NO和NO2): NONO2色、态(常温下)气味毒性重要反应氮氧化物对环境的污染、危害及防治措施硝酸型酸雨的产生及危害造成光化学烟雾的主要因素破坏臭氧层措施:运用干净能源,削减氮氧化物的排放;为汽车安装尾气转扮装置;处理工厂废气【典型例题】1、Murad等三位教授最早提出了NO分子在人体内有独特功能,近年来此领域探讨有很大进展,因此这三位教授荣获了1998年诺贝尔医学及生理学奖,关于NO的下叙述不正确的是()A、NO可以是某些低价N物质氧化的产物B、NO不是亚硝酸的酸酐C、NO可以是某些高价N物质的还原产物D、NO是红棕色气体【巩固练习】1、下列物质不
3、属于城市空气质量日报的是A、二氧化硫B、氮氧化物C、二氧化碳D、悬浮颗粒()2、试验室制备下列气体,只能用排水法收集的是()A、NO2B、NOC、O2D、H23、下列气体由于能结合血红蛋白而引起中毒的是()A、Cl2B、NOC、O2D、CO4、鉴别NO2和溴蒸汽的方法正确的是()A、用氢氧化钠溶液B、用潮湿的淀粉碘化钾试纸C、用硝酸银溶液D、用蒸馏水5、美国医学教授因发觉X物质在人体血管系统内具有传送信号的功能而荣获1998年诺贝尔生理学和医学奖。因此X物质被誉为“生物信使分子”。已知X是一种奇电子数分子,也是一种污染大气的无色气体且能使血红蛋白失去携氧实力。则X是:()A.COB.HFC.C
4、O2D.NO6、起固氮作用的化学反应的是:()A.工业上用氮气和氢气合成氨气B.一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮C.氨气经催化氧化生成一氧化氮D.由氨气制碳酸氢氨和硫酸氨7、在NO2与水的反应中,水:()A是还原剂B是氧化剂C既是氧化剂又是还原剂D既不是氧化剂又不是还原剂8、肯定体积下,将等体积的NO和O2的混合气体置于试管中,并将试管倒立于水槽中,充分反应后剩余气体的体积约为原气体总体积的()A、B、C、D、9、在体积为VL的密闭容器中通入amolNO和bmolO2,反应后容器内氮原子数和氧原子数之比为()A、B、C、D、10、在标准状况下,将NO2和O2按体积比为41充溢一个干燥的烧瓶,将烧
5、瓶倒置于水中,瓶内液面上升,最终烧瓶内溶液的物质的量浓度为()A、0.045mol/LB、0.036mol/LC、0.026mol/LD、0.030mol/L题号12345678910答案 11、电闪雷鸣是人们司空见惯的自然现象,地球上每年平均发生315160余次闪电(1)每当雷电交加之际,空气中可能发生如下反应:12、NO分子因污染空气而臭名昭著。近年来,发觉少量的NO在生物体内很多组织中存在,它有扩张血管、免疫、增加记忆的功能,而成为当前生命科学的探讨热点,NO亦被称为“明星分子”。请回答下列问题。(1)NO对环境的危害在于(填以下项目的编号)A破坏臭氧层B高温下能使一些金属被氧化C造成酸
6、雨D与人体血红蛋白结合(2)在含Cu+离子的酶活化中心中,亚硝酸根离子(NO2)可转化为NO,写出Cu+和亚硝酸根离子在酸性水溶液中反应的离子方程式:。13、汽车尾气(含有烃类、CO、SO2与NO等物质)是城市空气的污染源。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂)。它的特点是使CO与NO反应,生成可参加大气生态环境循环的无毒气体,并促使烃类充分燃烧及SO2的转化。(1)写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式(2)“催化转换器”的缺点是在肯定程度上提高空气的酸度,其缘由是(3)限制城市空气污染源的方法可以有a开发氢能源b运用电动车c植树造林d戴上呼吸面具14、
7、地球外层空间存在臭氧和氧原子,该臭氧层的存在能汲取和阻挡太阳的有害剧烈紫外线辐射,可是人为的大气污染物会破坏臭氧层,如超音速飞机排放物中的氮氧化物(NO和NO2),它们和O3及O发生如下反应:O3+NONO2+O2,O+NO2NO+O2。这两个反应反复循环,其总反应为:。由此可见,氮氧化物在破坏臭氧层的过程中起了作用。15、将一充溢NO2和O2混合气体的试管倒立于水中,若试管容积为10ml,充分反应后剩余气体为1ml,求原混合气体中NO2和O2的体积各为多少毫升? 生产生活中的含氮化合物硝酸的性质 其次单元第3课时硝酸的性质一、学习目标1.了解硝酸的物理性质和重要用途;2.驾驭硝酸的化学性质不
8、稳定性和强氧化性;3.知道工业上氨氧化法制硝酸的反应原理;4.通过视察浓、稀硝酸与铜反应的试验,培育视察实力、分析和比较实力;5.介绍波尔巧藏诺贝尔金质奖章的故事,对学生进行爱国主义教化。二、教学重点及难点硝酸的特性不稳定性和氧化性;氨氧化法制硝酸的反应原理。三、设计思路由氮元素存在变价引入硝酸内容的教学,接着介绍硝酸的重要用途,引导学生将理论与生产实际联系起来,激发他们学习理论学问的主动性。硝酸性质的教学根据人们相识新事物的一般过程绽开,首先通过简洁的视察来相识硝酸的物理性质,在通过试验探究的方式,引导学生发觉HNO3的特性不稳定性和强氧化性。在对稀HNO3与铜的反应进行探究的时候,对教材中
9、的试验进行了肯定的改进,在肯定程度上可以培育学生的创新意识和解决新问题的实力。最终,向学生简洁介绍硝酸的工业制法,再一次将理论与实践相结合,从而整理氮元素及其化合物的转化关系,深化本课以及本单元的内容。四、教学过程引入试分析下列转变关系中氮元素的化合价改变。NH3NONO2HNO3过渡氮元素处于最高价态的硝酸是硝酸型酸雨的有害成分之一,但它在工农业生产中的用途也是特别广泛的。板书介绍一、硝酸的用途:制氮肥、塑料、炸药、硝酸盐等。过渡为了更加科学合理地利用硝酸,我们须要进一步相识它的有关性质。相识一种物质,人们通常从表面入手,不断深化其内部的本质。那我们就先来相识一下硝酸的“表层”性质。视察与思
10、索打开一瓶浓硝酸的瓶盖,闻其气味,视察其挥发觉象。板书小结二、硝酸的物理性质。硝酸是无色、有刺激气味的液体,易溶于水,低沸点(83),易挥发。常用硝酸密度为1.503g/cm3,浓度为69%,15.6mol/L。过渡在学习了“表层”性质的基础上,下面我们来深化探讨硝酸的“深层”性质。板书三、硝酸化学性质1.硝酸具有酸的通性:一元强酸HNO3=H+NO3-探讨久置浓硝酸为什么呈黄色?回答久置硝酸分解产生的NO2溶于溶液中,使得溶液变黄!板书2.硝酸的不稳定性:4HNO3=O2+2H2O+4NO2探讨硝酸应如何保存?硝酸保存在避光、低温处。过渡硝酸中的氮元素化合价处于最高价态,我们可以由此推想它只
11、具有氧化性,事实是否如此呢?下面大家通过试验来探究一下。板书(1)硝酸与金属的反应试验探究试验浓、稀硝酸与铜的反应。试验安排是否能视察到明显试验现象?是否有气体生成,假如有,气体是什么颜色。使生成的气体接触空气,气体颜色是否发生改变。溶液颜色有什么改变。试验探究1浓硝酸与铜反应现象:铜片溶解,常温下反应猛烈;有红棕色的气体产生;溶液由无色变为蓝色。反应的化学方程式:Cu4HNO3(浓)Cu(NO3)22NO22H2O(注:方程式由学生依据反应现象推想归纳后写出) 试验探究2稀硝酸与铜反应现象:反应缓慢,铜片溶解;有无色的气体产生,气体接触空气时马上变成红棕色;溶液由无色变为蓝色。反应的化学方程
12、式:3Cu8HNO3(稀)3Cu(NO3)22NO4H2O(注:方程式由学生依据反应现象推想归纳后写出)反应的离子方程式:3Cu8H+2NO33Cu2+2NO4H2O(注:离子方程式由学生当作课堂练习自行写出)拓展视野常温下,浓硝酸使铁、铝发生“钝化”。FeHNO3(浓)生成致密的氧化膜(钝化)AlHNO3(浓)生成致密的氧化膜(钝化)追问为什么可以用铝槽车装运浓硝酸?回答钝化使金属的化学活动性大大降低,耐腐蚀性大大增加。因此在常温下可以用铝槽车装运浓硝酸。板书(2)浓硝酸能与某些非金属反应。C+4HNO3(浓)=CO2+4NO2+2H2Oppt演示氧化还原反应方程式的配平过程。阅读教材101
13、页,学习氧化还原反应方程式的配平,分析原理,归纳步骤。归纳板书硝酸具有强氧化性。(注:老师在学生归纳下面三条性质之后进行板书)(1)能与大多数金属反应,但一般不生成氢气。金属与浓硝酸反应一般生成NO2,与稀HNO3反应一般生成NO。(2)常温下浓硝酸使铁、铝钝化。(3)浓硝酸能与某些非金属反应。拓展视野王水:浓HNO3和浓HCl(体积比1:3)混合物,能使一些不溶于硝酸的金属如Au、Pt等溶解。玻尔是丹麦闻名的物理学家,曾获得诺贝尔奖。其次次世界大战中,玻尔被迫离开将要被德国占据的祖国。为了表示他肯定要返回祖国的决心,他确定将诺贝尔金质奖章溶解在王水里,装于玻璃瓶中,然后将它放在柜面上。后来,
14、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,他们却一窍不通。这是一个多么聪慧的方法啊!斗争结束后,玻尔又从溶液中还原提取出金,并重新铸成奖章。新铸成的奖章显得更加绚丽夺目,因为它凝合着玻尔对祖国无限的酷爱和无穷的才智。发散思维在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入KNO3,发觉铜粉溶解,为什么?3Cu8H+2NO3-3Cu2+2NO4H2O比较学习硫酸和硝酸的氧化性规律比较过渡假如我们须要大量硝酸用于各种生产活动,那么如何通过工业方法来制取它的呢?板书四、硝酸的工业制法投影工业上制备硝酸的过程如下:(1)氨在催化剂的作用下与氧气发生反应,生成一氧化氮;(2)一氧化氮进一步被氧气氧化
15、成二氧化氮;(3)用水汲取二氧化氮生成硝酸。试写出各步反应的化学方程式:4NH3+5O2=4NO+6H2O2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO(注:方程式由学生依据反应上述文字过程描述自行写出)作业教材第102页:练习与实践第2、3题。 其次单元生产生活中的含氮化合物 其次单元生产生活中的含氮化合物【学海导航】一、氮气和氮氧化物1.氮气:无色无味、难溶于水的气体。空气中78%(体积分数)是氮气。氮分子(N2)为双原子分子,结构稳定,确定了氮气性质的稳定性,常温下氮气很稳定,很难与其它物质发生反应,因此,生产上常用氮气作爱护气。但这种稳定是相对的,在肯定条件下(如高温、放电等
16、),也能跟某些物质(如氧气、氢气等)发生反应。N2+O22NON2+3H22NH32.固氮作用:游离态氮转变为化合态氮的方法。途径举例自然固氮闪电时,N2转化为NO生物固氮豆科作物根瘤菌将N2转化为化合态氮工业固氮工业上用N2和H2合成氨气3、氮氧化物(NO和NO2): NONO2色、态(常温下)无色气体红棕色气体气味没有气味刺激性气味毒性有毒有毒重要反应2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO氮氧化物对环境的污染、危害及防治措施硝酸型酸雨的产生及危害造成光化学烟雾的主要因素破坏臭氧层措施:运用干净能源,削减氮氧化物的排放;为汽车安装尾气转扮装置;处理工厂废气氮的氧化物是大气污
17、染气体,常用碱液(NaOH溶液)汲取。二、氮肥的生产和运用1、氨的合成:N2+3H22NH32、氨气的物理性质:氨气是无色、有刺激性气味的气体,在标准状况下,密度是0.771g.L-1,比空气小。氨易液化,液氨气化时要汲取大量的热,使四周温度急剧下降,所以液氨可作致冷剂。氨极易溶于水,常温常压下,1体积水中大约可溶解700体积的氨气。氨的水溶液称氨水。计算氨水的浓度时,溶质应为NH3。3、氨的化学性质:(1)氨溶于水时,大部分氨分子和水分子形成一水合氨分子(NH3H2O)。一水合氨分子(NH3H2O)不稳定,受热时分解为氨气和水。NH3+H2ONH3H2ONH3H2ONH4+OH-氨水显弱碱性
18、。比较液氨与氨水:名称液氨氨水形成氨降温加压液化氨溶于水 物质分类纯净物混合物成分NH3NH3、NH3H2O、H2O、NH4+、OH-、H+(2)氨具有弱碱性,可以与酸(硫酸、硝酸、盐酸等)反应,生成铵盐。NH3+H+=NH4+(3)与氧气反应(具有还原性)氨气在催化剂(如铂等)、加热的条件下,生成一氧化氮和水,并放出热量。此反应是放热反应,是工业制硝酸的基础。4NH3+5O24NO+6H2O4、铵盐:由铵离子和酸根离子构成的盐。如:硫酸铵【(NH4)2SO4,俗称硫铵,又称肥田粉】,氯化铵【NH4Cl,俗称氯铵】,硝酸铵【NH4NO3,俗称硝铵】,碳酸氢铵【NH4HCO3,俗称碳铵】,它们都
19、是白色、易溶于水的晶体。铵盐属于铵态氮肥。常用氮肥有硝态氮肥和尿素【CO(NH2)2】铵盐受热易分解:NH4ClNH3+HClNH4HCO3NH3+H2O+CO2铵盐能与碱反应放出氨气:NH4Cl+NaOHNaCl+NH3+H2O铵态氮肥,要避开与碱性肥料混合施用。5、试验反思:喷泉试验的实质是什么?氨气为什么可做喷泉试验?是否只有氨气才能做该试验?用氯化铵和氢氧化钙固体混合共热制氨气,应运用什么试验装置?留意哪些问题?三、硝酸:1、硝酸的工业制法:氨催化氧化法原理:4NH3+5O24NO+6H2O2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO总反应式:NH3+2O2=HNO3+H2
20、O2、硝酸的物理性质:纯硝酸为无色有刺激性气味的液体,沸点较低(83),易挥发,在空气中遇水蒸气形成硝酸的小液滴而呈白雾状。98%以上的浓硝酸称为“发烟硝酸”,69%的硝酸溶液称为浓HNO3。浓HNO3由于HNO3分解产生的NO2溶于硝酸中而一般呈黄色。3、硝酸的化学性质:(1)不稳定性:4HNO34NO2+2H2O+O2硝酸越浓越易分解,因此浓HNO3应存放在棕色试剂瓶中。(2)强酸性:具有酸的通性。(3)强氧化性:HNO3中的+5价N元素处于最高价态,具有很强的氧化性。如:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H
21、2OC+4HNO3(浓)=CO2+4NO2+2H2O钝化作用:常温下,浓HNO3使Fe、Al钝化。4、氮及其化合物的性质和转化关系:NH4NO3NH3HNO3 N2NONO25、自然界中氮的循环: 雷电细菌分解遗体固氮作用遗体 【例题解析】【例题1】(12分)下图中,A是一种无色液体,G是极易溶于水的碱性气体,Y是胃酸的主要成分,K是不溶于稀硝酸的白色沉淀,反应是工业制X的主要反应之一。 请按要求填空:(1)写出下列物质的化学式:A:,E:F:,Y:。(2)反应的化学方程式为:。(3)1molB通过反应得到1molF,B中F的质量分数为72%,则B的化学式为:。分析:解题要找寻突破口,如“G是
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- 关 键 词:
- 生产 生活 中的 氮化 合物氮 氧化物 产生 转化
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