高中化学--化学肥料中的主角.ppt
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1、高中化学高中化学化学肥料中的主角化学肥料中的主角卤族元素卤族元素 氧族元素氧族元素 氮族元素氮族元素F FO O氮氮 N NClClS S磷磷 P P特点特点BrBr硒硒 Se Se I I碲碲 TeTeAtAt钋钋 PoPo砷砷 AsAs锑锑 SbSb铋铋 BiBi均为均为7 7个个均为均为6 6个个均为均为5 5个个非金属性非金属性两性两性金属性金属性化性相似化性相似区别区别一一.氮族元素氮族元素一一.氮元素在自然界中的存在形态氮元素在自然界中的存在形态主要是主要是游离态游离态:也存在化合态也存在化合态:N N2 2(V%=78%,(V%=78%,m%=%)m%=%)KNOKNO3 3,N
2、H,NH4 4Cl,NOCl,NO2 2 7575如如,5 5设空气设空气1L1L,则,则N N2 2为为0.78L0.78LV(V(空气空气)V(NV(N2 2)n(n(空气空气)n(Nn(N2 2)1 10.780.78m%m%0.780.781 175%75%28282929100%100%二二.氮气(氮气(N N2 2)(一一)物性物性1.1.无色无色,无味的气体无味的气体2.2.比空气略轻比空气略轻3.3.难溶于水难溶于水(二二)化性化性1.1.在通常情况下,在通常情况下,N N2 2的化性很不活泼的化性很不活泼N N2 2的电子式的电子式N NN NN N2 2的结构式:的结构式:
3、N NN N(1)(1)3 3对共用电子对对共用电子对(2)(2)3 3根根共价键共价键(两面性两面性)7 78 8flash6 6N N2 2比例模型比例模型N N2 2球棍模型球棍模型6 6在在N N2 2的结构中存在的结构中存在3 3根共价键。根共价键。(3)(3)稳定的原因稳定的原因:(共价叁键)(共价叁键)通常情况下通常情况下,不易断裂不易断裂,比较稳定。比较稳定。破坏它们需要很大的能量破坏它们需要很大的能量,6 62.2.在高温或放电条件下在高温或放电条件下,可参与化学反应可参与化学反应(1)(1)与与H H2 2反应反应N N2 2+H H2 2催化剂催化剂高温高压高温高压NHN
4、H3 33 32 2(工业合成工业合成氨的原理氨的原理)工业上合成氨工业上合成氨BACKBACKBACKBACKflash2flash1(2)(2)与与O O2 2反应反应N N2 2+O O2 2放电放电NONO2 2(无色气体无色气体,NONO+O O2 2NONO2 22 22 2(红棕色气体红棕色气体,NONO2 2+H H2 2O OHNOHNO3 3+NONO3 32 2+4+4+5+5+2+22 22 22 2e e还原剂还原剂氧化剂氧化剂:一氧化氮一氧化氮二氧化氮二氧化氮不稳定不稳定)稳定稳定,但易与水反应但易与水反应)2 21 1131314141616flash闪闪电电下下
5、的的反反应应1212自然界的哪种天气下会发自然界的哪种天气下会发生上述三个反应生上述三个反应?思考思考:雷雨利庄稼雷雨利庄稼1212(3)(3)与金属反应与金属反应镁条在空气中燃烧:镁条在空气中燃烧:MgMg+O O2 2点燃点燃MgOMgO2 22 2+Q QMgMg+N N2 2高温高温MgMg+2+2-3-33 32 23 3(白色粉末白色粉末)(灰色粉末灰色粉末)(如(如MgMg)氧化镁氧化镁氮化镁氮化镁N N171718181919镁条在空气中燃烧的现象镁条在空气中燃烧的现象16161616(三)固氮三)固氮1.1.定义:定义:书书P.21P.212.2.固氮的途径:固氮的途径:(1
6、 1)自然固氮)自然固氮 生物固氮:生物固氮:豆科植物的根部,豆科植物的根部,小根瘤,小根瘤,固氮菌固氮菌 大气固氮:大气固氮:闪电时,闪电时,N N2 2+O O2 2放电放电NONO2 2NONO+O O2 2NONO2 22 22 2NONO2 2+H H2 2O OHNOHNO3 3+NONO3 32 2212123232424豆科豆科植物植物的根的根部存部存在小在小根瘤根瘤豆科植物根部的固氮菌豆科植物根部的固氮菌20202020闪电时的固氮作用闪电时的固氮作用(2 2)工业固氮)工业固氮工业合成氨:工业合成氨:N N2 2+H H2 2催化剂催化剂高温高压高温高压NHNH3 33 3
7、2 225252525合成氨的合成氨的化工厂化工厂合成合成氨的氨的流程流程图图2424(四)用途(四)用途1.1.工业原料工业原料,制取制取NHNH3 3,HNO,HNO3 3,氮肥氮肥,炸药等炸药等2.2.焊接金属时作保护气焊接金属时作保护气3.3.充填灯泡充填灯泡4.4.真空充氮储粮,贮存保鲜真空充氮储粮,贮存保鲜常温下常温下,N N2 2很稳定很稳定5.5.深度冷冻物质深度冷冻物质6.6.美容、雀斑、痣、移植皮肤等美容、雀斑、痣、移植皮肤等低沸点低沸点7.7.液态氮动力车液态氮动力车(液态氮在(液态氮在195195转化为氮气,转化为氮气,体积膨胀约体积膨胀约10001000倍)倍)282
8、827272929氮气的用途氮气的用途26262626充氮包装充氮包装的食品的食品(五)工业制取(五)工业制取N N2 21.1.原料原料:空气空气2.2.方法方法:3.3.原理原理:(78%N78%N2 2,21%O21%O2 2)先液化空气先液化空气后蒸发,先逸出后蒸发,先逸出N N2 2N N2 2的沸点低的沸点低,先逸出。先逸出。30303131flash2929三三.氮氧化物氮氧化物(一)氮元素的化合价一)氮元素的化合价-3,-3,0,0,+1,+1,+2,+2,+3,+3,+4,+4,+5+5N N2 2O ONONON N2 2O O3 3NONO2 2N N2 2O O4 4N
9、 N2 2O O5 5(共共6 6种种)(NOx)NOx)NOxNOx:酸酐酸酐HNOHNO2 2 亚硝酸亚硝酸酸酐酸酐HNOHNO3 3硝酸硝酸+3+3+5+5(二)(二)NONO和和NONO2 21.1.物性物性NONONONO2 2(1)(1)颜色状态颜色状态(2)(2)气味气味(3)(3)密度密度(5)(5)收集方法收集方法无色气体无色气体红棕色气体红棕色气体不溶于水不溶于水易溶于水易溶于水与空气接近与空气接近比空气重比空气重排水法排水法向上排气法向上排气法无无刺激性气味刺激性气味 有有刺激性臭味刺激性臭味(4)(4)溶解性溶解性2.2.化性化性NONONONO2 2NONO+O O2
10、 2NONO2 22 22 2NONO2 2N N2 2O O4 42 2不稳定,极易与不稳定,极易与氧气反应氧气反应无色无色红棕色红棕色(1)(1)相对稳定,但存在相对稳定,但存在微弱可逆反应微弱可逆反应无色无色红棕色红棕色(2)(2)与水反应与水反应NONO2 2+H H2 2O OHNOHNO3 3+3 32 2NONO343435353 34 43333NONO2 2和水反应和水反应flash32323.3.危害危害(1 1)汽车尾气)汽车尾气主要成分是:主要成分是:COCO、碳氢化合物、碳氢化合物、NOx NOx(2 2)NOxNOx可刺激肺部,影响肺部发育,可刺激肺部,影响肺部发育
11、,甚至导致肺部构造改变。甚至导致肺部构造改变。(3 3)NOxNOx是形成光化学烟雾的主要是形成光化学烟雾的主要气体。气体。35353 37 7P.29P.29汽车尾气主要含有汽车尾气主要含有COCO、碳氢化合物、碳氢化合物、NOx NOx 3434光化学烟雾的形成过程:光化学烟雾的形成过程:NONO2 2光光NONOO O+O O2 2+O OO O3 3烃类物质烃类物质 被被O O2 2,O O3 3氧化氧化 醛、酮、过氧乙醛、酮、过氧乙酰硝酸酯(酰硝酸酯(PNAPNA)刺激性很强的物质刺激性很强的物质 举例:举例:世界上第一次光化学污染。世界上第一次光化学污染。19431943年年 洛杉
12、矶洛杉矶 光化学烟雾事件光化学烟雾事件.373738384040光化光化学烟学烟雾的雾的成因成因 363619431943年洛杉矶光年洛杉矶光化学烟雾事件化学烟雾事件.36364.4.汽车尾气的净化措施汽车尾气的净化措施 (1 1)以甲醇、液化气代替石油)以甲醇、液化气代替石油 (2 2)安装汽车尾气净化器,)安装汽车尾气净化器,将将NOxNOx转化为转化为N N2 2,排放。,排放。(3 3)使用高效燃料电池的电动公共汽车)使用高效燃料电池的电动公共汽车 替代燃气公共汽车替代燃气公共汽车 414142424444P.29P.29汽车尾气净化器汽车尾气净化器在汽车尾气净化器中使用的催化剂在汽车
13、尾气净化器中使用的催化剂4040电动汽车电动汽车太阳能汽车太阳能汽车4040四、氨四、氨(气气),NHNH3 3(一一)结构结构1.1.电子式电子式N NH HH HH H2.2.结构式结构式N NH HH HH H书书图图5.215.21三角锥形三角锥形N NH HH HH H或或3.3.空间结构空间结构4 45 54 46 6flash1flash24 44 4flash3(二二)物性物性1.1.无色气体无色气体,有刺激性气味有刺激性气味2.2.比空气轻比空气轻3.3.极易溶于水极易溶于水,氨气的水溶液叫做氨水,氨气的水溶液叫做氨水,呈碱性呈碱性.1:7001:700水水NHNH3 3(体
14、积比体积比)可形成喷泉实验可形成喷泉实验 书书P.22P.224 47 74 49 9喷泉实验喷泉实验flash1flash2氨氨气气的的喷喷泉泉实实验验4 46 64.4.氨气易液化氨气易液化,液氨可作致冷剂液氨可作致冷剂沸点为沸点为-33.5-33.5(原因原因:书书P.23P.23)(三三)化性化性1.1.与水反应与水反应一水合氨一水合氨(碱性碱性)NHNH3 3+H H2 2O ONHNH3 3 H H2 2O ONHNH4 4+OHOH-氨水中存在两个可逆反应:氨水中存在两个可逆反应:(弱碱弱碱)氨水中的微粒氨水中的微粒:NHNH3 3分子分子,H H2 2O O分子分子,NHNH3
15、 3 H H2 2O O分子分子,NHNH4 4+,OHOH-,H H+(少量少量)(共共6 6种种)区别区别氨水氨水:一水合氨一水合氨:混合物混合物(6(6种微粒种微粒)纯净物纯净物(NH(NH3 3 H H2 2O)O)液氨液氨:氨气的液态氨气的液态(纯净物纯净物)2.2.与酸反应与酸反应NHNH3 3+HClHClNHNH4 4ClCl(白烟白烟)细小的白色固体细小的白色固体NHNH3 3+HNOHNO3 3NHNH4 4NONO3 3(白烟白烟)NHNH3 3+H H2 2SOSO4 4(NH(NH4 4)2 2SOSO4 42 2(无白烟无白烟)挥发性酸挥发性酸挥发性酸挥发性酸难难挥
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