201112G1氮的循环.ppt

第二节氮的循环 厦门市启悟中学高一化学备课组 联想 质疑 雷电交加时 空气中的氮气和有关的含氮化合物发生了哪些化学反应 产生了哪些物质 这些化学反应和所产生的物质对于人类的生产和生活有什么意义 阅读思考 1 自然界中含氮物质之间通过哪些途径进行相互之间的转化 2 氮的循环过程中会产生哪些重要物质 天上 人间 地下 N2 NONO2 HNO3 NH3 NH3 NH4 NO3 二 氮循环中的重要物质 氮气 1 分子结构 共用三对电子 使每个原子都达到稳定结构 2 物理性质 3 化学性质 无色无味的气体 密度略小于空气 难溶于水 通常状况下 化学性质不活泼 很稳定 在一定条件下 能与氧气 氢气等物质发生反应 工业 分馏液态空气制取氮气 在阿尔金山自然保护区东端 若羌县与青海省交界处的昆仑山区 有一西起库木库里沙漠 东到布仑台 全长100公里 宽30公里 海拔3000 4000米的峡谷 南有高耸入云的昆仑山主脉 北有祁曼塔格山阻挡着柴达木盆地夏季干燥而炎热的空气 两山夹峙 雨量充足 气候湿润 那棱格勒河穿越其中 大小湖泊星罗棋布 牧草繁茂 好似一条绿色的地毯 然而 就是这个景色迷人的峡谷 却被人们视为有魔鬼的禁区 充满着恐怖的气氛 在当地流传着许多关于 魔鬼 的神秘传说 当黑云笼罩着山谷 伴随着电闪雷鸣 即可看到蓝莹莹的鬼火 听到猎人求救的枪声和牧民及挖金者绝望而悲惨的哭嚎 因而 人们都远离这神奇的地方 并把那棱格勒 太阳沟 改叫为 魔鬼谷 经科考人员考察 发现魔鬼谷是一个雷击区 这里有大面积强磁性的玄武岩 还有大大小小30多个铁矿脉及石英体 由于湿空气受昆仑山主脉和祁曼塔格山脉的阻挡 汇集谷内 形成雷雨云 加上地下磁场的作用 常产生 雷暴 现象 致使突兀裸露在地面的目标 受到雷电袭击 另外 暖季地面解冻 人畜不小心便会陷入水草覆盖的泥沼中 弄不好还会掉入流向不定的暗河里 附图为魔鬼谷 从西往东即从祈漫塔格看布仑台方向的鸟瞰图 2NO O2 2NO2 3NO2 H2O 2HNO3 NO 使空气中游离态的氮 氮气 转化为含氮化合物叫做氮的固定 简称固氮 生物固氮 工业固氮 合成氨厂夜景 N2 3H22NH3 可逆反应 500 20MPa 50MPa 铁触媒 弗里茨 哈伯 FritzHaber 1868 1934 德国化学家 1918年诺贝尔化学奖获得者 哈伯法合成氨的发明者 有人赞扬哈伯是天使 为人类带来丰收和喜悦 是用空气制造面包的圣人 有人诅咒他是魔鬼 给人类带来灾难 痛苦和死亡 阅读课本75页 化学与技术 NO NO2 2 一氧化氮和二氧化氮 无色 红棕色 2NO O2 2NO2 NO 无色 难溶于水的气体 在常温下能与氧气反应生成二氧化氮 一氧化氮结合血红蛋白的能力比一氧化碳强 易造成人体缺氧 一氧化氮 信使分子 NO2 红棕色 有刺激性气味的有毒气体 易溶于水 二氧化氮溶于水时生成硝酸与一氧化氮 3NO2 H2O 2HNO3 NO 二氧化氮能使多种织物退色 具有强氧化性 制取硝酸 1 现有一试管二氧化氮 将其倒置于盛满水的水槽中 足够长的时间后 有什么现象 试管中气体的颜色褪去 液面上升 剩余气体大约占试管总体积的1 3 2 若欲使试管中液面继续上升 可采取什么措施 通入氧气 思考 讨论 2NO O2 2NO2 3NO2 H2O 2HNO3 NO 由 2得 4NO2 O2 2H2O 4HNO3 由 3 2得 4NO 3O2 2H2O 4HNO3 由 得 NO NO2 O2 H2O 2HNO3 水 NO2 水 4NO2 3O2 水 4NO2 O2 水 4NO 3O2 水 NO2 NO 水 5NO2 O2 氮氧化物溶于水的计算 世纪金榜 P52 洛杉矶光化学烟雾 广州 下列过程属于人工固氮的是 A 分离液态空气制氮气B 闪电时N2转化为NOC 工业合成氨D 豆科植物根瘤菌固氮 C 练习 3 氨与铵态氮肥 NH3 无色 有刺激性气味的气体 比空气轻 17 29 极易溶于水 1 700 实验 氨的喷泉实验 氨与氯化氢的反应 喷泉形成原理探究 烧杯中的水进入烧瓶形成喷泉 烧瓶内液体呈现红色 NH3极易溶于水 NH3与水反应生成了碱性物质 产生大量白烟 NH3与HCl反应生成了白色固体 弱碱部分电离 NH3 HCl NH4Cl NH3 HNO3 NH4NO3 2NH3 H2SO4 NH4 2SO4 1 氨气与水反应 2 氨气与酸反应生成铵盐 3 氨的催化氧化 NH3 3 工业制硝酸之基础 化学氮肥 硝态氮肥如KNO3等 有机态氮肥如CO NH2 2 铵态氮肥如NH4Cl NH4HCO3 课本P78 P843 2 P79资料在线 NH4NO3 实验 1 2 3 实验现象 结论 NH4Cl受热易分解 冷却后又结合成NH4Cl 生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 受热易分解 产生大量气体 能闻到刺激性气味 湿润的红色石蕊试纸变蓝 产生了NH3 加热不久试管上部有白色固体附着 课本78页实验 铵盐 由铵根离子和酸根离子构成的化合物 一般为白色固体 易溶于水 1 受热分解 2 与碱反应 铵盐的检验 30 以上即可分解 NH4 OH NH3 H2O NH4HCO3NH3 CO2 H2O NH4 2CO32NH3 CO2 H2O NH4ClNH3 HCl NH4 OH NH3 H2O 在溶液中的反应 铵盐的检验 固体 取少量样品放入研钵中 加入固体碱进行研磨 若闻到有氨的刺激性气味 说明样品中含有NH4 取少量样品与碱混合于试管中 加热 将湿润红色石蕊试纸靠近管口 若试纸变蓝 说明样品中含有NH4 也可将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口 若有白烟生成 说明样品中含有NH4 溶液 取少量溶液注入试管中 加入浓碱液 微热 将湿润红色石蕊试纸靠近管口 若试纸变蓝 说明样品中含有NH4 也可将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口 若有白烟生成 说明样品中含有NH4 1 用加热方法可分离的一组物质是 A 氯化铵和消石灰B 碳铵和过氧化钠C 碘和食盐D 氯化铵和氯化钡2 只用一种试剂可鉴别 NH4 2SO4 NaSO4 NH4Cl NaCl四种溶液 这种试剂是 A HClB Ba OH 2C H2SO4D NaOH 练习 CD B 实验室制氨气 反应原理 装置 与制取O2装置相同 属于固固反应类型 收集 向下排空气法 检验 使湿润的红色石蕊试纸变蓝 遇蘸有浓盐酸的玻璃棒冒白烟 干燥 用碱石灰作干燥剂 不能用浓硫酸 无水CaCl2干燥 氨气的快速制取 常温下 用浓氨水与固体烧碱或生石灰混合制氨 加热浓氨水制氨 NH3 H2ONH3 H2O NH4 OH NH3 H2O 练习 实验室通常用如图所示的装置来制取氨气 回答下列问题 1 安装仪器时要求试管口略低于试管底的原因是 2 制取氨气时的化学反应方程式为 收集氨气时必须使用干燥的集气装置的原因是 3 除氨气外 还可以用该装置制取的常见气体有 实验1取一瓶浓硝酸 观察 并打开瓶盖 小心地扇闻浓硝酸的气味 4 硝酸 一 物理性质 纯净的硝酸是无色 有刺激性气味的液体 低沸点 易挥发 在空气中呈白雾状 有时 我们看到一些硝酸显黄色呢 为什么 1 不稳定性 二 化学性质 提示 硝酸受热或见光分解产生棕红色的二氧化氮气体溶解在硝酸中 硝酸越浓 越易分解 实验室如何保存硝酸 放在棕色瓶内 贮放在黑暗而且温度低的地方 实验室能否用硝酸与活泼的金属制取氢气 注意 无论稀硝酸或是浓硝酸 均具有强氧化性 与金属反应都不产生氢气 实验2在一支试管中放入一块铁片 加入少量稀硝酸 4mol L 立即用蘸有NaOH溶液的棉花封住试管口 观察试管中发生的现象 提示 常温下 浓硝酸可使铁 铝表面形成致密的氧化膜而钝化 保护内部的金属不跟酸反应 所以可使用铁质或铝质容器盛浓硝酸 现象 铁与稀硝酸缓慢反应 溶液逐渐变黄 有无色气体生成 并变为红棕色 Fe 4HNO3 稀 Fe NO3 3 NO 2H2O 不活泼金属 例Cu Ag等 能否与硝酸反应 为什么要用蘸有NaOH溶液的棉花封住试管口 能否做其他改进 反应中生成的氮化物会污染环境 利用NaOH溶液来吸收 实验3在两支试管中各放入一块铜片 分别加入少量稀硝酸 4mol L 和浓硝酸 14mol L 立即用蘸有NaOH溶液的棉花封住试管口 观察试管中发生的现象 视频1 视频2 反应剧烈 有红棕色的气体产生 溶液逐渐变蓝 反应缓慢 需加热 有无色气体产生 溶液缓慢变蓝 现象 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O 2 强氧化性 1 与金属反应 Au Pt Ti除外 Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 试指出上述方程式的氧化剂与还原剂 同时写出其离子反应方程式 3Cu 8H 2NO3 稀 3Cu2 2NO 4H2O Cu 4H 2NO3 Cu2 2NO2 2H2O 练习 写出银与浓 稀硝酸反应的化学方程式 Ag 2HNO3 浓 AgNO3 NO2 H2O 3Ag 4HNO3 稀 3AgNO3 NO 2H2O 思考 除了上述外 你对硝酸的氧化性还有哪些认识 3 与其他还原剂的反应 如 H2S FeS SO2 Na2SO3等 2 与非金属反应 H2S HNO3 产物分析 2 5 浓 稀 S SO2 H2SO4 NO NO2 H2O 强氧化性 不稳定性 练习 1 填空 工业上拟用Cu与适量的硝酸来制备Cu NO3 2下面是三位同学提出的三个方案 请问 那一种方案最好 为什么 思考题 甲 铜 乙 铜 丙 铜 Cu NO3 2 Cu NO3 2 Cu NO3 2 CuO 硝酸 浓硝酸 稀硝酸