生产生活中的含氮化合物

第二单元生产生活中的含氮化合物,-3,0,+1,+2,+3,+4,+5,N的主要化合价：,NH3,Mg3N2,N2,NO,NO2,N2O4,HNO3,N2O5,NaNO3,N2O,N2O3,N2,HNO2,NaNO2,N2O3,N2O5,酸酐,一、氮的固定：,游离态氮转化成化合态,工业合成氨（人工固氮）,豆科植物的根瘤菌把N2转变为NH3（自然固氮）,闪电时N2和O2直接化合（自然固氮）,二、N2的化学性质：,化学性质很稳定,想一想：如何得到纯净的N2？,分离液态空气,想一想：实验室中如何除去N2中的O2？,气体通过灼热的铜网,三、氮的氧化物：,1、NO：,无色气体，难溶于水，有毒，能跟血红蛋白作用，而引起中毒。,2NO+O2=2NO2,NO遇空气即变红棕色检验、鉴定NO气体,2、NO2：,红棕色、有刺激性气味；有毒；易溶于水，与水能反应,想一想：如何理解谚语“雷雨发庄稼”？,3、氮氧化物(NOX)对环境的污染,来源：氮肥的生产、金属的冶炼、汽车的使用等危害：形成硝酸型酸雨形成光化学烟雾有毒烟雾破坏臭氧层（形成臭氧空洞）氮的氧化物、氟氯烃（氟利昂）等。,光,想一想：NO2和Br2蒸气均为红棕色，该如何区别？,1、通入水中,2、通入硝酸银溶液中,能否利用湿润的淀粉-KI试纸？,不能。均能氧化I-到I2，使淀粉变蓝。,思考：如果将一支充满NO2的试管倒立于水槽中你会观察到什么现象？,练习:将充满NO和NO2的混合气体45mL的试管，倒立于水中，一段时间后，气体的体积为35mL，原混合气体中，NO和NO2的体积比为A2:1B2:7C7:2D9:7,A,试管内水面上升到2/3处试管内气体呈无色,若是NO2或NO与O2的混合气体?,=41,41，,41，,（1）NO2和O2的混合气体溶于水:,恰好完全反应,NO2过量，剩余气体为NO,O2过量，剩余气体为O2,可得:4NO2+O2+2H2O=4HNO3,=43,43，,43，,（2）NO和O2的混合气体溶于水:,恰好完全反应,NO过量，剩余气体为NO,O2过量，剩余气体为O2,可得:4NO+3O2+2H2O=4HNO3,下列各组气体：(1)NO2+NO(2)NO2+O2(3)HCl+N2(4)Cl2+SO2等体积混合，分别通入体积相同的试管并立即倒立在足量的水中，足够长时间后，试管内水面上升高度分别为h1、h2、h3、h4，下列高度关系判断正确的是()A：h2h3h1h4B：h3h2h1h4C：h4h2h3h1D：h1h2h3h4,C,三、氮肥的生产和使用,1800年未使用化肥每公顷耕地生产0.73吨粮食,1978年使用化肥每公顷耕地生产4.63吨粮食,如果不施化肥，中国只能养活2亿多人口，剩下11亿人就没饭吃。,氮肥的种类：,铵态化肥都来源于NH3,硝态化肥：硝酸盐,尿素（CO(NH2)2）,NH4ClNH4HCO3(NH4)2SO4,铵态化肥,哈伯,波施,分别获得1918年和1932年诺贝尔化学奖,1、工业制NH3方法（合成氨）,无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化；液态氨汽化时要吸收周围的热量，使周围的空气迅速变冷（常用作致冷剂）。极易溶于水（体积比1700）,2、氨气的物理性质,喷泉实验,烧杯中的水沿着导管喷入烧瓶，形成美丽的喷泉,酚酞溶液变成红色。,问题1、喷泉形成的原因?,瓶中氨气溶于胶头滴管挤入的水中,瓶中气压下降小于外界气压,烧杯中的水被大气压压入烧瓶形成喷泉,关键：烧瓶内外形成明显的气压差,引发喷泉的操作是？,打开止水夹，把胶头滴管中的水挤入烧瓶。,打开止水夹，用热毛巾将烧瓶捂热，NH3受热膨胀，与水接触，即发生喷泉。,如何引发喷泉？,问题2:溶液为什么变红?,NH3的水溶液(氨水)显碱性,？,思考：氨水中含有的微粒有哪些？,分子：H2ONH3NH3H2O离子：NH4+、OH-、极少量H+,3、氨气的化学性质,实验2：,现象：湿润的红色石蕊试纸变成蓝色。,结论：氨水易挥发，氨气的水溶液具有碱性。,实验3：,现象:烧杯中出现白烟,结论:浓氨水、浓盐酸具有挥发性，NH3会与HCl反应生成NH4Cl固体小颗粒。,NH3+HCl=NH4Cl,NH3可以与酸反应生成铵盐,NH3+HNO3=NH4NO3(白烟),2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4,NH3与O2反应,表现出NH3的还原性,氨的催化氧化（工业制硝酸的第一步）,4、铵盐,溶解性:,易溶于水,易分解:,实验4：,现象：试管底部固体减少，在试管中上部有白色固体出现。,遇冷：NH3+HCl=NH4Cl,实验5：,易与碱反应:,现象:湿润的红色石蕊试纸变蓝。,如何检验NH4+？,观察与思考,有一位农民在仓库里存放了一袋氮肥碳酸氢铵(俗称碳铵),有一天他发现这袋化肥包装破损受潮了,就把它拿出去晒,结果发现被人”偷盗”了很多，你能从化学的角度替他找原因吗?,观察与思考,在村子里住着两位农民,小李和小刘,他们都种了几亩水稻.小李很勤劳,不仅买了硝酸铵,还同时使用了自己烧制的草木灰(呈碱性),小刘只施用了硝酸铵,小李心想自己使用的肥料多,收成一定好,结果到了秋收时发现,自己田地的产量远不及小刘的,你知道原因吗?,铵盐和碱在加热的条件下，发生复分解反应，产生NH3，氮肥会失效。,使用铵态氮肥时应该注意哪些？,1.避免高温应放在阴凉处,2.避免与碱性的物质一起使用,NH3的实验室制法,向下排空气法收集NH3,干燥NH3：碱石灰,吸收多余NH3：水,防止倒吸,有无其它方法？,NaOH固体或生石灰,NH3,NH3H2O(浓氨水),实验室快速制NH3,(2006-08-1220:44:31)人民网：某路段铝罐车发生硝酸泄露事故，造成大量红棕色烟雾，现场可闻到刺鼻的气味。抢险人员运来纯碱进行处理，以便防止其扩散并污染附近的农田。,运输浓硝酸的铁槽罐车泄露,四、硝酸的性质,为什么在事故现场能闻到刺鼻的气味？,问题探究1:,四、硝酸的性质,无色、易挥发、有刺激性气味的液体常用浓硝酸的质量分数约为69%,1、物理性质,是雾。因硝酸具有挥发性，挥发出来的硝酸与空气中的水蒸气形成硝酸小液滴。,98%以上的硝酸叫发烟硝酸,问题探究2:,四、硝酸的性质,为什么可以用纯碱进行事故的处理？,2、化学性质,、具有酸的通性：,HNO3=H+NO3-,使指示剂变色,稀硝酸使紫色石蕊试液变红,浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色,与碱发生中和反应,HNO3+KOH=KNO3+H2O,与碱性氧化物反应,2HNO3+CaO=Ca(NO3)2+H2O,与某些盐反应,与金属反应,2HNO3+Na2CO3=2NaNO3+H2O+CO2,Cu与浓HNO3反应:,现象:Cu逐渐溶解，溶液变为绿色，产生红棕色气体。,Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,、强氧化性,浓HNO3浓H2SO4,Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,HNO3既体现强氧化性又体现酸性,Cu与稀HNO3反应:,现象:反应较缓慢，Cu逐渐溶解，溶液变为蓝绿色，产生无色气体，无色气体遇空气后变为红棕色。,3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,HNO3既体现氧化性又体现酸性,3Cu+8H+2NO3-=3Cu2+2NO+4H2O,（3）常温下，浓硝酸使铁、铝等金属钝化，加热情况下，可以迅速反应。,（1）一般情况下：浓硝酸被还原为NO2,稀硝酸被还原为NO,（2）硝酸浓度越大，氧化性越强,总结：,硝酸体现出强氧化性,可以用铝罐车运输,氧化性：浓HNO3稀HNO3,3体积浓盐酸与1体积浓硝酸的混合物叫做王水，它的氧化能力更强，可以把不溶于硝酸的金（Au）和铂（Pt）溶解。,硝酸有强氧化性，几乎可以使所有金属（金、铂除外）氧化而生成硝酸盐。那金、铂用什么溶解的呢？,问题探究3:,四、硝酸的性质,为什么在现场能看到一大片的红棕色烟雾？,久置的浓硝酸和新开启的浓硝酸,、浓硝酸的不稳定性,久置的浓硝酸显黄色,因为溶有少量的NO2,保存:棕色试剂瓶、冷暗处,五、硝酸的用途（P101）,六、工业制硝酸（P102）,氨的催化氧化,转化器,NO氧化成NO2,热交换器,2NO+O2=2NO2,NO2生成HNO3,吸收塔,H2O+3NO2=2HNO3+NO,1、足量的Cu中加入少量的浓硝酸,可能会发生什么反应?,一开始是铜与浓硝酸反应:,随着反应进行,硝酸由浓变稀,则发生:,问题深化,Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,3Cu+8HNO3(稀)=3