生产生活中的含氮化合物

生产生活中的含氮化合物空气中氮气的体积分数78%，氧气的体积分数22%，还有少量的CO2及稀有气体。氮气是空气的主要成分，氮元素是组成蛋白质的必需元素，是生命的重要组成元素。但空气中氮元素的化学性质稳定，只有少数豆科植物能够直接吸收转化加以利用。直到1919年，德国化学家哈伯在实验室中首次人工合成了NH3，才使大规模合成化肥成为现实。但含氮化合物的使用也给人类生活带来了巨大的危害！一、氮氧化物的产生及转化（一）氮元素的重要作用１．生命物质的重要组成元素２．在生产、科学研究领域的广泛应用一、氮氧化物的产生及转化（二）氮氧化物的产生及转化氮气是无色无味密度比空气稍小，熔、沸点低，沸点-195.8℃，难溶于水的气体氮气（N2）氮的原子结构结构：N+725N2的电子式：N2的结构式：N≡N氮气的化学性质稳定，很难与其他物质反应常用做保护气一、氮氧化物的产生及转化N2+3H22NH3N2+3MgMg3N2N2+O22NO高温高压催化剂点燃放电（氧化性）人工固氮—自然固氮（氧化性）（还原性）工业上合成氨制法：分离空气大豆、蚕豆等豆科作物根部的根瘤菌中存在固氮酶，能在常温常压下把空气中的氮气转变为NH4+。根瘤菌一、氮氧化物的产生及转化（二）氮氧化物的产生及转化

氮元素是植物生长的必需元素之一。充足的氮使植物枝叶茂盛，叶片增大，光合作用增强，从而使农作物的产量和产品质量得以提高。大部分氮元素以游离态存在于空气中。一般情况下，仅有少数植物能将游离态的氮转化为可吸收的化合态的氮。俗话说“雷雨发庄稼”，那么，在电闪雷鸣的条件下，游离态的氮是如何转变为化合态的氮的呢?雷雨发庄稼在新疆和青海交界处有一狭长山谷，每当牧民和牲畜进入后，风和日丽的晴天顷刻间电闪雷鸣，狂风大作，人畜往往遭雷击倒下。奇怪的是这里的牧草茂盛，四季常青，被当地牧民称为“魔鬼谷”。你能用化学方程式及必要的文字叙述解释“魔鬼谷”牧草茂盛、四季常青的原因吗?一氧化氮（NO）

常温下为无色、无味的气味，不溶于水。在大气中达到一定浓度时有毒，NO使人体中毒的原理与CO相似,都是与血红蛋白结合，使其失去输送氧气的功能。用途：在生物学方面有独特作用，人体中极少量的NO会促进血管扩张，防止血栓塞等。

2NO+O2==2NO2如何收集NO气体？氮的氧化物N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5实验室用Cu和稀HNO3反应制NO3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O二氧化氮（NO2）物理性质：常温下为红棕色、有刺激性气味的气体，与水反应。在大气中达到一定浓度时有毒。化学性质

3NO2+H2O==2HNO3+NO2NO2N2O4（无色）２KI＋２NO2＝I2＋２KNO2体现氧化性如何鉴别溴蒸汽和二氧化氮？实验室用Cu和浓HNO3反应制NO2Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O（二）氮氧化物对环境的污染与防治１．氮氧化物对环境的污染（1）酸雨（2）光化学烟雾（3）对臭氧层的破坏笼罩曼哈顿的光化学烟雾洛杉矶光化学烟雾2．氮氧化物对环境污染的防治（1）来源：（2）防治：氮氧化物主要来源于化石燃料的燃烧，汽车尾气、工厂废气的排放，其中，汽车尾气是城市大气中氮氧化物的主要来源之一。①开发使用洁净能源；②对工厂排放的废气进行处理③对汽车尾气进行净化处理。消除污染的主要方法：碱液吸收法

NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2ONH3还原法6NO+4NH3=5N2+6H20东京展出富士重工电动汽车概念车R1e

小结：

1。氮气（N2）的化学性质：

2。氮的氧化物的化学性质：

3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO+O2=2NO2×3×2+）4NO+3O2+2H2O=4HNO3

关于NO2、NO、O2混合气体溶于水的计算1、NO和O2混合2、NO2和O2混合3NO2+H2O=2HNO3+NO×22NO+O2=2NO2+）4NO2+O2+2H2O=4HNO3

练习1：将20mLNO2与NO的混合气体通入倒立在水槽中盛满水的玻璃筒（带刻度）后，筒内剩下10mL气体。求原混合气体中NO和NO2的体积。课堂训练练习2：容积为10mL的试管，充满NO2和O2的混合气体，把试管倒立在水槽中，若充分反应后，试管中尚有1mL气体，则原混合气体中各为几毫升？练习3：将40mLNO和NO2的混合气体跟20mLO2同时通入装满水倒立于水槽中的量筒中，发现有5mL气体剩余，问原NO和NO2混合气体的体积组成是什么？练习4：把9mLNO气体装入试管，倒立于水槽中，逐渐通入O2，当试管中剩余气3mL时，通入O2的体积可能是

A、9mlB、4.5mlC、3mlD、9.75ml1、标准状况下一支充满NO2

的大试管倒置于水槽中至液面不再上升，假设溶质不扩散，求此时试管中溶液的物质的量浓度为多少？2、标准状况下一支充满NO的大试管倒置于水槽中，向其中缓缓通入O2至液面不再上升，假设溶质不扩散，求此时试管中溶液的物质的量浓度为多少？3、标准状况下一支充满NO2

和NO的大试管倒置于水槽中至液面不再上升，假设溶质不扩散，求此时试管中溶液的物质的量浓度为多少？4、标准状况下一支充满NO2

和O2（体积比4：1）的大试管倒置于水槽中至液面不再上升，假设溶质不扩散，求此时试管中溶液的物质的量浓度为多少？5、标准状况下一支充满NO和O2（体积比4：3）的大试管倒置于水槽中至液面不再上升，假设溶质不扩散，求此时试管中溶液的物质的量浓度为多少？思考与练习：二、氮肥的生产和使用

（NH4）2SO4NH4NO3NH4HCO3NH4ClCO（NH2）2

氮肥：（1）铵态氮肥：（2）其它氮肥：硝态氮肥如：KNO3有机态氮肥如：CO（NH2）2氨氨水（1）工业合成氨1.压强：20MPa～50MPa

2.温度：500℃左右3.催化剂：铁触媒——以铁为主体的多成分催化剂。合成氨的条件：科学家哈伯简介

弗里茨.哈泊：德国化学家，出生于一个犹太富商家中。1900年获得博士学位。1908年7月首次合成氨气，1909年7月建成每小时生产90克氨气的实验装置，1918年获得诺贝尔化学奖。哈伯首创了使用化学毒剂的化学战，在第一次世界大战中有130万人受到化学战的伤害，其中9万人死亡。氨的物理性质：（1）氨是没有颜色、有刺激性气味的气体（2）氨的密度小于空气（3）氨易液化（作致冷剂）（4）氨极易溶于水（1：700）氨分子的结构三角锥形电子式：结构式：氨气的喷泉实验从喷泉实验中你能总结出NH3的哪些性质？你能设计出一个蓝色的喷泉实验来吗？城市中常见的人造喷泉及火山爆发的原理与上述的原理相似吗?如图1所示，上部烧瓶已装满干燥氨气，引发水上喷的操作是：打开止水夹，挤出胶头滴管中的水。该实验的原理是：氨气极易溶解于水，致使烧瓶内气体压强迅速减小。喷泉实验及其拓展请讨论在不改装置的前提下引发右图喷泉的方法？打开夹子，用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热。该实验的原理是：氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即发生喷泉。用冰水浇注烧瓶，降低烧瓶内氨气的温度，使气体压强减小，水上升与氨气接触进一步减小压强形成喷泉。小结：以上方法为减小烧瓶内气体的压强而产生喷泉。在图3的锥形瓶外放一水槽，瓶中加入酒精，水槽中加入冷水后，再加入足量的下列物质，结果也产生了喷泉，水槽中加入的物质可以是（）

(A)浓硫酸(B)食盐(C)硝酸钾(D)硫酸铜这种方法产生喷泉的原理是：增大锥形瓶内气体的压强产生喷泉。

A(1)图甲为中学化学教学中所用的喷泉实验装置，在烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体，下列组合中不可能形成喷泉的是_______________。(A)HCl和H2O(B)O2和H2O(C)NH3和H2O(D)CO2和NaOH溶液B（2）在图乙的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是()

(A)Cu与稀盐酸(B)NaHCO3与NaOH溶液(C)CaCO3与稀硫酸(D)NH4HCO3与稀盐酸D（3）城市中常见的人造喷泉及火山爆发原理与上述_______(填图甲或图乙)装置的原理相似。乙归纳反思1.关键:2.途径:3.延伸:喷泉实验形成压强差①减少“上瓶”的压强②增加“下瓶”的压强①尾气处理(防倒吸装置选择)②烧瓶中溶液的物质的量浓度等计算提示:氨水的溶质是氨气.思考：在标准状况下，用一充满NH3气体的烧瓶进行喷泉实验，当水充满整个烧瓶后（假定NH3不扩散到烧杯中），烧瓶内氨水的物质的量浓度是多少？烧瓶中溶液的物质的量浓度计算拓展延伸VaqCB=nB（2）氨、氨水的性质实验现象：将胶头滴管中的水挤入烧瓶，打开止水夹，烧杯中的水沿着导管喷入烧瓶，变成红色。实验结论：实验操作：氨气极易溶于水，氨气的水溶液显

碱

性。

湿润的红色石蕊试纸变成蓝色。氨水易挥发，氨气的水溶液具有

碱

性。

烧杯中出现白烟。浓氨水、浓盐酸具有挥发性，NH3与HCl结合，有固体NH4Cl生成。（2）氨、氨水的性质①氨溶于水形成的水溶液称为

氨水

，氨水具有挥发性。氨水中的氨大部分与水结合成一水合氨（NH3·H2O），一水合氨少部分电离。

NH3＋H2ONH3·H2ONH4＋＋OH－NH3·H2ONH3NH4+H2OOH-H+分析氨水的成份：③氨可以与酸反应生成铵盐。

白烟

本质：

NH3＋H＋=NH4＋

（3）氨的用途：致冷剂、合成氮肥、工业制硝酸。

※液氨与氨水的比较：

物质的分类微粒种类存在条件液氨纯净物NH3常温下不存在氨水混合物NH3、NH3·H2O、H2O、NH4＋、OH－、（H＋）常温常压下存在2。铵盐实验现象：实验结论：实验操作：试管底部固体减少，在试管中上部有白色固体出现。并可闻到刺激性气味。湿润的红色石蕊试纸变蓝，并可闻到刺激性气味。

2。铵盐※归纳总结：铵盐的性质为“三解”。（3）易碱解：和碱在加热的条件下，发生复分解反应，产生NH3

。（1）易溶解：均为易溶于水的白色晶体。（2）受热易分解：晶体受热易分解，但不一定产生NH3

。检验铵根的方法二、氮肥的生产和使用

1。氨气（2）性质：小结：

2。铵盐（1）生产：（3）制取：易溶于水；一元弱碱。（1）易溶解；（2）易分解；（2）易碱解。4、氨的实验室制法：

2NH4Cl+Ca(OH)2==CaCl2+2NH3+2H2O（4）干燥氨气：（5）检验氨气的方法（1）反应原理：（2）反应装置：固固加热-----↑（3）收集方法：向下排空气法碱石灰a、用湿润的红色石蕊试纸（变蓝）b、蘸有浓盐酸(浓硝酸)的玻璃棒接近试管口（产生白烟）※常见气体的溶解性：NH3HClSO2H2SCl2CO2700500402.621※下列装置不能作为极易溶于水的气体的吸收装置的是（）DABCDABC请大家写出A、B两种装置能防止倒吸的原理。A、倒立漏斗式：这种装置可以增大气体与吸收液的接触面积，有利于吸收液对气体的吸收。当易溶性气体被吸收液吸收时，导管内压强减少，吸收液上升到漏斗中，由于漏斗容积较大，导致烧杯中液面下降，使漏斗口脱离液面，漏斗中的吸收液受自身重力的作用又流回烧杯内，从而防止吸收液的倒吸。B、肚容式：当易溶于吸收液的气体由干燥管末端进入液被吸收后，导气管内压强减少，使吸收液倒吸进入干燥管的吸收液本身质量大于干燥管内外压强差，吸收液受自身重量的作用又流回烧杯内，从而防止吸收液的倒吸。这种装置与倒置漏斗很类似。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，不仅施用了氮肥硝酸铵，还同时施用了自己烧制的草木灰（呈碱性），而小刘只施用了氮肥硝酸铵，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，你知道是原因吗？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，结果发现没有人偷盗却少很多，你能从化学的角度替他找原因吗？练习（1）氨水显弱碱性的原因是（）A常温下氨水在水中的溶解性不大B氨分子的极性太弱C一水合氨只有极少部分电离生成NH4+和OH-D氨分子易结合溶液中的H+C（2）下列各组气体中，在通常情况下能稳定共存的是（）ANH3、O2、HClCN2、H2、HClBCO2、NO、O2DH2、O2、SO2CD（3）试管中盛有少量白色固体，可能是铵盐，检验的方法是（）A加水，将湿润的红色石蕊试纸放在管口B加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在管口BC加氢氧化钠溶液，加热，用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口D加氢氧化钠溶液，滴加紫色石蕊试剂（4）有食盐和氯化铵晶体组成的混合物，要使两者分开，最简单的方法是（）A结晶C加热CB过滤D分液（5）下列气体中，不能用排空气法收集的是A、CO2B、H2C、NO2D、NOD（6）实验室制取下列气体时，与实验室制氨气的气体发生装置相同的是（）A、H2