氮及其化合物-共3个课时-课件-高一下学期化学人教版(2019)必修第二册

第1课时氮气与氮的固定

一氧化氮和二氧化氮第五章

第二节

氮及其化合物情景导学在新疆与青海交界处有一山谷，人称“魔鬼谷”。经常电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击毙。然而谷内却是牧草茂盛，四季常青。谚语“雷雨发庄稼”的科学道理是什么呢？

思考与讨论1．画出氮的原子结构示意图，指出氮在元素周期表中的位置，写出氮气的电子式和结构式。第二周期、第A族？N+7252．氮元素是活泼的非金属元素，为什么氮气的性质很稳定？氮分子内两个氮原子间以共价三键结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定，通常难以与其它物质反应。新知讲授1.N2的化学性质氮气的化学性质稳定，通常很难与其他物质发生化学反应。但高温、高压、催化剂或者放电等条件下，可以和某些物质发生反应。①金属镁：N2+O22NO放电或高温N2+3H22NH3

高温高压催化剂③氢气：②氧气：N2+3Mg

Mg3N2点燃氧化性氧化性还原性新知讲授2.氮的固定(1)概念：把空气中游离态的氮转变为氮的化合物的过程。(2）分类：（1）自然固氮：大自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气转化为含氮的化合物，或豆科植物根瘤菌将氮气转化为氨。（2）人工固氮：如工业合成氨。新知讲授

氮是自然界各种生物体生命活动不可缺少的重要元素，自然界是怎样通过氮的循环为生物体提供氮元素的呢？新知讲授

氮是自然界各种生物体生命活动不可缺少的重要元素，自然界是怎样通过氮的循环为生物体提供氮元素的呢？实验探究【实验5-5】二氧化碳氮溶于水的实验练习应用1.氮元素在海洋中的循环是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用下图表示，下列关于海洋中氮循环的说法不正确的是（

）A．海洋中的氮循环属于固氮作用的是②B．海洋中的氮循环起始于氮的氧化C．②中的含氮物质转化属于氮的固定化作用D．向海洋排放含NO3-的废水会影响海洋中NH4+的含量B实验探究实验装置实验操作实验现象实验结论在一支50mL的注射器里充入20mLNO，然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器打开弹簧夹，快速吸入10mL空气后夹上弹簧夹振荡注射器无明显现象NO无色气体，不溶于水注射器中气体由无色变为红棕色，注射器塞子向左移动NO与空气中的O2发生反应生成红棕色的NO2注射器中气体由红棕色变为无色，注射器塞子继续向左移动NO2与水发生反应生成了无色的NO思考与讨论1．根据上述实验，总结NO、NO2的物理性质。2．上述实验过程中发生了哪些化学反应？从氧化还原反应的角度分析，上述反应中NO和NO2的作用(氧化剂或还原剂)是什么？3．若将注射器中的NO充分转化，应采取何种措施？写出转化过程的总反应化学方程式。4．上述实验对工业上生产硝酸有什么启示？硝酸工业常在吸收反应进行过程中补充一些空气，使生成的NO被氧化为NO2，NO2溶于水又生成硝酸和NO，经过多次的氧化和吸收，可以比较完全被水吸收，能够尽可能地转化为硝酸。知识讲授

NONO2物理性质无色、不溶于水的气体红棕色、有刺激性气味的气体，密度比空气的大，易液化，易溶于水化学性质与水反应不反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO(工业上利用这一原理制取HNO3)与O2反应2NO＋O2===2NO2不反应2.

NO和NO2【思考】实验室如何收集NO和NO2气体？第2课时

氨和铵盐第五章

第二节

氮及其化合物情景导学

2010年广西北海市的一座冷冻厂氨气罐的一个截止阀发生泄漏，大量氨气泄出，厂区周围均可闻到刺鼻的味道。在事故现场，消防官兵利用水枪对不断泄漏出的氨气进行稀释。从这则新闻可知氨气有哪些物理性质？

新知讲授一、氨的性质颜色气味状态密度溶解性沸点无色刺激性气体1.氨的物理性质比空气小极易溶于水（约1:700）-33.5℃，易液化液氨用作制冷剂【思考】1、画出的电子式、结构式。三角锥形2、如何设计实验证明极易溶于水？实验探究【实验5-6】氨溶于水的喷泉实验实验装置操作打开弹簧夹，挤压胶头滴管，让水进入烧瓶现象烧杯中的液体经玻璃管喷入烧瓶形如喷泉，烧瓶内溶液呈红色思考讨论挤压胶头滴管，滴管里少量的水进入烧瓶，氨几乎全部溶于水中，使烧瓶内压强急剧减小，烧瓶内外形成较大压强差；大气压将水压入烧瓶，形成喷泉；由于NH3溶于水的溶液呈碱性，导致酚酞溶液显红色。1、烧瓶内为什么会形成喷泉？溶液为什么变成红色？

2.某同学做该实验时，打开止水夹后将胶头滴管内的水挤入烧瓶内，可并未产生喷泉，试分析实验失败可能的原因是什么？

①装置气密性不好3.若将NH3换为NO2，能否形成喷泉？若能形成，则实验后液体能否充满烧瓶？能，但不能充满烧瓶。

②收集的NH3纯度较低③烧瓶不干燥等3NO2＋H2O=2HNO3＋NO思考讨论4、含水的胶头滴管在实验中的作用？吸收氨气，使瓶内压强减小，引发水上喷。5.若实验室只有单孔塞，能否用右图装置进行喷泉实验？如能，应如何引发喷泉？能。用热毛巾捂住烧瓶一会后，打开止水夹，就会产生喷泉。练习应用1.如图所示：烧瓶中充满干燥气体a，将胶头滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻震荡烧瓶，然后打开弹簧夹，烧杯中的液体呈喷泉状喷出，则a、b不可能是()A．a为HCl气体，b为H2OB．a为CO2气体，b为浓NaOH溶液C．a为Cl2气体，b为饱和NaCl溶液D．a为Cl2气体，b为浓NaOH溶液C新知讲授2.氨的化学性质（1）与水反应部分电离：NH3·H2O

NH4++OH-NH3+H2ONH3·H2O（一水合氨）

①NH3·H2O为可溶性一元弱碱，能使红色石蕊试纸变蓝。②NH3·H2O不稳定，易分解。△NH3·H2O====NH3↑+H2O实验室用过量氨水与可溶性铝盐(如AlCl3溶液)反应来制备Al(OH)3。【思考】氨水的主要成份有哪些？氨水与液态氨有何区别？名称氨水液氨一水合氨分类成分NH3、H2O、NH3·H2O、OH-、NH4+、H+(极少)

混合物

非电解质一元弱碱、电解质NH3

NH3•H2O

实验探究【实验5-6】氨与氯化氢的反应操作现象解释蘸有浓盐酸和浓氨水的玻璃棒靠近会产生大量白烟浓氨水挥发出的NH3与浓盐酸挥发出的HCl相遇形成NH4HCl固体新知讲授2.氨的化学性质(2)氨与酸的反应氨几乎能与所有的酸（难溶性酸如H2SiO3除外）反应生成盐，如：NH3+HCl===NH4ClNH3+HNO3

===NH4NO3

2NH3+H2SO4

===(NH4)2SO4【思考】是不是所有的浓酸遇到浓氨水，都能产生白烟？不是，只有挥发性酸（HCl、HNO3等）遇氨气均有白烟生成；难挥发性酸H2SO4、H3PO4无此现象。可用于NH3的检验：将一根蘸有浓盐酸的玻璃棒置于集气瓶口。情景导学2NH3+3Cl2=N2+6HClNH3+HCl===NH4Cl（产生白烟现象）

管道工人用浓氨水检验氯气管道是否漏气，如果管道某处漏气，会产生白色烟雾，原理是什么?新知讲授2.氨的化学性质(3)氨的还原性(工业制硝酸的基础)①催化氧化：②与氯气反应：2NH3+3Cl2===N2+6HCl8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl③与CuO反应：2NH3+3CuO

===N2+3H2O+Cu

（氨气少量）（氨气足量）此反应为浓氨水检验氯气管道是否泄漏【思考】从化合价的角度分析在一定条件下氨气能否和一氧化氮、二氧化氮反应，写出可能发生的反应。练习应用2.无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、NH3、O2、N2中的几种，将100mL甲气体经过如图实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则甲气体的组成为()BA.NH3、NO、O2

B.NH3、NO、CO2

C.NH3、NO2、CO2

D.NO、CO2、N2练习应用2.利用如图装置可以验证NH3和HCl的有关性质。下列有关说法不正确的是（）A．关闭活塞c，打开活塞a、b，挤压胶头滴管，Ⅱ中产生喷泉B．关闭活塞a，打开活塞b、c，用热毛巾敷热烧瓶I，I中产生喷泉C．关闭活塞b，打开活塞a、c，用热毛巾敷热烧瓶II，一段时间后，打开活塞b，I、II中均产生喷泉D．关闭活塞b，打开活塞a、c，用热毛巾敷热烧瓶II，I中会产生白雾D情景导学

有一位农民看到自己买的一袋碳酸氢铵化肥受了潮，就在太阳底下晒，等他下午去取时，发现少了许多，是谁偷了他的氮肥？铵盐是农业上常用的化肥，如(NH4)2SO4、NH4HCO3、NH4NO3、NH4Cl等。NH4HCO3

NH3↑+CO2↑+H2O△新知讲授二、铵盐及其性质NH4HCO3

NH3↑+CO2↑+H2O△NH4ClNH3↑+HCl↑△△2NH4NO3==2N2↑+O2↑+4H2O（铵盐的分解产物中不一定有氨气）铵盐：铵根离子（NH4＋）与酸根离子形成的化合物称为铵盐。【思考】①碘受热会升华，遇冷又会凝结成碘单质。加热试管中的氯化铵晶体，气体在试管上方又变成氯化铵晶体，二者原理相同吗？①如何除去NaCl固体中的NH4Cl杂质？实验探究【实验5-7】探究铵盐与碱(如NaOH)的反应实验装置铵盐溶液NH4Cl溶液NH4NO3溶液(NH4)2SO4溶液实验现象试管口产生刺激性气味的气体，湿润的红色石蕊试纸变蓝新知讲授△NH4NO3+NaOH==NaNO3+NH3↑+H2O反应实质：NH4++OH－==NH3↑+H2O(NH4)2SO4+2NaOH==Na2SO4+2H2O+2NH3↑△NH4Cl+NaOH==

NaCl+H2O+NH3↑△△2.铵盐铵盐与碱(如NaOH)的反应【思考】为什么铵态氮肥不能与草木灰(含K2CO3)混合施用？草木灰中含有K2CO3，

K2CO3溶液显碱性。碳酸氢铵能与碱性物质反应生成氨，如果与碱性物质混合施用，会造成肥效降低。在实验室中，常利用铵盐与强碱反应产生氨这一性质来检验铵根离子的存在和制取氨。新知讲授铵根离子的检验湿润的红色石蕊试纸浓盐酸答题模板：取少量固体样品或溶液于试管中，加入碱后加热，将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，若试纸变蓝(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟产生)，则证明固体样品或溶液中含有NH4+。操作：【思考】

写出下列反应的离子方程式：①

NH4Cl溶液与NaOH浓溶液混合加热。②NH4Cl稀溶液与NaOH稀溶液混合。NH4++OH-

≜NH3↑+H2ONH4++OH-=NH3·H2O思考讨论(2)制取的氨气是否纯净？如何净化?(3)如何检验试管中已收集满氨气？

右图实验室制取氨的简易装置示意图。请仔细观察实验装置：(1)请写出反应的化学方程式。2NH4Cl+Ca(OH)2==CaCl2+2H2O+2NH3↑(4)如何处理实验中多余的氨气？

①将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若试纸变蓝色，则证明已集满。

②蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，若立即产生白烟，则证明已集满。碱石灰干燥（不能用浓硫酸、P2O5、CaCl2干燥）通入水或者酸中（注意防倒吸）思考讨论

右图实验室制取氨的简易装置示意图。请仔细观察实验装置：(5)试管B管口塞上棉花的作用是什么？通常棉花上蘸取一些水或稀硫酸，目的是什么？答：防止氨与空气对流，便于收集到较纯净的氨。防止过量的氨逸散到空气中，污染环境。知识讲授【思考】（1）实验室能否用加热氯化铵的方法制取氨气?不能。氯化铵受热分解生成的氨气和氯化氢遇冷会重新结合生成氯化铵，得不到氨气。①反应原理：②制取装置：固固加热装置③收集方法：向下排空气法（导管要伸入到接近试管底部）④验满方法：将湿润的红色石蕊试纸放在试管口⑤棉花作用：减少NH3与空气的对流，吸收多余的NH3，防止污染空气

三、氨气的实验室制法（2）实验室还可以用什么方法快速制备少量氨气？知识讲授

实验室制取氨气的其它方法①加热浓氨水法②浓氨水+生石灰（或氢氧化钠固体）法NH3•H2ONH3↑+H2O△NaOH（或CaO）溶于水后放热，促进NH3•H2O分解溶液中的OH-浓度增大，减小NH3的溶解度练习应用

4.下列离子方程式正确的是（）A.实验室用氯化铵和熟石灰制氨气：NH4++OH-NH3↑+H2OB.NaOH与NH4Cl溶液混合加热：NH4++OH-NH3•H2OC.氨水中加盐酸：NH3•H2O+H+=NH4++H2OD.氨水中通入过量CO2：CO2+NH3•H2O=2NH4++CO32-+H2OC△△练习应用

5、实验室制取氨、收集、验证其还原性并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是 (

)A.用装置甲制取氨B.用装置乙收集氨时气体应该从a口进b口出C.装置丙中黑色固体变成红色时还原产物一定为铜D.可以用装置丁吸收氨,进行尾气处理B第3课时

硝酸酸雨及防治第五章

第二节

氮及其化合物情景导学

2010年12月在甘肃兰州高速公路G22线，一辆运输硝酸的铝槽车发生泄露事故，现场可闻到刺鼻的气味，同时大量红棕色烟雾。消防人员通过喷洒水稀释和运来纯碱进行处理，以便防止其扩散并污染黄河。【思考】①为什么现场有大量红棕色的烟雾？

②金属可以与酸反应，为什么可以用铝槽车运输浓硝酸？新知讲授一、硝酸颜色气味状态溶解性挥发性无色刺激性液体与水任意比互溶（一）、硝酸的物理性质易挥发，在空气中形成白雾【思考】浓硝酸久置后呈黄色，为什么？新知讲授（二）、硝酸的化学性质1.不稳定性，见光或受热易分解4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O光照或加热硝酸的保存：一般将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并避光放置于阴凉处。硝酸泄漏【思考】①在运输硝酸的铝槽车发生泄露的事故现场，为什么有大量红棕色的烟雾？

②金属可以与酸反应，为什么可以用铝槽车运输浓硝酸？实验探究【实验5-8】硝酸与铜反应实验装置实验现象加入浓硝酸时，铜丝变细，产生红棕色气体，溶液呈绿色加入稀硝酸时，铜丝变细，有无色气泡产生，在试管上部观察到浅红棕色，溶液呈蓝色思考讨论

1.加入浓硝酸时生成的红棕色气体是什么？写出反应的化学方程式。2.加入稀硝酸时，产生的无色气体是什么？在试管上部为什么气体的颜色由无色变为红棕色？写出上述反应过程的化学方程式。根据浓硝酸、稀硝酸分别与铜的反应观察到实验现象，思考讨论下列问题：3Cu+8HNO3(稀)===

3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

2NO＋O2===2NO23.装置中NaOH溶液的作用是什么？写出NO2与NaOH溶液反应的化学方程式。答：吸收氮氧化物，以防污染环境；2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O。新知讲授Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O②与Cu反应（1）硝酸能与大部分金属反应（除了铂、金）2.HNO3的强氧化性①常温下浓硝酸能使Fe、Al发生钝化.Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2

↑+2H2O3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O【思考】写出铜与浓硫酸的反应方程式。对比铜与硝酸的反应，你能发现什么规律？规律：(1)HNO3与金属反应一般不能产生H2。(2)硝酸的浓度不同，与金属反应的产物也不同。浓硝酸的还原产物为NO2，稀硝酸的还原产物为NO。深度思考2.试着写出少量/过量Fe粉分别于稀硝酸反应的方程式。Fe+4HNO3(稀)==Fe(NO3)3+NO↑+2H2O（

Fe少量）3Fe+8HNO3(稀)==3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O（

Fe过量）1.①将足量的铜加入一定体积的浓HNO3中，最终得到气体的成分是什么？为什么？答：NO2和NO的混合气体；原因是Cu与浓HNO3反应生成NO2，随着反应的进行，HNO3的浓度变小，Cu再与稀HNO3反应生成NO。Fe+4H++NO3-

==Fe3++NO↑+2H2O（

Fe少量）3Fe+8H++2NO3-

==Fe2++2NO↑+4H2O（

Fe少量）②将足量的铜加入一定体积的浓HNO3中，反应停止后，如果在溶液中再加入足量稀硫酸会出现什么情况?答：溶液中存在NO3-,它遇到H+后,会继续氧化铜。新知讲授（2）硝酸能与某些非金属反应，例如浓硝酸与C的反应2.HNO3的强氧化性练习应用下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是(

)

①②③A.由①中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应C.由③说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物D.③的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应D新知讲授3Fe2++NO3－+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O3SO32-+2H++NO3-=3SO4

2-+2NO↑+H2O2.HNO3的强氧化性（3）硝酸能与某些还原性化合物或离子反应，硝酸可氧化H2S、SO2、SO32-、I-、Fe2＋等还原性物质【思考】BaSO3能溶于稀盐酸，所以可以用Ba(NO3)2溶液、稀盐酸鉴别SO2和SO3练习应用【思考】在pH=1溶液中，能大量共存的离子组是（）A.NH4+、I-

、NO3-、Br-

B.S2-、Na+

、SO32-

、NO3-C.Cu2+、NO3-、Na+

、Cl-

D.Fe2+

、K+

、NO3-、SO42–在酸性溶液中(H+)，NO3-具有强氧化性，与S2-、SO32-、I-、Fe2+、Br-等不能共存。C资料卡片劳厄和弗兰克，曾获得1914年和1925年的物理学奖，德国纳粹政府要没收他们的诺贝尔奖牌，他们辗转来到丹麦，请求丹麦同行、1922年物理学奖得主玻尔帮忙保存。1940年，纳粹德国占领丹麦，受人之托的玻尔急得团团转。同在实验室工作的一位匈牙利化学家赫维西（1943年化学奖得主）帮他想了个好主意：将奖牌放入“王水”中，纯金奖牌便溶解了。玻尔于是将溶液瓶放在实验室架子上，来搜查的纳粹士兵果然没有发现这一秘密。战争结束后，溶液瓶里的黄金被还原后送到斯德哥尔摩，按当年的模子重新铸造，于1949年完璧归赵。能使不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。浓硝酸和浓盐酸按体积比为1∶3混合得到的混合物。王水思考讨论硝酸是重要的化工原料