高中化学《氮的循环》课件 鲁科版必修1

1、化学：氮的循环课件PPT（鲁科版必修1）氮的循环氮的循环知识回顾知识回顾1.碳在自然界中的存在形态？碳在自然界中的存在形态？ 2.碳酸钠、碳酸氢钠有哪些化学性碳酸钠、碳酸氢钠有哪些化学性质质?联想联想质疑质疑闪电闪电时空气中会发闪电时空气中会发生哪些化学反应？生哪些化学反应？产生了哪些物质产生了哪些物质?这些反应和生成的这些反应和生成的物质对人类的生产物质对人类的生产和生活有什么意义？和生活有什么意义？一、氮在自然界中的循环一、氮在自然界中的循环二、氮循环中重要物质及其变化二、氮循环中重要物质及其变化1.氮气与氮的固定氮气与氮的固定 N2分子中分子中,两两个氮原子之个氮原子之间共用三对间共用三

2、对电子电子,使每使每个原子都达个原子都达到稳定结构到稳定结构常温下性质稳定常温下性质稳定高温高压催化剂，放电高温高压催化剂，放电氮的化合物氮的化合物在雷电交加的雨天N2+O2 2NO (NO是有毒、无色、难溶入水是有毒、无色、难溶入水) 2NO+O2 = 2NO2 （NO2是有毒、红棕色、与水反应）是有毒、红棕色、与水反应）3NO2+H2O = 2HNO3+NO放电NO与与NO2的比较的比较NONO2物理物理性质性质化学化学性质性质无色有刺激性气味气体无色有刺激性气味气体难溶于水，难溶于水，剧毒！剧毒！红棕色有刺激性气味红棕色有刺激性气味气体，能溶于水，气体，能溶于水，剧毒！剧毒！2NO+O2

3、=2NO23NO2+H2O= 2HNO3+NO在高温、高压和有催化剂 N2+3H2 2NH3 （可逆反应）（可逆反应） 游离态游离态化合态化合态氮的固定氮的固定放电放电如：如：N2+O2 2NO N2+3H2 2NH3 小结小结:氮的固定氮的固定 人工固氮生物固氮高能固氮自然固氮氮的固定氮的固定讨论与交流讨论与交流1 1. .现给你一试管二氧化氮，其它药品和现给你一试管二氧化氮，其它药品和仪器自选，根据前面所学的反应，请你设计仪器自选，根据前面所学的反应，请你设计实验，要求尽可能多的使二氧化氮被水吸收。实验，要求尽可能多的使二氧化氮被水吸收。2 2. .你的设计对工业上生产硝酸有什么启示？你的

4、设计对工业上生产硝酸有什么启示？充分利用原料，减少污染物的排放充分利用原料，减少污染物的排放4NO2+O2+2H2O= 4HNO3课堂练习课堂练习1.在一烧瓶中将在一烧瓶中将NO2和和O2以以4:1的体积比（标的体积比（标准状况）混合准状况）混合,倒置于足量水中充分反应后所得倒置于足量水中充分反应后所得溶液的物质的量浓度为溶液的物质的量浓度为 mol/L2.将将12mlNO2和和O2的混合气体通入足量的水的混合气体通入足量的水中，充分反应后余气中，充分反应后余气2ml（气体均在相同状态气体均在相同状态下测定）求原各气体的体积。下测定）求原各气体的体积。0.036NO2 8ml、O2 4ml或或

5、NO2 10.8ml、O2 1.2ml2.氨与铵态氮肥氨与铵态氮肥观察与思考观察与思考实验实验实验现象实验现象结论结论NH3的的喷泉实验喷泉实验NH3与与HCl的反应的反应形成红色喷泉形成红色喷泉产生大量白烟产生大量白烟氨气极易溶于水氨气极易溶于水生成生成NH4Cl固体固体思考：思考：1.氨溶解于水仅是简单的溶解过程吗氨溶解于水仅是简单的溶解过程吗?喷喷泉呈现红色说明了什么泉呈现红色说明了什么?2.实验实验2中的现象为什么会发生中的现象为什么会发生?这个实这个实验说明浓氨水和浓盐酸各具有什么性质验说明浓氨水和浓盐酸各具有什么性质?3.氨中氮元素的化合价是氨中氮元素的化合价是-3价，请从化合价，

6、请从化合价的角度分析，氨还可能具有什么性质？价的角度分析，氨还可能具有什么性质？它可能与哪些物质发生反应？它可能与哪些物质发生反应？（1）氨的性质）氨的性质物理性质：物理性质： 没有颜色、有刺激性气味的气没有颜色、有刺激性气味的气 体；体；在标准状况下，密度为在标准状况下，密度为0.771gL-1，比空气轻；极易溶于水且能快速溶比空气轻；极易溶于水且能快速溶解，在常温、常压下解，在常温、常压下1体积水能溶解体积水能溶解约约700体积的氨气。体积的氨气。化化学性质学性质a.氨跟水反应氨跟水反应显弱碱性显弱碱性NH 3H 2O =NH3 +H2O 一水合氨很不稳定一水合氨很不稳定 NH 3+H2O

7、 NH 3H 2O NH 3H 2O NH4 +OH- 氨水能使酚酞溶液变红氨水能使酚酞溶液变红b.b.氨跟酸的反应氨跟酸的反应 NH3+HCl=NH4Cl （白烟）白烟）NH3+HNO3=NH4NO3 （白烟）白烟） 与挥发性的酸反应有白烟与挥发性的酸反应有白烟2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 这个反应叫做氨的催化氧化，这个反应叫做氨的催化氧化，它是工业上制硝酸的基础它是工业上制硝酸的基础. 高温高温 4NH3+5O2= 4NO+6H2O 催化剂催化剂-3-3 +2 +2c.NHc.NH3 3具有还原性具有还原性 -3-3种类种类化学式化学式含氮量含氮量性性 状状铵铵态态氮氮肥肥有机

8、有机氮肥氮肥氮氮肥肥NH4HCO317.7%白色结晶，吸湿性很白色结晶，吸湿性很强，易潮解，溶于水，弱碱性强，易潮解，溶于水，弱碱性NH4Cl26.2%白色或淡黄色结晶，有白色或淡黄色结晶，有吸湿性，溶于水，酸性吸湿性，溶于水，酸性.35%NH4NO3（NH4)2SO4CO(NH2)2 21.2%46.7%白色结晶，易潮解，结硬块，白色结晶，易潮解，结硬块，溶于水，微酸性溶于水，微酸性.白色粒状结晶，吸湿性不白色粒状结晶，吸湿性不大，不易结块大，不易结块白色或浅黄色针状结晶或白色或浅黄色针状结晶或小颗粒，溶于水，中性小颗粒，溶于水，中性观察与思考观察与思考实验现象实验现象结论及化学方程式结论及

9、化学方程式物理物理性质性质加热加热与碱反与碱反应应都是晶体，都易溶于水都是晶体，都易溶于水 NH4Cl = NH3 + HCl NH4HCO3 = NH3+CO2 +H2O产生氨气产生氨气NH4+ +OH-= NH3 + H2O 检验检验NH4+的方法！的方法！产生使湿润产生使湿润的红色石蕊的红色石蕊试纸变蓝的试纸变蓝的气体气体（2）铵盐的性质）铵盐的性质思考思考1.从离子反应的角度认识铵盐与碱从离子反应的角度认识铵盐与碱溶液的反应。溶液的反应。2.应当怎样合理地储存和施用铵态应当怎样合理地储存和施用铵态氮肥氮肥?铵盐的性质铵盐的性质a.受热易分解：受热易分解：NH4Cl NH3 +HCl N

10、H4HCO3 NH3 +CO2 +H2Ob.与碱溶液反应：与碱溶液反应： NH4+OH- NH3 +H2O NH4+OH- = NH3.H2O氨的实验室制法氨的实验室制法 2 2NHNH4 4Cl+Ca(OH)Cl+Ca(OH)2 2= CaCl= CaCl2 2+2NH+2NH3 3+2H+2H2 2O O a. 原理原理：b. 装置装置c.收集方法收集方法：d.检验方法检验方法：与实验室加热高锰酸钾制与实验室加热高锰酸钾制O2 的的装置相同装置相同向下排空气法向下排空气法湿润红色石蕊试纸湿润红色石蕊试纸 3.硝酸及其应用硝酸及其应用观察与思考：观察与思考：观察实验观察实验1、2、3；思考思

11、考:1.通过实验探究，你对硝酸通过实验探究，你对硝酸 的氧化的氧化性有了哪些认识？性有了哪些认识？ 2.浓硝酸通常保存在棕色试剂瓶里浓硝酸通常保存在棕色试剂瓶里,这是这是为什么为什么?3.硝酸具有哪些物理性质和化学性质硝酸具有哪些物理性质和化学性质?3.3.硝酸及其应用硝酸及其应用 （1）物理性质）物理性质 纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。味的液体。 硝酸能以任意比溶解于水。硝酸能以任意比溶解于水。 质量分数为质量分数为69%的硝酸为浓硝酸的硝酸为浓硝酸；质质量分数为量分数为98%以上的硝酸为发烟硝酸。以上的硝酸为发烟硝酸。（2）硝酸的化学性质）硝酸的

12、化学性质 具有酸的通性具有酸的通性不稳定性不稳定性具有强具有强氧化性氧化性go 具有酸的通性具有酸的通性 使紫色的石蕊试液变红使紫色的石蕊试液变红 与某些金属氧化物起反应与某些金属氧化物起反应 与某些盐起反应与某些盐起反应 与碱起反应与碱起反应 2HNO3+CuO=Cu(NO3)2+H2O2HNO3 +CaCO3=Ca(NO3)2 +CO2+ H2OHNO3+NaOH=NaNO3+H2O返回返回 4 HNO3 = 2H2O+4NO2 +O2 受热或见光受热或见光硝酸的不稳定性硝酸的不稳定性思考思考：浓硝酸为什么常呈黄色？浓硝酸为什么常呈黄色？如何保存硝酸？如何保存硝酸？阴凉、避光（棕色试剂瓶）阴凉、避光（棕色试剂瓶）硝酸分解发出的二氧化氮气体溶于硝酸硝酸分解发出的二氧化氮气体溶于硝酸而使硝酸呈黄色而使硝酸呈黄色返回返回氧化性氧化性（HNO3）+5硝酸与大部分的金属能反应硝酸与大部分的金属能反应硝酸与许多的非金属能反应硝酸与许多的非金属能反应3Cu +8HNO3(稀）稀）=3Cu(NO3)2+2NO +4H2OCu +4HNO3(浓）浓）=Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O