5.2.3氮及其化合物(第三课时硝酸和酸雨及防治)高二化学实用课堂课件(人教版2019选择性必修2)

氮及其化合物

安徽·滁州

蒋华新课题28三月2024人教版2019化学必修第二册第二节氮及其化合物第五章

化工生产中的非金属元素第五章化工生产中的重要非金属元素第一节硫及其化合物第二节氮及其化合物第三节无机非金属材料2019人教版化学必修第二册1、氮气与氮的固定、一氧化氮和二氧化2、氨和铵盐3、硝酸和酸雨及防治第二节氮及其化合物北大校园5戴维·玻尔戴维·玻尔(1885.10-1962.11)，丹麦物理学家，哥本哈根大学硕士、博士学位，丹麦皇家科学院院士，曾获丹麦皇家科学文学院金质奖章，英国曼彻斯特大学和剑桥大学名誉博士学位，1922年获得诺贝尔物理学奖。玻尔通过引入量子化条件，提出了玻尔模型来解释氢原子光谱；也提出了互补原理和哥本哈根诠释来解释量子力学，他还是哥本哈根学派的创始人，对二十世纪物理学的发展有深远的影响。戴维·玻尔丹麦物理学家科学视野玻尔，丹麦著名物理学家，曾获得诺贝尔奖。第二次世界大战中，玻尔被迫离开将要被德国占领的祖国。为了表示他一定要返回祖国的决心，他决定将诺贝尔金质奖章溶解在一种溶液里，装于玻璃瓶中，并将它放在柜面上。后来，纳粹分子窜进玻尔的住宅，那瓶溶有奖章的溶液就在眼皮底下，他们却一无所知。战争结束后，戴维·玻尔又从溶液中还原提取出金，并重新铸成奖章。新铸成的奖章显得更加灿烂夺目，因为，它凝聚着玻尔对祖国无限的热爱和无穷的智慧。思考1、玻尔用什么溶液溶解金质奖章呢？科学视野灿烂夺目的金质奖章这是一个多么聪明的办法啊！灿烂夺目的奖章与王水水

原来玻尔用的溶液叫王水。

王水是浓硝酸和浓盐酸按1︰3的体积比配制成的的混和溶液。由于王水中含有硝酸。氯气和氯化亚硝酰等一系列强氧化剂，同时还有高浓度的氯离子。因此，王水的氧化能力比硝酸强，不溶于硝酸的金却可以溶解在王水中。资料卡片(课本P15)王水—强氧化性溶液一般地，Pt、Au不与硝酸反应，但能与王水反应。王水具有极强的氧化性，能氧化Pt、Au等极不活泼金属。“三言(盐即盐酸)”

“一笑(硝即硝酸)”

记忆方法：(课本P15)氮及其化合物第三课时走进《化学必修第二册》，探索无机世界的奥秘，从学习氮及其化合物开始！硝酸和酸雨的防治硝酸1、硝酸的物理性质(1)色、态、味：纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。新课Newclass(2)密度(69%)：浓硝酸的为1.4g/cm3，(3)沸点(69%)：浓硝酸的沸点为83℃，

常用浓硝酸质量分数为69%，98%以上的硝酸叫发烟硝酸。

常用浓硝酸略显浅黄色，主要原因是浓硝酸见光或受热易分解，产生NO2溶解在浓硝酸中。四、硝酸(HNO3)硝酸硝酸保存在细口的棕色试剂瓶里。浓硝酸保存在棕色细口试剂瓶三大强酸指盐酸、硫酸和硝酸，它们浓酸的主要物理性质差异如下：种类色态气味挥发性常用浓酸的浓度盐酸

硫酸

硝酸无色溶液无色粘稠溶液无色溶液刺激性无气味刺激性易挥发难挥发易挥发37％

12mol/L98％18.4mol/L69％16mol/L拓展Openupanexhibition三大强酸的物理性质②与金属的反应：与大多数不活泼金属反应③与碱的反应：酸＋碱→盐＋水常温下，浓硝酸使Fe、Al钝化，不能继续反应

(1)硝酸具有酸的通性：

HNO3

===H+＋NO3-①能和酸碱指示剂反应：稀硝酸遇到紫色石蕊试液变红,

无色酚酞试液不变色；浓硝酸遇到紫色石蕊试液先变红后褪色。HNO3

＋NaOH===NaNO3

＋H2O④与碱性氧化物反应：酸＋碱性氧化物→盐＋水2HNO3

＋CuO===Cu(NO3)2

＋H2O6HNO3(稀)＋3Cu===3Cu(NO3)2＋3H2O＋2NO↑硝酸2、硝酸的化学性质与稀硝酸、浓硝酸反应分别生成NO和NO22、硝酸的化学性质(2)硝酸的不稳定性：浓硝酸易分解。久置硝酸分解产生的NO2溶于溶液中，使溶液变黄色。4HNO3=======2H2O＋4NO2↑＋O2↑光照或加热思考1、常用的浓硝酸为什么会呈黄色？思考2、工业上盐酸呈黄色又是什么原因？盐酸中含有Fe3+杂质保存：浓硝酸应保存在细口的棕色瓶、磨口玻璃塞中，避光保存，并放置在冷暗处！硝酸(1)硝酸具有酸的通性：

HNO3

===H+＋NO3-⑤与某些盐的反应：酸＋某些盐→新盐＋新酸

2HNO3＋CaCO3===Ca(NO3)2＋H2O＋CO2↑硝酸泄漏强酸制弱酸，且满足复分解反应条件训练1.

下列试剂不需要保存在棕色试剂瓶内的是 ()

A.浓HNO3 B.NaCl溶液 C.新制氯水 D.AgNO3

溶液

解析：一般地，见光或受热而易变质的物质需用棕色试剂瓶且密封保存。

如：AgNO3、浓HNO3、AgCl、H2O2、溴水、氯水等B巩固训练Consolidateexercise(3)硝酸强氧化性：N元素被还原

实验5-8

(课本P15)如图，在橡皮塞侧面挖一个凹槽，并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。向两支试管中分别加入2ml浓硝酸和稀硝酸，用橡皮塞塞住管口，使铜丝与硝酸接触，观察并比较实验现象。向上拉铜丝，终止反应。①硝酸与不活泼金属反应：与金属铜的反应图5-14

(P15)：硝酸与铜的反应实验现象：a.浓硝酸：有红棕色气体产生，溶液变绿色。b.稀硝酸：有无色气体产生，且遇到空气，无色气体变为红棕色，溶液呈蓝色。控制反应的开始和终止吸收尾气中NOx，防止污染环境。均有气泡，且铜丝变细使用具支试管，是为了方便仪器组装硝酸硝酸与铜反应浓度实验现象实验结论浓硝酸稀硝酸Cu＋4HNO3(浓)==Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O氧化性强弱：反应剧烈、铜丝变细，产生红棕色气体，溶液呈绿色。铜与浓硝酸反应生成NO2铜与稀硝酸反应生成NO反应较缓慢、铜丝变细，产生无色气体，溶液呈蓝色。HNO3(浓)＞HNO3(稀)硝酸①硝酸与不活泼金属反应：与金属铜的反应反应原理：浓硝酸与铜的反应比稀硝酸剧烈①硝酸与不活泼金属反应：与金属铜的反应稀硝酸浓硝酸高价金属＋NO2↑高价金属＋NO↑高价金属＋NH4+极稀硝酸尾气处理产物规律硝酸吸收尾气中NOx，防止污染环境。

可以用氢氧化钠溶液吸收尾气中NO、NO2，防止污染环境。(3)硝酸强氧化性：N元素被还原不活泼金属尾气中NO2要多于NO才能完全吸收2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2ONO＋NO2＋2NaOH===NaNO2＋H2O4NO＋3O2＋4NaOH===4NaNO3＋2H2O

思考6、请用双线桥法，标明硝酸与反应的电子转移。并写出化学反应的离子方程式。4H+

＋2NO3-

＋Cu===Cu2+＋2NO2↑＋2H2O8HNO3(稀)＋3Cu===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O得到2×3e-失去3×2e-实验原理：8H+＋2NO3-＋3Cu===3Cu2+＋2NO↑＋4H2O4HNO3(浓)＋Cu===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O得到2×e-失去1×2e-硝酸既表现氧化性又表现酸性。硝酸①硝酸与不活泼金属反应：与金属铜的反应与上面化学反应①合并得总反应HNO3(浓)和HNO3(稀)均表现酸性、强氧化性；且氧化性：HNO3(浓)

＞

HNO3(稀)硝酸Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O①3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O铁粉少量：铁粉过量：Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2铁粉继续被Fe3+氧化，生成Fe2+Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O＋

×2铁粉被氧化成Fe3+②硝酸与活泼金属反应：与金属铁(或铝)的反应ⅰ.稀硝酸与金属铁(或铝)的反应①硝酸与不活泼金属反应：与金属铜的反应(3)硝酸强氧化性：N元素被还原(3)硝酸强氧化性：N元素被还原②硝酸与活泼金属反应：与金属铁(或铝)的反应ⅱ.浓硝酸与金属铁(或铝)的反应a.常温钝化：常温下，铁和铝遇浓硝酸或浓硫酸表面发生钝化，不能继续反应；故浓硝酸、浓硫酸的贮存和运输可用铝(或铁)槽车运输。b.加热反应：加热时，铁和铝都会跟浓硝酸或浓硫酸反应。硝酸反应原理：Al＋6HNO3(浓)===Al(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O△Fe＋6HNO3(浓)===

Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O△铁与浓硝酸(一定过量)反应时，只能生成Fe3+加热时浓硝酸与Fe、Al的反应铝槽车运输浓硝酸③硝酸与还原性物质的反应：硝酸还能与某些具有还原性的物质发生反应。如Fe2+、SO32-、I-等ⅰ.还原性离子与稀硝酸的反应：生成NO3Fe2+＋4H+＋NO3-===3Fe3+＋NO↑＋2H2O3SO32-＋2H+＋2NO3-===3SO42-＋2NO↑＋H2Oⅱ.还原性离子与浓硝酸的反应：生成NO2Fe2+＋2H+＋NO3-===

Fe3+＋NO2↑＋H2OSO32-＋2H+＋2NO3-===

SO42-＋2NO2↑＋H2O硝酸(3)硝酸强氧化性：N元素被还原因此Fe2+、SO32-、I-等具有还原性的离子与酸性条件下的NO3-不能共存。训练2、在加入铝粉能放出氢气的溶液中能大量共存的离子组是()A.Na+、Fe2+、Cl-、NO3-B.K+、Na+、SO42-、Cl-C.CO32-、Cl-、I-、NH4+D.NH4+、Ba2+、K+、OH-B巩固训练Consolidateexercise3P＋5HNO3

(稀)＋2H2O===3H3PO4↑＋5NO↑△ⅰ.浓硝酸与碳等的反应：浓硝酸被还原成NO2④硝酸与非金属单质的反应：硝酸具有强氧化性，也能跟非金属(如碳、硫、磷等)单质反应ⅱ.浓硝酸与碳等的反应：稀硝酸被还原成NO当硝酸与金属、非金属及还原性物质的反应时，硝酸的浓度、反应物的还原性以及反应条件的不同，硝酸被还原所得到的产物也不同。如NO2、HNO2、NO、N2O(NH4NO3)、N2、NH3+4+3+2+10-3硝酸只表现氧化性，不表现酸性硝酸C＋4HNO3(浓)===CO2↑＋4NO2↑＋2H2O△S＋6HNO3(浓)===H2SO4＋6NO2↑＋2H2O△3C＋4HNO3

(稀)===3CO2↑＋4NO↑＋2H2O△训练.(双选)下列反应中HNO既表现氧化性又表现酸性的是(

)

A.C和浓HNO3

B.FeO和HNO3

C.Fe2O3和HNO3

D.Cu和浓HNO3

巩固训练ConsolidateexerciseBD

三大强酸的浓酸主要包括浓硝酸、浓硫酸和浓盐酸，其主要性质对比如下：

酸的种类酸的通性H+

氧化性强氧化性热稳定性挥发性吸水性脱水性盐酸浓硫酸硝酸有有有有有有无有有稳定稳定不稳定易挥发难挥发易挥发无有无无有无拓展Openupanexhibition三大强酸的浓酸性质比较

盐酸为还原性酸，而浓硫酸、硝酸是氧化性酸N2O2NH3NONO2HNO3H2OO2连续氧化的流程图

硝酸是重要的化工原料，氨经一系列反应可以得到硝酸，即氨氧化制硝酸。如下图所示即流程图是一个连续氧化的过程ABCDH2OO2O2思考与讨论(课本P16)除氨气外，还有C、S、H2S、N2、Na等都能发生连续氧化，生成对应的酸或碱。(1)请写成流程图和化学反应方程式。(2)分析各步反应是氧化反应还是还原反应。3、硝酸的制法(1)实验室制法：难挥发性酸制取挥发性酸NaNO3(s)＋H2SO4(浓)====NaHSO4＋HNO3↑

微热NaCl(s)＋H2SO4(浓)====NaHSO4＋HCl↑微热制取原理：(2)硝酸的工业制法硝酸可以根据盐酸的实验室制法，推导出硝酸的实验室制取方法。N2NH3NONO2HNO3H2催化氧化O2O2H2O①硝酸的工业制取流程这个反应叫氨的催化氧化——氨氧化制硝酸思考6、制取硝酸还有哪些步骤呢？(2)硝酸的工业制法4NH3＋5O2=====4NO＋6H2O催化剂△2NO＋O2===2NO2

3NO2＋H2O===2HNO3＋NO4、硝酸的用途硝酸②硝酸的工业制取原理N2＋3H22NH3高温、高压催化剂合成氨气：制取硝酸：重要的化工原料，也是化学实验室里必备的重要试剂。在工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。光化学烟雾简介一次污染物氮氧化物(NOx)和碳氢化合物在大气环境中受到强烈的太阳紫外线照射后，发生复杂的光化学反应。主要生成光化学氧化剂(主要是O3)及其它多种复杂的化合物，形成二次污染物，一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象称为光化学烟雾。

光化学烟雾对人类最大的危害是刺激眼睛和上呼吸道粘膜，引起眼睛红肿和喉炎，使机体缺氧，出现头痛，引起肺气肿等。1943年美国洛杉矶——最早光化学烟雾事件

1970年美国加利福尼亚州

1971年日本东京……科学视野光化学烟雾中的氮氧化物(NOx)主要是指NO和NO2

笼罩曼哈顿的光化学烟雾化学物质化学学科习近平总书记指出：

2005年8月15日，时任浙江省委书记的习近平同志到浙江安吉天荒坪镇余村考察时，首次提出“绿水青山就是金山银山”。一周后，习近平在浙江日报《之江新语》发表评论指出，“生态环境优势转化为生态农业、生态工业、生态旅游等生态经济的优势，那么绿水青山也就变成了金山银山。”酸雨的形成及危害(1)SO2的来源：SO2主要来自于化石燃料(如煤与石油)的燃烧、含硫矿石的冶炼以及制造硫酸、磷肥、造纸等工业产生的废气。五、酸雨及防治化石燃料的燃烧钢铁工业产生的废气硫酸厂所产生的黄色的烟尘磷肥厂、造纸厂所产生的废气酸雨及防治1、二氧化硫和二氧化氮的来源(2)NO2的来源：NO2主要来自于汽车的尾气，硝酸工业产生的尾气。1、二氧化硫和二氧化氮的来源硝酸工业产生的NO2汽车尾气与雾霾酸雨及防治2、二氧化硫和二氧化氮的危害(1)污染大气(2)酸雨的形成及危害

SO2和NO2能直接危害人体健康，引起呼吸道疾病，严重时能使人死亡。SO2、NO2能对环境的污染①正常雨水：正常雨水的pH值约为5.6

当大气中大量的N和S氧化物随雨水降下，会使得雨水pH值小于5.6而形成酸雨。

酸雨中主要含有硫酸和硝酸。

②酸雨：酸雨是指pH值小于5.6的雨水正常酸雨酸雨酸雨及防治因溶解了CO2，雨水的PH并不等于7，而是5.6ⅱ.途径2：首先催化氧化，空气中的飘尘作催化剂。3NO2＋H2O===

2HNO3

＋NO③酸雨形成途径2SO2＋O2

2SO3

飘尘SO2＋H2O

H2SO3或4NO2

＋

O2

＋2H2O===

4HNO3

2H2SO3＋O2===2H2SO4

SO3＋H2O===

H2SO4酸雨的形成途径ⅰ.途径1：掉落过程酸性增强ⅲ.途径3：形成硝酸的过程(2)酸雨的形成及危害图5-15(P16)：酸雨的形成示意图酸雨的飘移过程酸雨及防治ⅰ.危害农作物和森林：酸雨可以直接导致大片森林死亡，农作物枯萎，破坏植被、草原。④酸雨的危害：酸雨对我们生活的环境危害很大，能直接破坏农作物、森林、植被、草原。酸雨对森林树木危害未受酸雨伤害的森林受酸雨伤害的森林酸雨对农作物危害酸雨及防治(2)酸雨的形成及危害(2)酸雨的形成及危害酸雨酸化的土壤和水体ⅲ.危害工业设备和基础设施：酸雨能加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具以及电信电缆的腐蚀。ⅱ.危害水土：酸雨能使土壤、湖泊、河流酸化。摄于1908年摄于1968年如短短六十年，德国巴伐利亚州的这座著名的法兰克福石雕像，已经被酸雨彻底损毁。④酸雨的危害金门大桥又称“金门海峡大桥”，是美国境内连接旧金山市区和北部的马林郡的跨海通道。德国巴伐利亚州法兰克福雕像酸雨及防治石雕像原图训练4、我国重点城市近年来已发布“空气质量日报”，下列物质中不列入首要污染物的是(

)A.二氧化硫B.二氧化氮

C.二氧化碳D.可吸入颗粒物C巩固训练Consolidateexercise①汽车尾气的成分：氮氧化物、一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、含铅化合物(含铅汽油)和颗粒物等污染物对环境产生一次污染。(3)化学烟雾的污染2、二氧化硫和二氧化氮的危害光化学烟雾中想氮氧化物(NOx)主要是指NO和NO2②光化学烟雾：汽车、工厂排放的尾气等污染源排入大气的碳氢化合物(CnHm)和氮氧化物(NOx)等是一次污染物，在阳光的作用下发生化学反应，生成臭氧(O3)、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯(PAN)等是二次污染物。

光化学过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象叫做光化学烟雾。酸雨及防治洛杉矶光化学烟雾事件训练5.

环境污染已成为人类社会面临的重大威胁，各种污染数不胜数。下列名词与环境污染无关的是(

)①白色垃圾②潮汐③酸雨④光化学烟雾⑤臭氧空洞⑥可吸入颗粒物⑦赤潮⑧绿色化学A．①⑦B．②⑤

C．②⑧D．⑦⑧C巩固训练Consolidateexercise

SO2和NO2都是化工原料，但当它们分散在大气中时就形成难易处理的污染物，因此工业废气排放之前，必须进行适当处理。2NaOH＋SO2===

Na2SO3＋H2O2NaOH＋2NO2===

NaNO3＋NaNO2＋H2O2NH3＋H2O＋SO2===

(NH4)2SO36NO2＋8NH3===7N2＋12H2ONO2＋

NO＋

2NaOH===2NaNO2＋

H2O(2)碱液吸收：能同时吸收尾气中SO2和NO2(3)氨气吸收：吸收SO2或把NO2转化为氮气SO3＋H2O===H2SO42SO2＋O22SO3催化剂△催化剂能够加快SO2转化为SO3的化学反应速率3、二氧化硫和二氧化氮的回收利用(1)SO2的催化吸收：减少尾气中SO2的排放酸雨及防治一般地，防止酸雨的措施主要有：防治酸雨的措施1.调整能源结构，发展清洁能源，……

2.加强环境管理，强化环保执法，……

3.研究、开发适合我国国情的二氧化硫治理技术和设备。(1)原煤脱硫技术，……

(2)改进燃烧技术，……

(3)对煤燃烧后形成的烟气脱硫。……

往煤中加生石灰—CaO，煤燃烧产生的SO2和生石灰发生反应生成CaSO3，CaSO3再被氧化成CaSO4，从而减少了SO2排放量，主要反应为：讨论3、二氧化硫、二氧化氮都会污染大气，我们应该怎么办？

2CaO＋2

SO2＋O2===2CaSO4△

⒈严格控制汽车尾气排放⒉开发新能源，减少对化石燃料的依赖⒊改善能源结构，对煤、石油进行脱硫⒋回收利用；

二氧化硫可以用来制硫酸，一氧化氮、二氧化氮可以用于制硝酸。科学视野1972年6月5日，具有历史意义的人类环境会议在瑞典首都斯德哥尔摩召开，通过了著名的《人类环境宣言》，并确定每年6月5日为“世界环境日”。开展“世界环境日”活动。

从1974年起，每年联合国环境规划署确定一个主题，其中1983的主题是防治酸雨。防治酸雨的措施

当前我国的环境问题主要表现在：

污染物排放量大，远远高于环境自净力；工业污染严重，城镇生活污染明显增加，不少地区农业水质、土质污染严重，水土流失，荒漠化加剧；空气污染严重，雾霾天气频出；生物多样性锐减，潜在的环境问题还在不断显现。中国华北地区的雾霾天气科学视野PH＝2.9雨水pH的测定研究实践(课本P17)阅读课本

“分析空气污染成因”ⅰ.观察：下雨时用容器直接收集一些雨水，静置，与蒸馏水或自来水作为参照，观察外观。ⅱ.测量PH：通用PH试纸或PH计测量雨水和蒸馏水的酸碱度。并记录。ⅲ.分析：连续取样并测量一周内定远城区的雨水、地表水、自来水的PH，列表或作图，确定定远城区雨水的酸碱度。若为酸雨，分析酸雨产生的原因，提出减轻酸雨危害的建议。图5-17(P17)PH＝3.72、化学性质(1)酸的通性：HNO3===H+

＋NO3-(2)不稳定性：加热或见光易分解(3)强氧化性：氧化还原还原性物质或离子1、物理性质：纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。4HNO3=====2H2O＋4NO2↑＋O2↑