《化学 》课件 第二章 常见非金属单质及其化合物

《

化

学

》（通用类）第二章常见非金属单质及其化合物

【预期目标】通过性质预测与实验探究掌握常见非金属单质及其化合物的主要性质，形成认识非金属单质及其化合物的基本思路；通过设计实验方案,探究离子的鉴别方法，养成良好的实验习惯和严谨的科学态度；通过分析化合价的变化与电子得失，了解氧化还原反应的概念、特征及本质；

通过了解氯、硫、氮等元素的单质及重要化合物在生产生活中的应用及对生态环境的影响，认识化学在生产生活、环境污染防治方面的作用,提升社会责任感。第二章

常见非金属单质及其化合物第二章

常见非金属单质及其化合物

黑火药主要成分石英砂岩

迄今为止，人类已发现和人造的元素有118种,其中94种存在于自然界，包括非金属元素和金属元素，它们以单质及化合物的形式组成了色彩斑斓、变化万千的世界。第二章

常见非金属单质及其化合物

地壳中含有丰富的非金属元素氧和硅，海水中含有丰富的非金属元素氯，人体中含有生命必需的非金属元素氧、碳、氢、氮，中国古代四大发明之一火药中含有一定量的非金属元素硫等。这些常见的非金属单质及其化合物与人类的关系十分密切，其发现和应用推动了社会生产力的飞速发展。

海水晒盐

漂白液第二章

常见非金属单质及其化合物

【节目录】第一节氯气及氯的化合物第二节硫及硫的化合物第三节氮气及氮的化合物第四节氧化还原反应第一节

氯气及氯的化合物

【情境导学】瑞典化学家舍勒于1774年在研究软锰矿(主要成分是MnO2)时，把浓盐酸与软锰矿混合在一起加热，意外地发现生成了一种具有强烈的刺激性气味的黄绿色气体。这种黄绿色气体就是氯气。氯气具有怎样的性质呢?1.氯气的实验室制备第一节

氯气及氯的化合物

一、氯气的制备

实验室用固体二氧化锰和浓盐酸，在加热的条件下反应制备氯气。用向上排空气法收集氯气，用氢氧化钠溶液吸收多余的尾气，实验装置见下图。实验需在通风橱中进行。△MnO2+4HCl(浓)

MnCl2+Cl2↑+2H2O2.氯气的工业制备

工业生产氯气主要是通过海水晒盐得到粗盐，除去杂质后，电解氯化钠饱和溶液来制备。以电解氯化钠饱和溶液为基础制备氯气、氢氧化钠等产品的工业称为氯碱工业。模拟工业制备氯气2NaCl

＋2H2O

2NaOH+Cl2↑+H2↑通电第一节

氯气及氯的化合物

一、氯气的制备

（一）氯气的物理性质第一节

氯气及氯的化合物

二、氯气的性质及用途黄绿色气体有刺激性气味观察（一）氯气的物理性质第一节

氯气及氯的化合物

二、氯气的性质及用途

2.有强烈刺激性气味、有毒3.比空气重4.易液化，常压下，冷却至–34.6℃，变为黄绿色油状液体，工业上称为“液氯”

1.黄绿色气体5.能溶于水，常温下1体积水能溶解2体积氯气（二）氯气的化学性质

从核外电子排布的角度，分析氯元素的基本性质和成键特点。第一节

氯气及氯的化合物

二、氯气的性质及用途得到1e－氯原子

氯离子容易得到电子具有氧化性第一节

氯气及氯的化合物

二、氯气的性质及用途

用坩埚钳夹住一束铜丝，在酒精灯外焰上加热至红热，立即放入盛有氯气的集气瓶中，观察实验现象；反应停止并冷却后，向集气瓶中加入适量蒸馏水，观察溶液颜色。

现象：铜在氯气中燃烧生成棕黄色烟及棕黄色粉末，该物质溶于水得到蓝色溶液，说明铜在氯气中燃烧生成氯化铜。

Cu+Cl2CuCl2

（二）氯气的化学性质

1.氯气与金属单质反应

实验探究第一节

氯气及氯的化合物

一、氯气的性质及用途

（二）氯气的化学性质

氯气的化学性质很活泼，能与多数金属单质直接化合，生成金属氯化物。2Na+Cl2

2NaCl

白烟

2Fe+3Cl2

2FeCl3

棕黄色烟

1.氯气与金属单质反应第一节

氯气及氯的化合物

一、氯气的性质及用途（二）氯气的化学性质

在上述反应中，氯气都得到了电子，说明氯气有比较强的得电子能力。

化学上，把在反应中得到电子的物质称为

；

把物质得到电子的能力称为

；

得到电子的性质称为

；

在上述反应中，氯气是

。氧化剂氧化能力氧化性氧化剂第一节

氯气及氯的化合物

二、氯气的性质及用途

（二）氯气的化学性质2.氯气与非金属反应

氯气与氢气的混和气体在光照或点燃条件下立即发生爆炸，并生成氯化氢。

纯净的氢气在氯气中安静的燃烧，发出苍白色火焰，生成氯化氢气体。

H2+Cl22HCl第一节

氯气及氯的化合物

二、氯气的性质及用途

（二）氯气的化学性质

在两个干燥的集气瓶中分别放入一小片干燥的红色布条

a和湿润的红色布条

b，

通入氯气，如下图所示，观察布条颜色的变化。3.氯气与水反应实验探究第一节

氯气及氯的化合物

二、氯气的性质及用途

（二）氯气的化学性质

现象：干燥的红色布条a不褪色，湿润的红色布条b褪色，说明Cl2没有漂白作用，氯水具有漂白作用。氯水中，Cl2和H2O反应，生成盐酸和次氯酸(HClO)，真正其漂白作用的是HClO。

3.氯气与水反应Cl2+H2O⇌HCl+HClO

第一节

氯气及氯的化合物

二、氯气的性质及用途

（二）氯气的化学性质

次氯酸（HClO）性质：1.强氧化性:杀菌消毒、漂白

2.不稳定性：

3.弱酸性：弱于碳酸3.氯气与水反应2HClO

2HCl+O2↑第一节

氯气及氯的化合物

二、氯气的性质及用途

（二）氯气的化学性质

请说出次氯酸（HClO）、亚氯酸（HClO2）、氯酸（HClO3）、高氯酸（HClO4）中氯元素的化合价？发现名称和氯的化合价之间的规律。交流讨论第一节

氯气及氯的化合物

二、氯气的性质及用途

（二）氯气的化学性质

Cl2+2NaOH

NaCl+NaClO+H2O

2Cl2+2Ca(OH)2

Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O

4.氯气与碱反应

次氯酸钠较稳定,是市售84消毒液的有效成分。84消毒液广泛用于宾馆、饭店等公共场所的消毒。

次氯酸钙与氯化钙的混合物称为漂白粉。次氯酸钙是漂白粉的有效成分。漂白粉可用于消毒饮用水、游泳池水等各类水源,还可用来漂白棉、麻、纸浆等。第一节

氯气及氯的化合物

二、氯气的性质及用途

（二）氯气的化学性质问题1：漂白粉或漂白液的漂白性强弱与溶液酸碱性有关。家庭使用漂白粉时，在空气中露置，可以产生较多的HClO，更好地发挥其漂白、消毒作用。为什么？请写出反应的化学方程式。4.氯气与碱反应问题2：根据以上所学知识，你认为购买和存放漂白粉时应注意哪些问题?问题解决第一节

氯气及氯的化合物

含氯消毒剂的使用

人们在生产和生活中常用含氯消毒剂进行杀菌消毒。84消毒液是一种以次氯酸钠为有效成分的含氯消毒剂，主要用于各种物体表面和环境等的消毒。漂白粉是一种以次氯酸钙为有效成分的含氯消毒剂，主要用于自来水、游泳池水、鱼塘水的杀菌消毒,还可用于棉、麻、纸浆等的漂白。二氧化氯泡腾片是一种新型含氯消毒剂，除用于一般的杀菌消毒外,还用于环保、灭藻、漂白、保鲜等。二氧化氯现已被世界卫生组织(WHO)列为A1级高效安全灭菌消毒剂。

化学与生活第一节

氯气及氯的化合物

三、氯化氢和盐酸

1.氯化氢(HCl)

无色、有刺激性气味的气体，密度比空气略大，极易溶于水。常温常压下，1体积水能溶解近500体积的氯化氢气体，其水溶液称为氢氯酸，俗称盐酸。2.盐酸

无色有刺激性气味的液体，具有酸的通性，能与活泼金属反应放出氢气。能与碱、碱性氧化物反应生成盐和水。第一节

氯气及氯的化合物

四、氯离子的检验

向3支试管中分别加入0.1mol/L稀盐酸、0.1mol/LNaCl溶液、0.1mol/LNa2CO3溶液；然后向3支试管中分别加入2~3滴0.1mol/LAgNO3溶液，观察现象；再向3支试管中分别加入数滴稀硝酸，观察沉淀是否溶解。

现象：前2支试管中均有AgCl白色沉淀生成，该沉淀不溶于稀硝酸。第3支试管中也有白色沉淀生成，但该沉淀能溶于稀硝酸。

实验探究第一节

氯气及氯的化合物

四、氯离子的检验AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3

AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3

2AgNO3+Na2CO3=Ag2CO3↓+2NaNO3Ag2CO3+2HNO3=2AgNO3+H2O+CO2↑

注意：检验氯离子时，加入稀硝酸可以避免其他离子的干扰。第一节

氯气及氯的化合物

四、氯离子的检验如何检验自来水中是否含有Cl-？问题解决第二节

硫及硫的化合物

一、硫的性质及用途【情境导学】

自然界和生活中，你知道的含硫物质有哪些？它们有哪些用途？第二节

硫及硫的化合物

一、硫的性质及用途

自然界中硫元素有游离态和化合态两种存在形式。火山迸发口(游离态)天然合硫矿石

(化合态)（一）硫的物理性质第二节

硫及硫的化合物

一、硫的性质及用途

硫是黄色或淡黄色的固体，俗称硫黄。单质硫质脆，易研成粉末，密度比水大，难溶于水，易溶于二硫化碳（CS2）。

（二）硫的化学性质第二节

硫及硫的化合物

一、硫的性质及用途

1.写出硫的原子结构示意图，说出其在元素周期表中的位置。

2.为什么在富含氧气的地表附近找到含硫化合物中，硫常常为+4价或

+6价，而氧为-2价？交流讨论（二）硫的化学性质第二节

硫及硫的化合物

一、硫的性质及用途

1.硫与金属单质反应

S+Fe

FeS

（黑色）

S+2CuCu2S（黑色）

硫粉与铁粉的反应（二）硫的化学性质第二节

硫及硫的化合物

一、硫的性质及用途2.硫与非金属单质反应

在燃烧匙里放少量硫，加热，直到发生燃烧，观察硫在空气里燃烧时发生的现象。然后把盛有燃着的硫的燃烧匙伸进充满氧气的集气瓶里，再观察硫在氧气里燃烧时发生的现象。比较硫在空气中和在氧气中燃烧有什么不同。

实验探究（二）硫的化学性质第二节

硫及硫的化合物

一、硫的性质及用途

2.硫与非金属单质反应

现象：①硫在空气中燃烧，发出微弱的淡蓝色火焰，有刺激性气味的气体产生，放出热量。

②硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，有刺激性气味的气体产生，放出热量。

S+O2

SO2

①硫在空气中燃烧

②硫在氧气中燃烧

（三）硫的用途第二节

硫及硫的化合物

一、硫的性质及用途

单质硫的用途很广，可用于制造硫酸、硫酸盐、硫化物，还可用于橡胶工业、造纸工业及制造锂硫电池、黑火药、焰火等。硫在农业上是重要的杀虫剂、杀菌剂,是合成含硫农药（如石硫合剂）的主要原料。

硫还可用于制备日常生活中常用的硫黄皂和硫软膏，用于杀菌保健和治疗皮肤病。

石硫合剂

锂硫电池（一）二氧化硫的物理性质第二节

硫及硫的化合物

二、二氧化硫的性质及用途②有刺激性气味、有毒③密度比空气大①无色气体物理性质④1体积水可以溶解约40体积的SO2

（二）二氧化硫的化学性质

用充有80mL二氧化硫的针筒吸入10mL蒸馏水，用橡皮塞堵住针筒的前端，振荡，观察针筒内气体体积的变化，然后用pH试纸测定二氧化硫水溶液的pH。

第二节

硫及硫的化合物

二、二氧化硫的性质及用途

1.二氧化硫具有酸性氧化物通性

现象：针筒内气体体积变小，pH试纸变红，说明SO2易溶于水，溶于水时部分与水反应生成了酸，水溶液呈酸性。

SO2+H2O=H2SO3实验探究

SO2+2NaOH=Na2SO3+H2OSO2+CaO=CaSO3

亚硫酸钙CaSO3可进一步被空气中氧气氧化为CaSO4，该反应可用于燃煤污染的治理，工业上叫做钙基固硫。第二节

硫及硫的化合物

二、二氧化硫的性质及用途

1.二氧化硫具有酸性氧化物通性

第二节

硫及硫的化合物

二、二氧化硫的性质及用途

2.二氧化硫具有氧化性和还原性

反应中，二氧化硫中+4价的硫被氧化成+6价，二氧化硫具有还原性。

（2）2SO2+O22SO3

（3）将二氧化硫气体通入酸性高锰酸钾溶液，二氧化硫可以被高锰酸钾氧化，使高锰酸钾溶液褪色。二氧化硫也具有还原性。

（1）

SO2+2H2S=3S↓+2H2O

将二氧化硫通入硫化氢的水溶液中，生成黄色沉淀。

此反应中，二氧化硫中+4价的硫被还原成0价，二氧化硫具有氧化性。

第二节

硫及硫的化合物

二、二氧化硫的性质及用途3.二氧化硫具有漂白性

向试管中加入5mL水和数滴品红溶液，再通入SO2气体，观察溶液是否褪色；然后加热试管，观察加热前后溶液颜色的变化。

现象：SO2能漂白某些有色物质（如品红），而加热后又恢复原来的颜色。这是因为SO2能与某些有色物质发生化合反应，生成无色物质，但这些无色物质不稳定，受热条件下会分解而恢复原来的颜色。实验探究

第二节

硫及硫的化合物

二、二氧化硫的性质及用途

葡萄酒中的二氧化硫

食品中添加适量的二氧化硫可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用。例如，在葡萄酒酿制过程中，葡萄汁中某些细菌的繁殖会影响发酵，添加适量的二氧化硫可以起到杀菌的作用。二氧化硫又是一种抗氧化剂，能防止葡萄酒中的一些成分被氧化，起到保质作用，并有助于保持葡萄酒的天然果香味。

尽管二氧化硫在葡萄酒、蜜饯、干果、食糖等食品的加工中起着防止氧化褐变或微生物污染以延长保质期的作用，但如果使用不当就有可能造成食品中二氧化硫的残留量超标，从而对人体健康造成不利影响。为保证消费者身体健康,我国在《食品安全国家标准:食品添加剂使用标准》(GB2760—2014)中规定了二氧化硫在食品中的使用范围和最大使用量，如二氧化硫用于葡萄酒的最大使用量为0.25g/L。化学与生活第二节

硫及硫的化合物

三、硫酸的性质及用途

纯硫酸(H2SO4)是一种无色黏稠的油状液体，沸点高，难挥发，密度比水大，易溶于水，可与水以任意比例混溶，溶解时放出大量的热。市售浓硫酸的质量分数为98.3%，密度为1.84kg/L。（一）稀硫酸的性质

Zn+H2SO4

=ZnSO4+H2↑

H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O

H2SO4+ZnO=ZnSO4+H2O

H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+CO2↑+H2O第二节

硫及硫的化合物

三、硫酸的性质及用途

你知道浓硫酸与稀硫酸在性质方面有哪些差异吗?交流讨论(二)浓硫酸的性质第二节

硫及硫的化合物

三、硫酸的性质及用途1.浓硫酸的吸水性

向表面皿中加入少量胆矾，再加入约3mL浓硫酸，搅拌，观察实验现象。

现象：加入浓硫酸后，胆矾晶体表面由蓝色变为白色，说明胆矾中的结晶水被浓硫酸吸收而变为无水硫酸铜。实验表明，浓硫酸具有吸水性。实验探究(二)浓硫酸的性质第二节

硫及硫的化合物

三、硫酸的性质及用途

1.吸水性

向表面皿中加入少量胆矾，再加入约3mL浓硫酸，搅拌，观察实验现象。

现象：加入浓硫酸后，胆矾晶体表面由蓝色变为白色，说明胆矾中的结晶水被浓硫酸吸收而变为无水硫酸铜。

浓硫酸的吸水性既包括吸收结晶水，也包括吸收游离的水。将浓硫酸置于潮湿空气中，浓硫酸的质量会增加，浓度会下降。实验探究(二)浓硫酸的性质第二节

硫及硫的化合物

三、硫酸的性质及用途

2.脱水性

取2g蔗糖（C12H22O11）放入大试管中，加2~3滴水，再加入约3mL浓硫酸，迅速搅拌，然后塞紧带玻璃导管的橡皮塞，将玻璃导管的另一端插入盛有氢氧化钠溶液的烧杯中进行尾气处理。观察实验现象。

实验探究

现象：加入浓硫酸后，蔗糖迅速变成黄色，接着变成褐色，最后完全变成黑色。实验现象表明：浓硫酸具有脱水性。(二)浓硫酸的性质第二节

硫及硫的化合物

三、硫酸的性质及用途

注意：如果不慎将多量浓硫酸沾到皮肤上时，应立即就近取材用纤维等物品擦拭多余浓硫酸，用大量水冲洗，然后再涂上稀碳酸氢钠溶液。少量浓硫酸沾到皮肤上时，直接用大量水冲洗。2.脱水性

浓硫酸的吸水性和脱水性有什么区别？

问题解决(二)浓硫酸的性质第二节

硫及硫的化合物

三、硫酸的性质及用途3.强氧化性

将一小片铜片放入试管中,然后加入2mL浓硫酸,用如下图所示的实验装置进行实验,观察实验现象。

(二)浓硫酸的性质

实验探究

现象：在加热的条件下，浓硫酸与铜

反应，生成硫酸铜、二氧化硫和水。Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O第二节

硫及硫的化合物

三、硫酸的性质及用途3.强氧化性

金属铁、铝遇到冷的浓硫酸会发生“钝化”。

浓硫酸还可以与一些非金属反应。

C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O在高浓度、强酸性条件中，浓硫酸中+6价的硫表现出强氧化性。

(二)浓硫酸的性质第二节

硫及硫的化合物

三、硫酸的性质及用途3.强氧化性

实验室用金属与酸反应制取氢气时，为什么只能用稀硫酸，而不能用浓硫酸？

问题解决(二)浓硫酸的性质硫酸的工业生产工业制备硫酸主要采用接触法，以硫铁矿或硫黄等原料生产硫酸。以硫铁矿生产硫酸为例，硫铁矿的主要成分为FeS2

，经粉碎后投入沸腾炉中，和同时通入的空气在高温条件下充分反应生成SO2

；在接触室中，SO2在加热和催化剂作用下进一步被氧化为SO3

；在吸收塔中，SO3被98.3%的浓硫酸吸收成为发烟硫酸；最后将发烟硫酸再稀释成不同浓度的工业产品。第二节

硫及硫的化合物

三、硫酸的性质及用途

拓展延伸硫酸的工业生产上述生产过程中相关反应的化学方程式如下:第二节

硫及硫的化合物

三、硫酸的性质及用途

拓展延伸

硫酸工业主要设备与流程4FeS2+11O2

2Fe2O3+8SO2↑高温

2SO2+O22SO3SO3+H2O

2SO3

第二节

硫及硫的化合物

四、几种常见硫酸盐及其用途

1.硫酸钙自然界中的硫酸钙以石膏矿的形式存在，常见的有CaSO4·2H2O，俗称石膏或生石膏；CaSO4·H2O，俗称熟石膏。2.硫酸钡天然的硫酸钡称为重晶石，它是制备其他钡盐的重要原料。3.硫酸亚铁硫酸亚铁的结晶水合物俗称绿矾，其化学式为FeSO4·7H2O。第二节

硫及硫的化合物

五、硫酸根离子的检验

向3支试管中分别加入0.1mol/L稀H2SO4、0.1mol/LNa2SO4溶液1mL和0.1mol/LNa2CO3溶液，各加入2～3滴0.1mol/LBaCl2溶液，观察现象；再分别向3支试管中加入数滴稀盐酸，观察沉淀是否溶解。

实验探究

现象：前2支试管中均有BaSO4白色沉淀生成，该沉淀不溶于稀盐酸。第3

支试管中也有白色沉淀生成，但该沉淀能溶于稀盐酸。第二节

硫及硫的化合物

五、硫酸根离子的检验

BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HClBaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaClBaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaClBaCO3+2HCl=BaCl2+CO2↑+H2O

注意：检验SO42-时，加入稀盐酸可以避免其他离子的干扰。

实验探究第二节

硫及硫的化合物

五、硫酸根离子的检验

如何用化学方法检验粗盐中的硫酸根离子?

问题解决第二节

硫及硫的化合物

五、硫酸根离子的检验

酸雨及其治理

酸雨，指pH小于5.6的雨雪或其他形式的降水。雨、雪等在形成和降落过程中，吸收并溶解了空气中的二氧化硫、氮氧化合物等物质，形成了pH低于5.6的酸性降水。酸雨主要是人为地向大气中排放大量酸性物质所造成的。20世纪80年代前后，我国经济进入发展起步阶段，生活改善和工业、电力发展都需要大量燃煤，高含硫量煤的燃烧使我国出现的酸雨主要是硫酸型酸雨。酸雨流入江河湖泊，导致鱼类难以生存，影响水生生物的繁殖。酸雨渗透到土壤中，使土壤中钙、镁、磷等营养元素溶出而流失，导致土壤肥力下降，植被遭到破坏,危害农作物生长。酸雨还能加快桥梁、雕塑等建筑物的腐蚀，许多文物古迹因此遭到严重破坏。酸雨使水体金属离子含量升高，对人体健康产生威胁。

化学与环境第二节

硫及硫的化合物

五、硫酸根离子的检验

酸雨及其治理

在空气中，二氧化硫可以被氧化为三氧化硫并进一步和水反应，形成硫酸型酸雨。治理酸雨，关键在于减少二氧化硫、氮氧化合物等酸性气体物质的排放。近年来，我国生态环境保护取得了辉煌成就，酸雨基本消失，初步实现了天更蓝、山更绿、水更清的目标。环境治理必须秉持系统治理观念，从生态系统整体性出发，推进山水林田湖草沙一体化保护和修复，更加注重综合治理、系统治理、源头治理。治理酸雨对我国可持续发展有着重大意义。

化学与环境图3被酸雨腐蚀的河流图1工厂排放二氧化硫图2被酸雨破坏的森林第三节

氮气及氮的化合物

一、氮气

氮元素既有游离态又有化合态，它以双原子分子(N2)存在于大气中，约占空气总体积的78%。氮是生命物质中的重要组成元素，是构成蛋白质和核酸不可缺少的元素，是农作物生长所必需的元素。充足的氮肥使植物枝叶茂盛，叶片增大，光合作用增强，促进氨基酸和蛋白质的形成，从而提高农作物的产量和质量。

（一）氮元素的存在图1氮肥促进植物生长图2氮肥提高农作物产量第三节

氮气及氮的化合物

一、氮气

氮气分子很稳定。因为氮气分子是由两个氮原子通过共用三对电子

结合而成。

氮的原子结构示意图为：

氮元素位于元素周期表第二周期、第VA族（二）氮气的结构与化学性质1.氮气的结构与稳定性

在通常状况下,氮气与大多数物质很难发生化学反应。︰N︙︙N︰N≡N第三节

氮气及氮的化合物

一、氮气

2.氮气的化学性质

在高温或放电等特殊条件下，氮气分子获得了足够多的能量，也能与一些非金属或金属单质发生反应，生成含氮化合物。

氮气是合成氨、制硝酸的原料；因性质稳定,氮气也可作焊接金属时的保护气,以及保存粮食、水果等食品的保护；氮气还可用作冷冻剂。氮气在工农业生产、国防和生命科学研究等领域都有重要的用途。

（二）氮气的结构与化学性质N2

+O2

2NON2+3H2

2NH3N2

+3Mg

Mg3N2第三节

氮气及氮的化合物

二、一氧化氮与二氧化氮

NO是无色无味的气体，微溶于水。NO有毒，结合血红蛋白的能力比CO强。NO很容易被空气中的氧气氧化成NO2。2NO+O2

=2NO2

NO2是红棕色、有刺激性气味的气体，有毒，密度比空气大，易溶于水，易液化。二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮。3NO2+H2O=2HNO3+NO氮的固定

将空气中游离态的氮转化成含氮化合物叫作氮的固定，简称固氮。氮的固定主要有自然固氮和人工固氮两种方式。

自然固氮的途径主要有生物固氮和高能固氮两种。人工固氮即合成氨。德国化学家哈伯和博施等经历了无数次的失败，通过不懈努力，最终用锇催化剂在1.75×107

Pa、550℃的条件下以氮气和氢气为原料，得到了浓度为8%的氨，为合成氨的工业化奠定了基础。此后，他们又经过数千次实验的尝试，改变反应条件，并寻找到廉价易得的多种含铁化合物组成的催化剂，于1913年建成了世界上第一座合成氨厂。第三节

氮气及氮的化合物

二、一氧化氮与二氧化氮

拓展延伸氮的固定

合成氨的原料是氮气和氢气，在较高温度下将混合气体加压后送到合成塔中进行反应。反应的化学方程式如下：

氨是重要的基础工业原料，大量用于制备尿素和氮肥等农用化肥。现代合成氨工业在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题，是化学和技术对社会发展与进步做出的巨大贡献。

生物固氮

高能固氮现代的合成氨工厂第三节

氮气及氮的化合物

二、一氧化氮与二氧化氮

拓展延伸N2+3H2

2NH3（一）氨气的物理性质第三节

氮气及氮的化合物

三、氨气2.有刺激性气味3.密度比空气小4.易液化液氨，液氨常用作制冷剂

1.无色气体5.氨气极易溶于水，常温下1体积水能溶解700体积氨气第三节

氮气及氮的化合物

三、氨气

(二)氨气的化学性质

1.氨气与水反应

在干燥的烧瓶内充满氨气，塞上带有玻璃管和胶头滴管(预先吸入少量水)的胶塞。烧杯中盛有250mL蒸馏水，再滴加2～3滴酚酞试液。打开橡皮管上的止水夹，挤压胶头滴管，观察现象。

氨气的喷泉实验

现象：氨气极易溶于水，在烧瓶内产生负压，形成“喷泉”，生成的氨水具有碱性，能使酚酞显红色。

实验探究第三节

氮气及氮的化合物

三、氨气

氨水中的氨分子大部分与水分子结合成一水合氨(NH3·H2O)，一水合氨可部分解离：NH3+H2O⇌

NH3·H2O⇌

NH4+

+OH-

一水合氨很不稳定，会分解为氨气和水，受热时，NH3·H2O的分解会更加完全。

NH3·H2ONH3↑

+H2O

(二)氨气的化学性质

1.氨气与水反应第三节

氮气及氮的化合物

三、氨气

(二)氨气的化学性质2.与酸反应

取2个棉花球，分别沾上数滴浓氨水和浓盐酸，相互隔开并放入同一只烧杯中，用表面皿盖住烧杯口，观察现象。

现象：浓氨水挥发的氨气和浓盐酸挥发的氯化氢气体相遇，生成铵盐，产生白烟。

NH3+HCl=NH4Cl

实验探究

(二)氨气的化学性质

2.与酸反应

氨气与酸反应，生成铵盐。

NH3+HNO3

NH4NO32NH3+H2SO4

(NH4)2SO4第三节

氮气及氮的化合物

三、氨气

(二)氨气的化学性质第三节

氮气及氮的化合物

三、氨气

3.氨气与氧气反应

氨具有还原性，在加热和有催化剂(如铂)的条件下，能被氧气氧化生成一氧化氮和水。氨的催化氧化是工业制硝酸的基础。

4NH3+5O2

4NO+6H2O第三节

氮气及氮的化合物

四、铵盐

1.铵盐受热易分解

氯化铵固体受热分解生成气体，气体遇冷又重新结合成氯化铵固体。

NH4ClNH3↑+HCl↑NH3+HClNH4Cl

碳酸氢铵受热后固体逐渐减少至消失，试管内壁出现水珠，水珠中溶有氨气，能使红色石蕊试纸变蓝。

NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑第三节

氮气及氮的化合物

四、铵盐

2.铵盐与强碱共热放出氨气

将少量氯化铵与少量氢氧化钙固体混合后放入试管中，在酒精灯火焰上微热，用湿润的红色石蕊试纸检验反应中产生的气体。

现象：加热氯化铵和氢氧化钙的混合物，有氨气生成，氨气能使湿润的红色石蕊试纸会变蓝，同时能闻到刺激性气味。

2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑

实验探究第三节

氮气及氮的化合物

四、铵盐

实验发现，把少量硫酸铵放在研钵中，再加入一些熟石灰，用研棒混合研

磨，慢慢可以闻到刺激性气味，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。请用化

学方程式解释产生上述实验现象的原因。

问题解决第三节

氮气及氮的化合物

五、硝酸

纯硝酸是一种无色、易挥发、具有刺激性气味的液体，沸点为83℃，密度为1.42kg/L。常用的浓HNO3

质量分数为69%，能跟水以任意比互溶，打开盛浓硝酸的

试剂瓶盖，有白雾产生。

质量分数为98％以上的浓硝酸挥发出来的HNO3蒸气遇空气中的水蒸气形成极微小的硝酸液滴而产生酸雾。因此，质量分数为98％以上的浓硝酸通常叫做“发烟硝酸”。

（一）硝酸的物理性质（二）硝酸的化学性质第三节

氮气及氮的化合物

五、硝酸

2.不稳定性

硝酸不稳定，在常温下受热或见光会发生分解，生成红棕色的NO2。

4HNO3

4NO2↑+O2↑+2H2O

市售浓硝酸为什么略显黄色?

市售浓硝酸的质量分数约为69%，常因溶有少量NO2而略显黄色。

1.酸性

硝酸具有酸的通性，可以与碱性氧化物、碱、某些盐反应。

交流讨论

加热或光照（二）硝酸的化学性质3.强氧化性

向两支具支试管中分别加入2mL浓硝酸和稀硝酸，用嵌入铜丝的橡胶塞塞住试管口，使铜丝与硝酸接触，用氢氧化钠溶液吸收反应中产生的气体，观察比较实验现象。向上拉铜丝，终止反应。

实验探究第三节

氮气及氮的化合物

五、硝酸（二）硝酸的化学性质3.强氧化性

现象：铜与浓硝酸反应生成红棕色NO2气体，溶液成绿色（Cu2+在浓硝酸中的颜色）；铜与稀硝酸反应生成无色NO气体，溶液成蓝色，生成的NO气体在和氧气接触后转化为红棕色NO2。Cu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

第三节

氮气及氮的化合物

五、硝酸

（二）硝酸的化学性质

3.强氧化性

能不能用硝酸和活泼金属反应制取H2？

无论稀硝酸还是浓硝酸，都具有强氧化性，硝酸中+5价的氮被还原，不生成H2。

浓硝酸在加热的条件下，还能与木炭等非金属单质发生氧化还原反应。C+4HNO3（浓）

CO2↑+4NO2↑+2H2O

硝酸是一种重要的化工原料，常用来制造氮肥、染料、塑料、炸药、硝酸盐等。

讨论交流第三节

氮气及氮的化合物

五、硝酸亚硝酸和亚硝酸盐

亚硝酸（HNO2）是一种弱酸，易分解2HNO2NO2+NO+H2O，化学性质活泼。亚硝酸盐比亚硝酸稳定，可用于印染、漂白、水质监测等行业。临床上，亚硝酸钠注射液可用作氰化物解毒剂。亚硝酸钠有毒，可将红细胞中亚铁血红蛋白氧化成高铁血红蛋白，从而使其失去携氧能力，造成组织缺氧。亚硝酸钠曾用作食品添加剂，但用量受到严格的限制。

拓展延伸第三节

氮气及氮的化合物

五、硝酸第四节

氧化还原反应

【情境导学】我们在初中已经学习了与铜有关的化学反应，相关实验如下图所示。这些化学反应中，哪些属于氧化反应或还原反应?第四节

氧化还原反应

一、氧化还原反应

1.氧化还原反应的概念和特征Cu+O2CuO△失去氧，被还原得到氧，被氧化CuO+H2Cu+H2O△失去氧，被还原得到氧，被氧化利用初中学过的化学知识，小组合作，从得氧失氧角度分析反应a和反应b。

讨论交流第四节

氧化还原反应

一、氧化还原反应

1.氧化还原反应的概念和特征CuOCu还原反应H2H2O氧化反应

失氧得氧像氢气与氧化铜的反应，就称为氧化还原反应。

第二节

氧化还原反应

一、氧化还原反应

1.氧化还原反应的概念和特征

标出反应a和反应b中各种元素的化合价，小组讨论：反应前后元素化合价发生了怎样的变化？

化合价升高化合价降低CuOCu还原反应H2H2O

氧化反应

失氧得氧+200+1总结反应b

氧化还原反应中有元素化合价变化

交流讨论第四节

氧化还原反应

一、氧化还原反应

1.氧化还原反应的概念和特征

反应b和c中，如果从元素的化合价变化角度分析，铜的化合价的变化有无共同点？两个反应有无相似之处？反应b和c中，铜的化合价均发生了+2→0的变化，铜均从Cu2+还原为单质铜。

交流讨论第四节

氧化还原反应

一、氧化还原反应

1.氧化还原反应的概念和特征有元素化合价升降的反应就是氧化还原反应。化合价升高的反应称为氧化反应。化合价降低的反应称为还原反应。特别提示：氧化还原反应不一定有氧的参与。所以从得氧、失氧的角度来分析氧化还原反应有其局限性。第四节

氧化还原反应

一、氧化还原反应

1.氧化还原反应的概念和特征

氧化还原反应的特征：1.氧化还原反应中元素化合价为什么会发生变化呢？2.氧化还原反应本质是什么？反应前后元素的化合价有变化。

交流