高中化學《氮的循環(huán)》課件 魯科版必修1

1、化學：氮的循環(huán)課件PPT（魯科版必修1）氮的循環(huán)氮的循環(huán)知識回顧知識回顧1.碳在自然界中的存在形態(tài)？碳在自然界中的存在形態(tài)？ 2.碳酸鈉、碳酸氫鈉有哪些化學性碳酸鈉、碳酸氫鈉有哪些化學性質質?聯(lián)想聯(lián)想質疑質疑閃電閃電時空氣中會發(fā)閃電時空氣中會發(fā)生哪些化學反應？生哪些化學反應？產生了哪些物質產生了哪些物質?這些反應和生成的這些反應和生成的物質對人類的生產物質對人類的生產和生活有什么意義？和生活有什么意義？一、氮在自然界中的循環(huán)一、氮在自然界中的循環(huán)二、氮循環(huán)中重要物質及其變化二、氮循環(huán)中重要物質及其變化1.氮氣與氮的固定氮氣與氮的固定 N2分子中分子中,兩兩個氮原子之個氮原子之間共用三對間共用三

2、對電子電子,使每使每個原子都達個原子都達到穩(wěn)定結構到穩(wěn)定結構常溫下性質穩(wěn)定常溫下性質穩(wěn)定高溫高壓催化劑，放電高溫高壓催化劑，放電氮的化合物氮的化合物在雷電交加的雨天N2+O2 2NO (NO是有毒、無色、難溶入水是有毒、無色、難溶入水) 2NO+O2 = 2NO2 （NO2是有毒、紅棕色、與水反應）是有毒、紅棕色、與水反應）3NO2+H2O = 2HNO3+NO放電NO與與NO2的比較的比較NONO2物理物理性質性質化學化學性質性質無色有刺激性氣味氣體無色有刺激性氣味氣體難溶于水，難溶于水，劇毒！劇毒！紅棕色有刺激性氣味紅棕色有刺激性氣味氣體，能溶于水，氣體，能溶于水，劇毒！劇毒！2NO+O2

3、=2NO23NO2+H2O= 2HNO3+NO在高溫、高壓和有催化劑 N2+3H2 2NH3 （可逆反應）（可逆反應） 游離態(tài)游離態(tài)化合態(tài)化合態(tài)氮的固定氮的固定放電放電如：如：N2+O2 2NO N2+3H2 2NH3 小結小結: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討論與交流討論與交流1 1. .現(xiàn)給你一試管二氧化氮，其它藥品和現(xiàn)給你一試管二氧化氮，其它藥品和儀器自選，根據前面所學的反應，請你設計儀器自選，根據前面所學的反應，請你設計實驗，要求盡可能多的使二氧化氮被水吸收。實驗，要求盡可能多的使二氧化氮被水吸收。2 2. .你的設計對工業(yè)上生產硝酸有什么啟示？你的

4、設計對工業(yè)上生產硝酸有什么啟示？充分利用原料，減少污染物的排放充分利用原料，減少污染物的排放4NO2+O2+2H2O= 4HNO3課堂練習課堂練習1.在一燒瓶中將在一燒瓶中將NO2和和O2以以4:1的體積比（標的體積比（標準狀況）混合準狀況）混合,倒置于足量水中充分反應后所得倒置于足量水中充分反應后所得溶液的物質的量濃度為溶液的物質的量濃度為 mol/L2.將將12mlNO2和和O2的混合氣體通入足量的水的混合氣體通入足量的水中，充分反應后余氣中，充分反應后余氣2ml（氣體均在相同狀態(tài)氣體均在相同狀態(tài)下測定）求原各氣體的體積。下測定）求原各氣體的體積。0.036NO2 8ml、O2 4ml或或

5、NO2 10.8ml、O2 1.2ml2.氨與銨態(tài)氮肥氨與銨態(tài)氮肥觀察與思考觀察與思考實驗實驗實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象結論結論NH3的的噴泉實驗噴泉實驗NH3與與HCl的反應的反應形成紅色噴泉形成紅色噴泉產生大量白煙產生大量白煙氨氣極易溶于水氨氣極易溶于水生成生成NH4Cl固體固體思考：思考：1.氨溶解于水僅是簡單的溶解過程嗎氨溶解于水僅是簡單的溶解過程嗎?噴噴泉呈現(xiàn)紅色說明了什么泉呈現(xiàn)紅色說明了什么?2.實驗實驗2中的現(xiàn)象為什么會發(fā)生中的現(xiàn)象為什么會發(fā)生?這個實這個實驗說明濃氨水和濃鹽酸各具有什么性質驗說明濃氨水和濃鹽酸各具有什么性質?3.氨中氮元素的化合價是氨中氮元素的化合價是-3價，請從化合價，

6、請從化合價的角度分析，氨還可能具有什么性質？價的角度分析，氨還可能具有什么性質？它可能與哪些物質發(fā)生反應？它可能與哪些物質發(fā)生反應？（1）氨的性質）氨的性質物理性質：物理性質： 沒有顏色、有刺激性氣味的氣沒有顏色、有刺激性氣味的氣 體；體；在標準狀況下，密度為在標準狀況下，密度為0.771gL-1，比空氣輕；極易溶于水且能快速溶比空氣輕；極易溶于水且能快速溶解，在常溫、常壓下解，在常溫、常壓下1體積水能溶解體積水能溶解約約700體積的氨氣。體積的氨氣。化化學性質學性質a.氨跟水反應氨跟水反應顯弱堿性顯弱堿性NH 3H 2O =NH3 +H2O 一水合氨很不穩(wěn)定一水合氨很不穩(wěn)定 NH 3+H2O

7、 NH 3H 2O NH 3H 2O NH4 +OH- 氨水能使酚酞溶液變紅氨水能使酚酞溶液變紅b.b.氨跟酸的反應氨跟酸的反應 NH3+HCl=NH4Cl （白煙）白煙）NH3+HNO3=NH4NO3 （白煙）白煙） 與揮發(fā)性的酸反應有白煙與揮發(fā)性的酸反應有白煙2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 這個反應叫做氨的催化氧化，這個反應叫做氨的催化氧化，它是工業(yè)上制硝酸的基礎它是工業(yè)上制硝酸的基礎. 高溫高溫 4NH3+5O2= 4NO+6H2O 催化劑催化劑-3-3 +2 +2c.NHc.NH3 3具有還原性具有還原性 -3-3種類種類化學式化學式含氮量含氮量性性 狀狀銨銨態(tài)態(tài)氮氮肥肥有機

8、有機氮肥氮肥氮氮肥肥NH4HCO317.7%白色結晶，吸濕性很白色結晶，吸濕性很強，易潮解，溶于水，弱堿性強，易潮解，溶于水，弱堿性NH4Cl26.2%白色或淡黃色結晶，有白色或淡黃色結晶，有吸濕性，溶于水，酸性吸濕性，溶于水，酸性.35%NH4NO3（NH4)2SO4CO(NH2)2 21.2%46.7%白色結晶，易潮解，結硬塊，白色結晶，易潮解，結硬塊，溶于水，微酸性溶于水，微酸性.白色粒狀結晶，吸濕性不白色粒狀結晶，吸濕性不大，不易結塊大，不易結塊白色或淺黃色針狀結晶或白色或淺黃色針狀結晶或小顆粒，溶于水，中性小顆粒，溶于水，中性觀察與思考觀察與思考實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象結論及化學方程式結論及

9、化學方程式物理物理性質性質加熱加熱與堿反與堿反應應都是晶體，都易溶于水都是晶體，都易溶于水 NH4Cl = NH3 + HCl NH4HCO3 = NH3+CO2 +H2O產生氨氣產生氨氣NH4+ +OH-= NH3 + H2O 檢驗檢驗NH4+的方法！的方法！產生使?jié)駶櫘a生使?jié)駶櫟募t色石蕊的紅色石蕊試紙變藍的試紙變藍的氣體氣體（2）銨鹽的性質）銨鹽的性質思考思考1.從離子反應的角度認識銨鹽與堿從離子反應的角度認識銨鹽與堿溶液的反應。溶液的反應。2.應當怎樣合理地儲存和施用銨態(tài)應當怎樣合理地儲存和施用銨態(tài)氮肥氮肥?銨鹽的性質銨鹽的性質a.受熱易分解：受熱易分解：NH4Cl NH3 +HCl N

10、H4HCO3 NH3 +CO2 +H2Ob.與堿溶液反應：與堿溶液反應： NH4+OH- NH3 +H2O NH4+OH- = NH3.H2O氨的實驗室制法氨的實驗室制法 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. 裝置裝置c.收集方法收集方法：d.檢驗方法檢驗方法：與實驗室加熱高錳酸鉀制與實驗室加熱高錳酸鉀制O2 的的裝置相同裝置相同向下排空氣法向下排空氣法濕潤紅色石蕊試紙濕潤紅色石蕊試紙 3.硝酸及其應用硝酸及其應用觀察與思考：觀察與思考：觀察實驗觀察實驗1、2、3；思考思

11、考:1.通過實驗探究，你對硝酸通過實驗探究，你對硝酸 的氧化的氧化性有了哪些認識？性有了哪些認識？ 2.濃硝酸通常保存在棕色試劑瓶里濃硝酸通常保存在棕色試劑瓶里,這是這是為什么為什么?3.硝酸具有哪些物理性質和化學性質硝酸具有哪些物理性質和化學性質?3.3.硝酸及其應用硝酸及其應用 （1）物理性質）物理性質 純硝酸是無色、易揮發(fā)、有刺激性氣純硝酸是無色、易揮發(fā)、有刺激性氣味的液體。味的液體。 硝酸能以任意比溶解于水。硝酸能以任意比溶解于水。 質量分數為質量分數為69%的硝酸為濃硝酸的硝酸為濃硝酸；質質量分數為量分數為98%以上的硝酸為發(fā)煙硝酸。以上的硝酸為發(fā)煙硝酸。（2）硝酸的化學性質）硝酸的

12、化學性質 具有酸的通性具有酸的通性不穩(wěn)定性不穩(wěn)定性具有強具有強氧化性氧化性go 具有酸的通性具有酸的通性 使紫色的石蕊試液變紅使紫色的石蕊試液變紅 與某些金屬氧化物起反應與某些金屬氧化物起反應 與某些鹽起反應與某些鹽起反應 與堿起反應與堿起反應 2HNO3+CuO=Cu(NO3)2+H2O2HNO3 +CaCO3=Ca(NO3)2 +CO2+ H2OHNO3+NaOH=NaNO3+H2O返回返回 4 HNO3 = 2H2O+4NO2 +O2 受熱或見光受熱或見光硝酸的不穩(wěn)定性硝酸的不穩(wěn)定性思考思考：濃硝酸為什么常呈黃色？濃硝酸為什么常呈黃色？如何保存硝酸？如何保存硝酸？陰涼、避光（棕色試劑瓶）陰涼、避光（棕色試劑瓶）硝酸分解發(fā)出的二氧化氮氣體溶于硝酸硝酸分解發(fā)出的二氧化氮氣體溶于硝酸而使硝酸呈黃色而使硝酸呈黃色返回返回氧化性氧化性（HNO3）+5硝酸與大部分的金屬能反應硝酸與大部分的金屬能反應硝酸與許多的非金屬能反應硝酸與許多的非金屬能反應3Cu +8HNO3(?。┫。?3Cu(NO3)2+2NO +4H2OCu +4HNO3(濃）濃）=Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O