高一化学氮的循环.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,普通高中课程标准试验教科书 化学1（必修）,第三章,第二节 氮循环,第一课时,第1页,学习目标,1,我要了解氮固定方法,2,我要掌握氮气性质,3,我要掌握,N0 N0,2,性质，及相关计算,第2页,联想质疑,闪电时空气中会发生哪些化学反应？,这些反应和生成物质对人类生产生活有什么影响,？,N,2,+O,2,=,2,NO,2N0+O,2,=,2,NO,2,4,NO,2,+O,2,+2H,2,O=,4,HNO,3,闪电,第3页,一、氮在自然界中循环,第4页,二、氮循环中主要物质及其改变,1、氮气与氮固定,N,2,分子中两个,氮原子共用,三对电子，,结构尤其稳定,常温下性质稳定,高温高压催化剂，放电,氮化合物,氮气，常况下是一个无色无味气体，且通,常无毒。氮气占空气总量,78%,（,体积分数,），,密度和空气靠近，常温下为气体，难溶于水。,第5页,游离态,化合态,氮固定,放电,如：,N,2,+O,2,2,NO,N,2,+3H,2,2NH,3,概括整合,人工固氮,生物固氮,高能固氮,自然固氮,氮固定,第6页,阅读书本76页,总结,NO,和,NO,2,物理性质和化学性质,第7页,第8页,NO,与,NO,2,比较,NO,NO,2,物理,性质,化学,性质,无色无味气体,难溶于水，,剧毒！,红棕色有刺激性气味,气体，能溶于水，,剧毒！,2,NO+O,2,=2NO,2,3,NO,2,+H,2,O=,2,HNO,3,+NO,0.005,mol30g/mol+0.045mol46g/mol,0.05,mol,=44.4,g/mol,M,1,=,（体积比）,13,8,依题意：,3/2,x+y/2=0.03mol,依题意：,y/2+z=0.03mol,解得：,y=0.04mol,0.004,mol46g/mol+0.01mol92g/mol,0.05,mol,=55.2,g/mol,M,2,=,转换机智在化学计算中应用,左香华,（广东省深圳市宝安区教研室，,广东深圳,518101,）,转换机智是人们在处理问题过程中，利用知识之间相互联络，把题目中已知条件或所求问题转换成自已熟悉便于了解，且又易作出判断等价形式思维过程。转换特征是“等价”，转换目标是便于处理原问题。,一、利用极限思维观点将三组份体系转化为两组份体系,【例,1,】,0.03,mol,铜完全溶于硝酸，产生氮氧化物（,NO,、,NO,2,、,N,2,O,4,）,混合气体共,0.05,mol,。,该混合气体平均相对分子质量可能是（,年上海市高考题）,（,A,）,30,（,B,）,46,（,C,）,50,（,D,）,66,【,解析】：设生成气体产物中,NO,、,NO,2,、,N,2,O,4,物质量分别为,x,、,y,、,z,按极限思维观点，将三组分体系转化为二组分体系。,若气体产物中只生成,NO,、,NO,2,混合物。,则由,3,Cu,2NO Cu,2NO,2,3 2 1 2,3/2x,x,y/2,y,x +y =0.05mol,解得：,x=0.005mol,y=0.045mol,若气体产物中只生成,NO,2,、,N,2,O,4,混合物,则由,Cu,2NO,2,Cu,N,2,O,4,y/2 y z z,y+z=0.05mol,z=0.01mol,M,1,M,M,2,，,即,44.4,M,55.2,。,故答案为（,B,）（,C,）。,评述,：按平均值法思想，似乎所求答案在,30,（最小相对分子质量）和,92,（最大相对分子质量）之间，但需注意到此处给定了铜和气体物质量，须进行半定量计算进行判断。这里半定量计算中洋溢着一个转换思想，同时也渗透了平均值法思想，它是一个高层次平均值法思想表达。,二、利用一些物质特殊属性（如相对分子质量、组成、特殊性质等）将三组份体系转化为两组份体系,【例,2,】,由,CO,2,、,H,2,和,CO,组成混合气体同温同压下与氮气密度相同。该混合气体中,CO,2,、,H,2,和,CO,体积比为（,1999,年上海市高考题）,（,A,）,29,：,8,：,13,（,B,）,22,：,1,：,14,（,C,）,13,：,8,：,29,（,D,）,26,：,16,：,57,【,解析】,M,（,CO,）,=M,（,N,2,）,=28,（,特殊值）,CO,可为任意体积。原问题转换为,CO,2,和,H,2,体积比求算，由十字交叉法可知：,CO,2,44,26,28,H,2,2 16,即,V,（,CO,2,）：,V,（,H,2,）,=26,：,16=13,：,8,观察备选答案可知，答案为（,C,）（,D,）。,评述：,抓住一些物质特殊性质将原问题适当转换，从而使原问题得以简化。这种转换是从一突破口开始进行，因而找准解题突破口或题眼至关主要。,三、利用特殊化学式，将相关物质化学式进行转换，从而突破难点,【,例,3,】,由环已烷、乙醇、乙醚组成混合物，经测定其中碳质量分数为,72.0%,，则氧质量分数为,（,A,）,14.2%(B)16.0%(C)17.8%(D)19.4%,【,解析】将环已烷、乙醇、乙醚化学式,C,6,H,12,、,C,2,H,6,O,、,C,4,H,10,O,适当变形，即,C,6,H,12,、,C,2,H,4,H,2,O,、,C,4,H,8,H,2,O,，,混合物组成能够认为是,C,n,H,2n,x H,2,O,，,显然，由,C,n,H,2n,知，混合物中部分氢质量分数为,72%,1/6=12%,，故水含量为,100%,72%,12%=16%,，又由水组成知，氧含量为,16%,16/18=14.2%,，故答,(,A).,评述：,将相关物质化学式进行变形处理，这就是一个转换。这种转换依然是一个等价转换。经过转换，使原问题化隐为现、化难为易，所以，灵活转换机智是思维创新基础和前提。,四、利用一些特殊化学反应将多组份体系转化为三组份体系,【例,4,】,120,、,101.3,KPa,条件下，有,2,LH,2,O,（,气）、,2,LCO,、,1LCO,2,、,0.5LO,2,和,1,LH,2,组成混合气体。将混合气体经过分别盛有足量铜粉、炭粉和氧化铜粉三个灼热反应管。假设气体经过每个反应管都能充分反应，且不论三个反应管以何种次序排列。问：,（,1,）尾气是否可能是单一气体？,（填“可能”或“不可能”），若可能，该气体是,。,（,2,）原气体中是否有几个（或一个）不可能再存在于尾气之中？,（填“有”或“没有”）。,（,3,）原气体中是否有几个（或一个）必定存在于尾气之中,？,（填“有”或“没有”）。,若有，它们（或它）是,。,【解析】：,3,个灼热反应管中,Cu,和,C,是还原剂，,CuO,是氧化剂。而,Cu,只能还原,O,2,，,不能还原,H,2,O,（,气）、,CO,2,；,C,却能够还原,H,2,O,（,气）、,CO,2,、,O,2,；,CuO,能够氧化,H,2,、,CO,。,由题给数据知不论铜管在先还是在后，都有以下反应发生，即：,2,Cu+O,2,=2CuO,2 H,2,+2 CuO=2Cu+2 H,2,O,（,气）,得：,2,H,2,O,2,=2 H,2,O,（,气）,1,L 0.5L 1L,H,2,和,O,2,恰好反应转化为,1,L H,2,O,（,气）,Cu,可视作催化剂，所以，经过铜管后，,5,组分体系转化为三组分体系，三个灼热管可视作只剩下,C,和,CuO,两个灼热管。故本题只需考虑,C,和,CuO,管先后问题。即：,C,CO,2,、,H,2,O,CO、,H,2,3,LH,2,O（,气）,2,LCO,1LCO,2,C,CuO,CuO,C,CO,2,、,H,2,O,CO、,H,2,故答案为：,（,1,）不可能；（,2,）有；（,3,）没有。,评述：,氢气和氧气反应能够认为是铜作催化剂反应，由此将,5,组份体系转化为三组分体系。这种转换符合化学反应原理，是一个等价转换。真是三管变两管，就简又删繁。,第9页,思索,NO,和,NO,2,之间怎样转化？,依据,NO,和,NO,2,性质，探讨试验室应该怎样搜集,NO,和,NO,2,？,依据本节所学知识，请你解释雷雨发庄稼化学原理。,第10页,思索,讨论,将盛满,NO,2,试管倒立在水槽中有什么现象？假设溶液不扩散，则溶液浓度为多少？,第11页,思索讨论,1、现给你一试管二氧化氮，其它药品和,仪器自选，依据上述反应，请你设计试验，,要求尽可能多使二氧化氮被水吸收。,2、你设计对工业上生产硝酸有什么启示？,充分利用原料，降低污染物排放,4,NO,2,+O,2,+2H,2,O=,4,HNO,3,第12页,3、,NO,2,和,O,2,混合溶于水,1）在一烧瓶中将,NO,2,和,O,2,以4:1体积比（标,准情况）混合,倒置于足量水中充分反应后所得,溶液物质量浓度为,mol/L,2）将12,mlNO,2,和,O,2,混合气体通入足量水,中，充分反应后余气2,ml（,气体均在相同状态,下测定）求原各气体体积。,0.036,NO,2,8ml、O,2,4ml,或,NO,2,10.8ml、O,2,1.2ml,第13页,普通高中课程标准试验教科书 化学1（必修）,第三章,第二节 氮循环,第二课时,第14页,阅读书本7677页,总结氨气物理性质,熟悉氨气与水和氨气与氯化氢反应试验装置,第15页,三、氨与氮肥,【试验统计】,试验,试验现象,结论,NH3,喷泉试验,NH3与HCl,反应,形成红色喷泉,产生大量白烟,氨气极易溶于水,生成,NH,4,Cl,固体,第16页,【小结：氨化学性质】,（1）氨跟水反应,显弱碱性,NH,3,H,2,O=NH,3,+H,2,O,一水合氨很不稳定,NH,3,+H,2,O NH,3,H,2,O,NH,3,H,2,O NH,4,+,+OH,-,第17页,（2）氨跟酸反应,NH,3,+HCl=NH,4,Cl,（,白烟）,NH,3,+HNO,3,=NH,4,NO,3,（,白烟）,与挥发性酸反应有白烟,2NH,3,+H,2,SO,4,=(NH,4,),2,SO,4,第18页,这个反应叫做,氨催化氧化,，它是工业上制硝酸基础.,高温,4,NH,3,+5O,2,=4NO+6H,2,O,催化剂,-3,+2,（3）,NH,3,含有还原性 （氨催化氧化）,-3,第19页,种类,化学式,含氮量,性 状,铵,态,氮,肥,NH,4,HCO,3,17.7%,白色结晶，吸湿性很,强，易潮解，溶于水，弱碱性,NH,4,Cl,26.2%,白色或淡黄色结晶，有吸湿性，溶于水，酸性.,NH,4,NO,3,35%,白色结晶，易潮解，结硬块，溶于水，微酸性，,（,NH,4,),2,SO,4,21.2%,白色粒状结晶，吸湿性不大，不易结块,有机,氮肥,CO（NH,2,),2,46.7%,白色或浅黄色针状结晶或小颗粒，溶于水，中性,氮 肥,第20页,四、铵盐性质,试验现象,结论及化学方程式,物理,性质,加热,与碱反应,都是晶体，都易溶于水,NH,4,Cl=NH,3,+HCl,NH,4,HCO,3,=NH,3,+CO,2,+H,2,O,产生氨气,NH,4,+,+OH,-,=NH,3,+,H,2,O,检验,NH,4,+,方法！,产生使湿润,红色石蕊,试纸变蓝,气体,第21页,五、,氨试验室制法,2,NH,4,Cl+Ca(OH),2,=CaCl,2,+2NH,3,+2H,2,O,1.,原理,：铵盐制取,2.,装置,3.,搜集方法,：,4.,检验方法,：,与制,O,2,相同,向下排空气法,湿润红色石蕊试纸,想一想,：还有什么方法能够验满？怎样干燥生成氨气？怎样进行尾气处理？,第22页,第23页,想一想,怎样检验,NH,4,+,？,第24页,喷泉试验原理,因为产生压强差而形成喷泉-气体快速溶于水或某种液体中，容器内压强小于容器外压强，从而产生喷泉现象，依据这一原理，只要能够造成容器内气体大量溶于液体，就能够形成喷泉。,第25页,喷泉试验成败关键,装置气密性要好,烧瓶要干燥,气体纯度要大,气体搜集要满,第26页,能够做喷泉试验气体或反应,记忆溶剂溶于水气体：如,NH,3,、,HCl,、,SO,2,等,气体极易与某种溶液反应：如,CO,2,、,SO,2,、,NO,2,、,H,2,S,与浓,NaOH,溶液；,NH,3,与稀盐酸；反应后气体体积降低一类反应均可设计成喷泉试验,第27页,普通高中课程标准试验教科书 化学1（必修）,第三章,第二节 氮循环,第三 课时,第28页,六、,硝酸性质,1、物理性质,纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味 液体。,硝酸能以任意比溶解于水。,质量分数为69%硝酸为浓硝酸,；,质量分数为98%以上硝酸为发烟硝酸。,第29页,2、硝酸化学性质,1）,含有酸通性,2）,不稳定性,3）,含有强,氧化性,go,第30页,1）含有酸通性,使紫色石蕊试液变红,与一些金属氧化物起反应,与一些盐起反应,与碱起反应,2,HNO,3,+CuO=Cu(NO,3,),2,+H,2,O,2,HNO,3,+CaCO,3,=Ca(NO,3,),2,+CO,2,+H,2,O,HNO,3,+NaOH=NaNO,3,+H,2,O,返回,第31页,4,HNO,3,=,2,H,2,O+4NO,2,+O,2,受热或见光,2）,硝酸不稳定性,思索,：,浓硝酸为何常呈黄色？,怎样保留硝酸？,阴凉、避光（棕色试剂瓶）,硝酸分解发出二氧化氮气体溶于硝酸,而使硝酸呈黄色,返回,第32页,3）,氧化性,（,HNO,3,）,+5,硝酸与大部分金属能反应,硝酸与许多非金属能反应,3Cu+8HNO,3,(,稀）=3,Cu(NO,3,),2,+2NO,+4H,2,O,Cu+4HNO,3,(,浓）=,Cu(NO,3,),2,+2NO,2,+2H,2,O,3,Mg+8HNO,3,(,稀）=3,Mg(NO,3,),2,+2NO,+4H,2,O,C+4HNO,3,=2H,2,O+4NO,2,+CO,2,返回,第33页,在室温时，铁和铝遇浓硝酸钝化，为何？,浓硝酸滴在石蕊试纸上会有什么颜色改变？,第34页,七、人类活动对自然界氮,循环和环境影响,NO,NO,2,第35页,伦敦光化学烟雾,洛杉矶光化学烟雾,广州,光化学烟雾,第36页,酸 雨,酸雨形成,酸雨,危害,第37页,水体富营养化,悲伤海豚,被污染河流,第38页,守恒法解硝酸与铜反应计算题,Cu+4HNO,3,(,浓,)=Cu(NO,3,),2,+2NO,2,+2H,2,O,3Cu+8HNO,3,(,稀,)=3Cu(NO,3,),2,+2NO+4H,2,O,第39页,一、电子守恒,硝酸与铜反应属氧化还原反应，氮原子得到电子总数等于铜原子失去电子总数。,例,1,将,32.64,克铜与一定浓度硝酸反应，铜完全溶解产生,NO,和,NO,2,混合气体在标准情况下体积为,11.2,升，则混合气体中,NO,、,NO,2,各多少升？,第40页,二、原子守恒,硝酸与铜反应时，一部分以,NO,3,形式存在，一部分转化为还原产物，这两部分中,N,物质量与反应消耗,HNO,3,中,N,物质量相等。,例,2,一定量浓,HNO,3,和,3.84,克铜反应，伴随铜不停降低，反应生成气体颜色逐步变浅，当铜反应完时，共搜集气体体积为,2.24,升,(,标准情况,),，求反应中消耗硝酸物质量是多少？,第41页,三、电荷守恒,当硝酸浓度不能确定时，反应消耗硝酸一部分显氧化性被还原生成气体，而一部分显酸性生成盐,Cu(NO,3,),2,。除气体外生成物硝酸铜中，,Cu,2+,所带正电荷数等于硝酸根离子所带负电荷数。,例,3,9.6,克铜与适量,HNO,3,反应，铜全部反应后，共搜集到,5.6,升气体,(,标准情况下,),，反应消耗,HNO,3,物质量可能是,(),A.0.25mol,B.0.4mol,C.0.55mol,D.0.6mol,第42页,四、传递守恒,包括多步反应时，在整个氧化还原反应过程中，电子传递守恒。,例,4,0.96,克铜投入一定量浓硝酸中，铜完全溶解，生成气体颜色越来越淡，共搜集到,366ml,气体（标准情况），将盛有此气体容器倒扣在水中，容器内液面上升，再通入标准情况下一定体积氧气，恰好使气体溶解于水中，则通入氧气体积是（）,A.252ml B.84ml C.168ml D.167ml,第43页,