7.3含氮化合物的合理使用 课件 2024-2025学年高一下学期化学苏教版（2019）必修第二册

第三单元 含氮化合物的合理使用 1 学习任务一 铵盐 实验室制取氨 学习任务二 氮氧化物的无害化处理 ◆新课探究 ◆课堂评价 2 学习任务一 铵盐 实验室制取氨 【课前自主预习】 1.铵盐及铵根离子的检验 （1）铵盐的物理性质 铵盐多为无色、____溶于水的晶体。 易 新 课 探 究 3 （2）铵盐的化学性质 新 课 探 究 4 （3）铵根离子的检验 ①反应原理 。 ②检验方法 取少量待测液于试管中，加入____________ 溶液并加热,用湿润的______________检验产生的气体,若试纸变蓝，说明 原溶液中含有 。 浓氢氧化钠 红色石蕊试纸 新 课 探 究 5 2.实验室制取氨 （1）实验原理 实验室里，加热固体和 固体的混合物制取氨气，化学方程式 为__________________________________________。 （2）实验装置 采用“固体固体 气体”装置，如图所示: 新 课 探 究 6 3.常见氮肥及其使用 （1）常见的氮肥 名称 化学式 铵态氮肥 硫酸铵 氯化铵 碳酸氢铵 硝酸铵 硝态氮肥 硝酸钾 有机氮肥 尿素 新 课 探 究 7 （2）使用注意事项 铵态氮肥在使用时要注意两点：低温保存，深施盖土，避免受热；不可以 跟____性物质（如草木灰等）混合使用。 碱 新 课 探 究 8 【实验问题探究】 实验室里常用制取氨气的简易装置示意图如图所示： 新 课 探 究 9 问题一： 图甲中碱石灰和棉花的作用分别是什么？如何检验试管中已收 集满氨气？如何吸收处理实验中多余的氨气？ 提示：碱石灰用于干燥，棉花的作用是防止 与空气产生对流而泄 漏；用湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，则试管中已收集满 氨气；用水或稀硫酸吸收多余的氨气，并在导管末端接一倒扣漏斗，防止 倒吸。 新 课 探 究 10 问题二： 图乙实验方法制取氨气的原理是什么？还可用哪些物质代替 固体？ 提示：浓氨水滴入固体中， 固体溶解使溶液的碱性增强，并放 出大量的热，促使分解释放出大量 。可用生石灰、碱石灰、 固体等代替 固体。 新 课 探 究 11 【核心知识讲解】 1.铵根离子的检验方法 新 课 探 究 12 2.图解实验室制取氨 新 课 探 究 13 【知识迁移应用】 例1 是一种重要的精细化工原料，易溶于水，沸点较低，具有 强还原性，其制备原理为 。下列实验 装置和操作不能达到实验目的的是( ) A.用甲装置制备 B.用乙装置制备氨水 C.用丙装置制备 D.用丁装置提纯 √ 新 课 探 究 14 [解析] 与固体共热有 生成，图甲中固体加热装置可制备 ，A正确；极易溶于水，球形干燥管可防止倒吸，B正确； 可 被氧化生成，过量时可氧化生成的 ，应 将溶液缓慢滴加入氨水中，C错误； 沸点较低，蒸馏时温 度计测定馏分的温度、冷凝管中冷水下进上出，图丁中装置合理，D正确。 新 课 探 究 15 例2 下列说法中正确的是 ( ) A.所有的铵盐受热均可以分解,产物均有 B.所有的铵盐都易溶于水,所有铵盐中的均呈 价 C.所有的铵盐都能与碱反应，有可能与酸反应 D.和 的固体混合物可用升华法分离 √ 新 课 探 究 16 [解析] 有的铵盐受热分解产生氨气如 ,有的铵盐受热分解不产生氨 气（如硝酸铵），A项错误; 铵盐多为易溶于水的晶体， 中的氮元素有和两种价态，B项错误; 铵盐中含有 ，都能与碱反应，铵盐中如果含有弱酸的酸根离子 （如 等），则能与酸反应，C项正确； 可用加热法分离 和某些固体（不分解、不升华的固体）的混合物,但其 过程为 先受热分解,再降温化合,而不是升华，D项错误。 新 课 探 究 17 ［易错警示］ 实验室制 时试剂选择的误区 （1）铵盐：制取时，一般用而不用、 或 ，原因如下： 铵盐 不选用的理由 受热分解，会发生爆炸，不安全 与反应时生成 ，生成物呈块状，不利 于 逸出，且反应后试管难清洗 受热分解会产生，使收集到的 不纯 （2）碱：一般用熟石灰，不用或，因为或 易吸水结 块，而且对玻璃仪器的腐蚀性较强。 新 课 探 究 18 学习任务二 氮氧化物的无害化处理 【课前自主预习】 1.氮氧化物的来源 __________的燃烧、______生产和机动车辆尾气的排放，会产生大量的氮 氧化物，火山爆发、雷鸣电闪等也会将氮气转化为氮氧化物。 化石燃料 硝酸 2.光化学烟雾的形成 空气中的__________不但能形成酸雨，在日光照射下还能使氧气经过复杂 的反应生成臭氧 ，臭氧与空气中的氮氧化物和一些碳氢化合物在紫外 线的照射下发生作用后，产生了一种有毒的烟雾，人们称它为光化学烟雾。 光化学烟雾对人体健康、植物生长等都有很大的危害。 二氧化氮 新 课 探 究 19 3.氮氧化物污染的防治 （1）使用______能源。 清洁 （2）为汽车安装尾气净化装置，净化装置里含有金属元素催化剂，尾气 通过净化装置后，将其中的一氧化碳和一氧化氮转化成二氧化碳和氮气， 其反应的化学方程式为_________________________。 （3）对生产氮肥、硝酸的工厂排放的______进行处理。 废气 新 课 探 究 20 【情境问题思考】 问题一： 排放到大气中的 是如何转化成硫 酸型酸雨的？请结合化学方程式描述转化路径。 提示：排放到空气中的 在氧气和水蒸气的 共同作用下形成酸雾，随雨水降落成为硫酸型 酸雨。 ① 、 ； ②、 。 新 课 探 究 21 问题二： 排放到大气中的氮氧化物是如何转化成硝酸型酸雨的？请结合 化学方程式描述转化路径。 提示：与反应生成，与空气中的水蒸气反应生成 ，随 雨水降落成为硝酸型酸雨。 、 。 新 课 探 究 22 【核心知识讲解】 1.硝酸型酸雨的形成 （1）在放电或高温条件下，空气中的氮气能与氧气发生反应，生成一氧 化氮，一氧化氮在空气中很不稳定，易被空气中的氧气氧化生成二氧化氮， 二氧化氮与水反应生成硝酸。 ，， 。 （2）虽然雨水中的硝酸渗入土壤后，被植物的根系吸收转化为植物生长 所需的养料，但雨水中的硝酸也是形成酸雨的主要物质，会对环境造成很 大的危害。 新 课 探 究 23 2.光化学烟雾的形成 （1）汽车尾气排放的被空气中的氧气氧化为 。 （2）在日光照射下，能使 经过复杂的反应生成臭氧。 （3）臭氧与空气中的氮氧化物和一些碳氢化合物在紫外线的照射下发生 作用后，产生了一种有毒的烟雾，人们称它为光化学烟雾。 新 课 探 究 24 3.氮氧化物对臭氧层的破坏 臭氧层主要分布在距地面 的大气层中，臭氧能吸收紫外线，防 止地球上的生物受到伤害。飞机尾气中的氮氧化物和对臭氧层 含和破坏的反应简单表示为 ， 。 在低空，氮氧化物是空气中氧气转化为臭氧的催化剂，造成臭氧污染；而 在高空，氮氧化物是臭氧转化为氧气的催化剂，破坏臭氧层。 新 课 探 究 25 【知识迁移应用】 例3 三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂， 其催化剂表面物质转化的关系如图所示，下列说 法不正确的是( ) A.在转化过程中，氮元素既被氧化又被还原 B.依据图示判断催化剂不参与储存和还原过程 C.汽车尾气中的氮氧化物能导致酸雨和光化学烟雾等环境问题 D.三效催化剂能有效实现汽车尾气中、、 三种成分的净化 √ 新 课 探 究 26 [解析] 在题示转化过程中，氮元素的化合价先在储存过程升高为 价， 再在还原过程降低为0价，既被氧化又被还原，A项正确； 依据图示可判断催化剂参与储存和还原过程，B项错误； 氮氧化物能导致硝酸型酸雨和光化学烟雾等环境问题，C项正确； 三效催化剂能有效实现汽车尾气中 、、 三种成分的净化，D项正确。 新 课 探 究 27 例4 氮氧化物进入大气后，不仅会形成硝酸型酸雨，还可能形成光化学 烟雾。因此必须对含有氮氧化物的废气进行处理。 （1）用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式为 。在该反应中，氧化剂是_____，还 原剂是____。 [解析] 在该反应中，中的氮元素化合价降低，作氧化剂， 中的 氮元素化合价升高， 作还原剂。 新 课 探 究 28 （2）汽车尾气中含有一氧化氮和一氧化碳，经过排气管中的催化转化器 转化为对大气无污染的物质。写出该反应的化学方程式： _________________________。 [解析] 根据质量守恒定律结合题目信息可知，一氧化氮与一氧化碳反应后 生成的对大气无污染的物质应为氮气和二氧化碳。 新 课 探 究 29 （3）在一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出 氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式： ________________________________。 [解析] 根据质量守恒定律结合题目信息可知，氨气和二氧化氮反应后生成的 无污染的物质为氮气和水。 新 课 探 究 30 ［规律小结］ 氮氧化物的预防和吸收 （1）使用清洁能源，减少氮氧化物的排放。 （2）安装汽车尾气转化装置。 新 课 探 究 31 （3）对生产化肥、硝酸工厂的废气进行处理。 ①碱液吸收法：用碱溶液吸收氮氧化物生成硝酸盐和亚硝酸盐。 ②催化还原法：用甲烷、氨气、氢气等还原剂将其还原成无毒的氮气。 新 课 探 究 32 1.下列装置不能达到实验目的的是 ( ) A.实验室制取并收 集 B.吸收 C.检查装置气密性 D.利用排空气法收 集 √ 课 堂 评 价 33 [解析] A项，收集的集气瓶口无棉花; B项，通入中, 不溶于,不会产生倒吸,逸出的 又可以被 稀硫酸吸收; C项，向长颈漏斗中加一定量水,没过长颈漏斗的下端,关闭止水夹,再加一定 量的水,漏斗下端与烧瓶中形成液面差,一段时间内不变,可说明气密性良好, 反之,气密性不好; D项,收集比空气密度小的气体 ,应该短管进气长管出气。 课 堂 评 价 34 2.将湿润的红色石蕊试纸放在进行下列实验的试管口，试纸不变蓝的是 ( ) A.加热浓氨水 B.加热饱和 溶液 C.加热和 的固体混合物 D.加热和浓 的混合溶液 √ 课 堂 评 价 35 [解析] 加热浓氨水，会挥发产生， 与湿润的红色石蕊试纸上的水 反应产生氨水，其中的电离产生 ，使试纸变为蓝色，A正确； 加热饱和溶液，水蒸发，但没有 逸出，所以湿润的红色石蕊试 纸不会变蓝色，B错误； 加热和 的混合物，反应的化学方程 式为，产生的 使湿润的 红色石蕊试纸变为蓝色，C正确； 加热和浓 的混合溶液，反应生成的 可使湿润的红色石蕊试 纸变蓝，D正确。 课 堂 评 价 36 3.施用氮肥能促进作物生长，并能提高作物中蛋白质的含量。下列关于氮 肥的说法错误的是( ) A.尿素是一种有机氮肥，可用和 合成 B.储存碳酸氢铵时，应密封并置于阴凉通风处 C.铵态氮肥不能与碱性物质如草木灰等混合使用 D.氮肥溶于水，其中的氮元素均以铵根离子形式存在 √ 课 堂 评 价 37 [解析] 和在一定条件下生成和水， 属于有机物， A正确； 易分解为、和水，储存 时，应将其密 封并置于阴凉通风处，B正确； 铵盐与碱反应放出 ，铵态氮肥不能与碱性物质如草木灰等混合使用， C正确； 氮肥溶于水，氮肥包括硝态氮肥和铵态氮肥等，氮肥溶于水，其中的氮元素 可以以、 等形式存在，D错误。 课 堂 评 价 38 4.汽车尾气管中安装有尾气处理装置，以降低汽车使用过程中对环境的污 染，其工作原理如图所示，下列说法正确的是( ) A.反应中为还原剂， 为还原产物 B.汽车尾气的主要污染成分为、和 C.催化转化总反应为 D.和 必须在催化剂表面才能反应 √ 课 堂 评 价 39 [解析] 根据图示，与反应生成，为还原剂，和 反应生 成，为还原产物，A正确； 汽车尾气的主要污染成分为、， 不是污染物，B错误； 根据图示，催化转化的总反应方程式为 ，C错误； 和 可在常温下直接反应生成 ，不需要催化剂，D错误。 课 堂 评 价 40 5.工业制硝酸的尾气含、，通常用 溶液吸收： ， ，和 的体积比是下列哪 个值时,不能被完全吸收( ) A. B. C. D. [解析] 根据反应 、 分析，和 的体积比大于 等于1时，气体能被完全吸收， 小于1，因此不能被完全吸收，A符合 题意。 √ 课 堂 评 价 41 6.下列为实验室常见的气体制取、干 燥和收集装置。 （1）若用以上装置制取并收集干燥 分液漏斗 [解析] A用于制取 ，用分液漏斗加入浓氨水，制取后先干燥氨气，后 收集气体。氨气比空气密度小，应短管进气，故仪器连接顺序为 。 的，则添加液态试剂的仪器的名称是__________，仪器的连接顺序为 ______________。 课 堂 评 价 42 （2）若用A装置制取 ，则选用的液态药品的电子式为__________或 _ ________。 2& . [解析] 用A装置制取，可选药品和或和 。 （3）若用A装置制取与 的混合气体，液态物质选用浓氨水， 则选用固体药品的名称是__________，反应的化学方程式为___________ _______________________________________________________________。 过氧化钠 [解析] A装置适合用固体和液体反应制取气体。要制取与 的混合气 体，若液态物质选用浓氨水，则选用的固体药品是 。 课 堂 评 价 43 7.汽车尾气中常含有、 等气体，为减轻环境污染，一般汽车都加装 了“催化净化器”，可将汽车尾气中的有毒气体转化为无污染的气体。某化 学兴趣小组在实验室模拟汽车尾气处理，设计了如图所示装置（部分夹持 装置已略去）。 课 堂 评 价 44 （1）装置丙的主要作用为_____________________。 检验是否转化为 [解析] 、在催化剂条件下转化为和 ， 澄清石灰水是为了检验是否转化为 。 （2）装置甲停止加强热，打开活塞 ，放入适量氧 气时，装置乙中可观察到的现象是________________。 出现红棕色气体 [解析] 放入适量时，与反应生成 ，出现红棕色气体。 （3）该套装置中有不完善之处，还应在装置丁后补充______________。 尾气处理装置 [解析] 尾气中有未反应的、 ，应该有尾气处理装置。 课 堂 评 价 45 （4）工业上常用纯碱液来吸收 ，有关反应的化学方程式为 、 。现有折算为标准状况下 和 的混合气体，恰好被溶液完全吸收，则、 应满足 的关系为_________________， 溶液的物质的量浓度为____ （不必化简）。 或 课 堂 评 价 46 [解析] 根据反应 、 可知，和 的物质的量之比大 于或等于即时，气体才会反应完全。由、 原子守 恒可知，消耗的物质的量为 ， 故的物质的量浓度为 。 课 堂 评 价 47 $$