7.3 含氮化合物的合理使用（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年高中化学必修第二册（苏教版2019）

专题7　氮与社会可持续发展 第三单元　含氮化合物的合理使用 栏目索引 基础落实 梳理必备知识 重难探究 提升关键能力 学以致用 发展科学素养 课程标准 核心素养目标 1.能从物质的类别、氮元素价态的角度，预测铵盐的性质与转化，掌握铵盐的物理性质和化学性质，提高宏观辨识与模型认知能力。 1. (科学探究与创新意识)能依据实验室制取氨气的目的设计、优化实验方案，完成实验操作并对实验进一步探究或改进。 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 课程标准 核心素养目标 2．能够根据铵盐的性质提出探究问题，并会设计实验探究氨气的制法、铵根离子的检验等，培养科学探究与创新意识。 3．理解氮氧化物(NO、NO2)的来源和性质，认识氮氧化物对人体健康、社会可持续发展可能带来的双重影响。 2．(科学态度与社会责任)结合氮肥的使用，分析和探讨化学工业对人类健康、社会可持续发展可能带来的双重影响；能运用绿色化学的思想对化学品的生产和使用进行初步的评估，提出处理环境污染物的建议。 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 一、铵盐的性质 1．铵盐的性质 通常把由______离子与______离子形成的______化合物称为铵盐，大多为无色、易溶于水的晶体。 铵根 酸根 离子 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S (1)实验探究 实验装置及操作 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 现象 试管中固体__________，试纸变蓝 固体____________，产生__________________气体，试管口有______ _____生成 试管中____________ _____________，试纸变蓝 结论 NH4HCO3分解产生______ NH4Cl分解产生______ NH4Cl和Ca(OH)2反应生成______ 逐渐减少 逐渐减少 有刺激性气味 白色 固体 有刺激性气 味气体产生 NH3 NH3 NH3 [微点拨]氯化铵固体受热分解产生气体，气体遇冷后又化合生成氯化铵固体，该过程是化学变化，不是升华过程。 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S (2)铵盐的化学性质 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 浓氢氧化钠 湿润的红色石蕊试纸 浓盐酸 变蓝 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 2．氨气的实验室制法 (1)氨气的实验室制法 ①制备原理 铵盐(NH4Cl)与强碱[Ca(OH)2]反应生成NH3，其化学方程式为 _______________________________________________________。 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S ②实验装置 固体＋固体―→气体 或 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S ③收集和验满 收集：NH3极易溶于水，密度比空气小，可以用_______________收集。 验满：利用NH3的性质检验是否收集满。 把湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变______；或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有______产生。 向下排空气法 蓝色 白烟 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S (2)氨气的简易制法 方法及装置 原理及化学方程式 氨水具有不稳定性和挥发性，受热易分解。化学方程式为_____________________________ 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 方法及装置 原理及化学方程式 NaOH固体具有吸水性，溶于水放出大量的热，促使氨水分解。 CaO与水反应，使溶剂(水)减少，反应放热，促使氨水分解。化学方程式为___________________________________ NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 二、常见氮肥及其使用　氮氧化物的无害化处理 1．常见氮肥及其使用 (1)常见氮肥 低温 碱性 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 负电荷 流动性大 反硝化作用 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 氮肥 主要成分 注意事项 尿素 CO(NH2)2 白色晶体 _____有机氮肥，被微生物水解成_______________或_______________，缓慢释放______被作物吸收利用，在农作物需肥期前4～8天施用。由于尿素肥效高、易保存、使用方便、长期使用对土壤的破坏作用小，所以它是目前使用量最大的一种氮肥 中性 (NH4)2CO3 NH4HCO3 NH3 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S (2)合理使用氮肥 ①长期使用化肥的土壤容易______、______。 ②部分肥料随着雨水流入河流和湖泊，水中的肥料会使细菌、藻类迅速生长，并消耗水中的氧气，严重时导致水中含氧量减少，许多水生生物随之死亡、腐烂，水质下降。 酸化 板结 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 2．氮氧化物的无害化处理 (1)氮氧化物的来源 氮氧化物(NOx)是大气污染物，主要包括：_____________________、________________________。____________的燃烧、______生产等产生的工业废气，机动车的尾气等都产生大量的氮氧化物造成大气污染。 一氧化氮(NO) 二氧化氮(NO2) 化石燃料 硝酸 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S ②光化学烟雾：臭氧与氮氧化物和一些_______________在紫外线照射下发生反应形成光化学烟雾。具有特殊气味，刺激眼睛，对人体健康和植物生长等都有很大危害。 碳氢化合物 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 微诊断(判断正误) (1)由于氨气极易溶于水，所以多余的氨气可以用导管直接插入水中进行吸收(　　 　　) (2)草木灰含钾元素和铵态氮肥混用效果更好(　　 　　) (3)汽车尾气中的氮氧化物和碳氢化合物是造成光化学烟雾的元凶(　　 　　) (4)NH4Cl受热分解，所以可用加热的方法分离NH4Cl和NaCl (　　 　　) × × √ √ 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 探究一 氨气制取 1727年，英国化学家哈尔斯将氯化铵与熟石灰的混合物在水封闭的曲颈瓶中加热，只见水被吸入瓶中并没有气体放出。1774年，英国化学家普里斯特里重做这个实验，他采用汞代替水来密封曲颈瓶即排汞取气法，制得了碱空气(氨气)。 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S [问题探究] (1)英国化学家哈尔斯的实验为什么没有制得氨气？他的实验为现在实验室中制取氨气提供了哪些启示？ 提示：氨气易溶于水，所以只见水被吸入瓶中并没有气体放出。他的实验提示我们不能用排水法收集氨气，而且将氨气通入水中时要防止倒吸。 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S (2)实验室制取气体装置的选择有何要求？ 提示：需根据制取气体的药品、反应条件(是否需要加热或特殊温度、催化剂等)、气体的性质(如溶解性等)等选择装置。 (3)气体制备实验一般考虑哪些问题？ 提示：制取气体反应原理、制备装置、净化、干燥、收集、检验、尾气吸收等。 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 实验室制氨气的尾气处理 多余的氨气要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球)以避免污染空气。多余气体进行尾气吸收防止倒吸，常采用下列装置。 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 【例1】 某同学用如图所示装置(固定仪器和橡胶管略)进行有关氨气制取的实验探究。 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 回答下列问题： (1)实验室常用装置①制取NH3，其反应的化学方程式为___________ ________________________________________；若要测定生成的NH3的体积，则必须选择的装置是________(填装置序号)，装置中所盛试剂应具有的性质是_____________________________________________________。 2NH4Cl＋ ③⑦ 氨难溶于该试剂，该试剂不易挥发，且该试剂不与氨反应 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S (2)若用装置②制取并收集干燥的NH3，烧瓶内装的试剂可能是_____ _______________________，分液漏斗中装的试剂可能是________，收集装置应选择_____(填装置序号)。 CaO (或固体NaOH或碱石灰) 浓氨水 ⑥ 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 解析： (1)装置①适用于固固加热制取气体，实验室制取NH3的试剂是NH4Cl和Ca(OH)2。若要测定生成的NH3的体积，必须用排液法，而NH3极易溶于水，故不能用排水法，所用的液体应不易挥发，不能与NH3反应，也不能溶解NH3。 (2)装置②是固液不加热装置，要制取干燥的NH3，可用浓氨水和CaO或固体NaOH或碱石灰反应。 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 1．某化学实验小组同学利用以下实验装置制备氨气，并探究氨气的性质(部分仪器已略去)。请回答： (1)实验室制备氨气的化学方程式为____________________________ ______________________。 CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S (2)用装置B收集氨气时，应选择氨气的进气口是____(填“a”或“b”)，选择的理由是______________________。 (3)打开装置B中的止水夹c，若观察到烧瓶内产生了红色喷泉，则说明氨气具有的性质是__________________________。 (4)为防止环境污染，下列装置(盛放的液体均为水)可用于吸收多余氨气的是________(填标号)。 a 氨气密度比空气密度小 极易溶于水、水溶液呈碱性 ②④ 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 解析： 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 探究二 氮氧化物的无害化处理 光化学烟雾会使人眼睛发红、咽喉疼痛、呼吸憋闷、头昏、头痛，还会使树木枯死。光化学烟雾的形成过程如下图所示： 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S [问题探究] (1)写出过程1中产生O3的总反应。 (2)NO2在反应中的作用是什么？ 提示：催化剂。 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S (3)一定条件下可用氨气除去氮的氧化物，以NO2为例，写出除去NO2的化学方程式。 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 1．常见的环境污染 环境污染 形成原因 主要危害 温室效应 大气中CO2含量不断增加 全球变暖，冰川融化 酸雨 SO2和氮氧化物的排放 土壤酸化，腐蚀建筑物 光化学烟雾 氮氧化物和碳氢化合物的排放 危害人体健康和植物生长 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 环境污染 形成原因 主要危害 臭氧空洞 氮氧化物和氟氯代烃的排放 地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧 赤潮和水华 含磷洗衣粉的大量使用及其废水的任意排放 使藻类过度繁殖，水质恶化，发生在海水中为赤潮，淡水中为水华 白色污染 聚乙烯塑料的大量使用，任意丢弃 破坏土壤结构和生态环境 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S (3)碱液吸收法 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 【例2】 用氢氧化钠溶液可吸收废气中的氮氧化物，相同条件下： (1)若废气中只含有NO2气体，被氢氧化钠溶液吸收时，生成两种盐，则该反应的离子方程式为_________________________________________。 (2)若V(NO)∶V(NO2)＝1∶1的混合气体被烧碱溶液恰好吸收，只生成一种盐，写出该反应的离子方程式为________________________________。 (3)废气中的氮氧化物(NOx)能被烧碱溶液完全吸收的条件是_________ ______________________。 V(NO2)≥ V(NO)或n(NO2)≥n(NO) 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S (4)将336 mL NO、112 mL NO2和112 mL N2O4的混合气体(体积均折算成标准状况的气体体积)缓缓通入盛有0.3 mol·L－1 NaOH溶液的烧杯中，气体恰好被完全吸收，则至少需要NaOH溶液的体积为________。 100 mL 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 解析： (4)反应的化学方程式如下： N2O4⥫⥬2NO2、NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O、2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O，由上述化学方程式可知，生成物中氮元素和钠元素的物质的量之比为1∶1，所以需要的氢氧化钠的物质的量等于氮氧化物中氮原子的物质的量。 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 2．以下非金属氧化物与其引起的环境问题及其主要来源对应正确的是(　　)   非金属氧化物 环境问题 主要来源 A CO2 破坏臭氧层 化石燃料的燃烧 B SO2 温室效应 汽车尾气的排放 C NO2 光化学烟雾 工厂废气的排放 D CO 酸雨 汽车尾气和化石燃料的不完全燃烧 C 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 解析： CO2引起温室效应，A错误；SO2引起酸雨，B错误；CO与酸雨无关，D错误。 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 1．下列不属于铵盐的共同性质的是(　　) A．易溶于水 B．与苛性钠共热产生NH3 C．都是晶体 D．受热分解都产生NH3 D 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 解析： 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 2．在实验室里可按如图所示装置干燥并收集气体R，且吸收多余的R气，则R是(　　) A．CH4 B．HCl C．NO D．NH3 D 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 解析： 由集气装置可知，该气体可用向下排空气法收集，B、C不符合题意，由尾气吸收装置可知该气体需防倒吸，D符合题意。 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 3．实验室制备氨气时，检验氨气是否收集满的正确方法是(　　) A．用手扇动收集的气体，闻到气味则说明已收集满 B．将湿润的淀粉­KI试纸放在集气瓶口，试纸变蓝则说明已收集满 C．将湿润的红色石蕊试纸伸入集气瓶内，试纸变蓝则说明已收集满 D．用玻璃棒蘸取浓盐酸靠近集气瓶口，产生大量白烟则说明已收集满 D 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 解析： 氨气易挥发，闻到气味不一定说明已收集满，A错误；氨气没有氧化性，不能氧化I－，故不能使淀粉­KI试纸变蓝，B错误；氨气为碱性气体，将湿润的红色石蕊试纸放在盛有氨气的集气瓶口，若试纸变蓝则说明已收集满，但将湿润的红色石蕊试纸伸入瓶内，操作错误，C错误；NH3和HCl反应生成NH4Cl，产生白烟，D正确。 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 4．下列有关环境污染的说法不正确的是(　　) A．燃煤时加入适量石灰石，可减少废气中SO2的量 B．pH在5.6～7之间的降水通常称为酸雨 C．光化学烟雾的形成主要与NOx和碳氢化合物有关 D．含磷洗涤剂会导致水体污染 B 专题7　氮与社会可持续发展 化学 必修 第二册 S 谢谢观看！ (3)NH的检验 ①原理 ②操作方法 取少量固体样品(或溶液)于试管中，加入_______________溶液，加热，用___________________________靠近试管口(或将蘸有_________的玻璃棒靠近试管口)，试纸______(或产生白烟)，则证明固体样品(或溶液中)含有NH。 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O NH3·H2ONH3↑＋H2O 氮肥 主要成分 注意事项 铵态 氮肥 含NH，如NH4HCO3、 (NH4)2SO4等 ______保存、深施盖土；不可以跟______物质(如草木灰)混合 氮肥 主要成分 注意事项 硝态 氮肥 NaNO3、 Ca(NO3)2等 NO不易被以带_________为主的土壤胶粒所吸附，在潮湿的土壤中____________，容易被植物吸收。但土壤湿度大时，NO易被微生物还原为气体逸出，这种_______________往往导致硝态氮肥的流失 (2)氮氧化物的危害 ①酸雨：NO2HNO3，随雨水降落的硝酸会危害动植物和建筑物等。 (3)预防和控制氮氧化物的污染 ①减少化石燃料使用并进行脱硝处理，积极寻找替代能源。 ②合理处理工业废气，减少有害气体排放。 ③汽车尾气：以甲醇、液化气代替汽油，安装汽车尾气净化装置。如：2NO＋2CON2＋2CO2，使用液化天然气或高效燃料电池等方法，减少汽车尾气的排放。 Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O (1)实验室制取氨气的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 (2)氨气比空气的密度小，可用向下排空气法收集，进气口选a。 (3)能形成喷泉，证明氨气极易溶于水，酚酞溶液变红，说明氨气的水溶液显碱性。 (4)①不利于氨气的吸收，②、④能防止倒吸，③会发生倒吸。 提示：3O22O3。 提示：6NO2＋8NH37N2＋12H2O。 2.氮氧化物污染治理方法 (1)汽车尾气“催化转化法” 2CO＋2NO2CO2＋N2 (2)氨还原法 6NO＋4NH35N2＋6H2O 6NO2＋8NH37N2＋12H2O 2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O NO＋NO2＋2OH－===2NO＋H2O n(NaOH)＝n(N)＝ mol＝0.03 mol，V(NaOH)＝＝0.1 L。 铵盐都是晶体，均易溶于水，与NaOH共热都能发生反应NH＋OH－NH3↑＋H2O而产生NH3；部分氧化性酸对应的铵盐受热分解会发生氧化还原反应，不产生NH3，如NH4NO3。 $$