第五章 化工生产中的重要非金属元素 整理提升 课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第五章 化工生产中的重要非金属元素 （整理与提升） 1 新知探究 火山喷发时，会释放出大量的硫氧化物，这些物质在大气中经过一系列化学反应，最终会形成我们常说的“酸雨 ”。 这些物质对大气环境有重要影响。 2 农民们正在施用氮肥，以提高农作物的产量。 3 硫和氮为什么会有这样的性质和用途呢？它们的原子结构是怎样的？又是 如何影响它们的化学性质的呢？ 物质结构与性质的关系角度 物质类别角度 元素价态角度 （一）认识物质结构与性质的关系 +7 2 5 +16 2 8 6 氮 硫 硫原子会如何表现呢？ （一）认识物质结构与性质的关系 它会倾向于获得 2 个电子，形成稳定的-2 价离子。 原子结构示意图 电子层数 最外层电子数 同周期相邻元素 考虑同周期性质递变性 考虑同主族元素性质递变性 多于4个 少于4个 一般易得电子 一般易失电子 一般为非金属 一般为金属 硫元素位置 原子结构示意图 非金属性 主要化合价 第三周期第 VIA 族   比氧弱 -2、0、＋4、＋6 二硫化亚铁（FeS2）硫呈-1； 硫代硫酸钠 （Na2S2O3）硫呈+2； 氮会如何表现？ （一）认识物质结构与性质的关系 氮原子这一独特的配置使得氮原子既可以失去 5 个电子形成+5 价离子，也可以获得 3 个 电子形成-3 价离子。但更常见的是它通过共用电子形成共价键。所以氮分子（N₂)之间可以 形成了异常稳定的共价三键，这是自然界中最强的化学键之一。 这一结构特征解释了为什么氮气在常温常压下极为稳定，不易与其他物质发生反应，成为地球大气中占比显著却相对惰性的成分。然而，当条件改变，如高温或高压下，氮气的反应性会显著增强，能够参与一系列重要的化学过程，如合成氨等，对生命体系及工业生产至关重要。 物质的性质并非偶然，而是其内在原子结构精确调控的结果。 （二）从物质类别的视角认识物质间的转化关系 硫置身于氧气之中，一旦点燃，便会燃烧生成二氧化 硫，这是硫的一种关键氧化物，同时也是大气污染的一个重要来源，这一转变生动地展示了硫与氧之间强烈的相互作用。 H2S S SO2 H2SO3 H2 碱或 碱性氧化物 盐 二氧化硫溶于水，便化身为亚硫酸，这是一种具有中等强度的酸。 非金属氢化物、非金属单质、氧化物、含氧酸和盐转化关系归纳如下： 硝酸的制备过程如下： （二）从元素价态的视角认识物质间的转化关系 把一种原料转化成多种产品，路径之一是通过氧化还原反应改变主要元素的化合 价，从而实现物质转化。 N N N N N -3 0 +2 +4 +5 构建氮的价-类二维图如下： 硫酸也有着自己的价-类二维图 硫及其化合物之间相互转化的化学方程式。 硫的价-类二维图如下图所示: （三）辨识化学物质 ？ ？ 能否判断一下哪个是硫酸盐，哪个是铵盐呢? 我们可以取少量待测样品放入试管中，加入适量的蒸馏水溶解。然后向试 管中滴加几滴氯化钡溶液。如果观察到有白色沉淀生成，说明样品中含有硫酸根离子，即该样品是硫酸盐。 向其中加入适量的氢氧化钠溶液。 然后将试管加热，如果观察到有刺激性气味的气体生成，并且该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明样品中含有铵根离子，即该样品是铵盐。 （三）辨识化学物质 我们还有其他辨识化学物质的方法吗？  焰色反应可以用来检验金属元素的存在。 pH 测定可以用来判断溶液的酸碱性等。 （四）基于性质认识实验室制取物质的方法 在我们制备的时候需要考虑哪些问题呢？ 选择合适的原料和设备 考虑反应条件 考虑如何收集和纯化得到的氨气 除了硫和氮及其化合物外你在生活中还见过其他的非金属材料吗？它们都有什么特性呢？ 纳米材料就是一种新型的无机非金属材料。它具有独特的物理和化学性质，使得纳米材料在催化、传感、储能和生物医学等领域具有广泛的应用前景。 总结提升 深入探讨了硫和氮的奥秘，还学习了它们在现实生活 中的广泛应用。这些化学元素不仅塑造了我们的自然环境，比如火山喷发引发的酸雨现象，提醒我们要关注环境保护，减少污染排放；同时，它们也是现代农业不可或缺的一部分，通 过合理使用氮肥，促进了农作物的生长，保障了粮食安全。希望大家在掌握这些化学知识的同时，能够将这些智慧应用于实践，为保护我们的环境和助力农业发展贡献自己的一份力量。 $$