第五章 化工生产中的重要非金属元素 整理与复习 课件-2025-2026学年高一下学期化学同步课件(人教版2019必修第二册)

该高中化学课件聚焦硫、氮及其化合物的性质与转化，以及无机非金属材料，通过酸雨防治、材料创新等情境导入，借助价类二维视角、转化关系图等学习支架，帮助学生构建非金属元素及其化合物的系统认知，衔接实验知识与理论应用。 其亮点在于融合科学思维（如价类分析、守恒法计算）、科学探究（如氨气制备、硝酸性质实验）和科学态度（如绿色化学理念），通过漂白剂比较表、NO与O₂混合气体计算等实例，提升学生证据推理与问题解决能力，为教师提供结构化教学资源，助力高效教学与学生核心素养培养。

第五章 化工生产中的重要非金属元素 整理与复习 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 能整合硫、氮及其化合物的性质与转化，建立非金属元素及其化合物的系统认知，熟练运用价类二维视角分析物质性质与转化关系。 能综合运用本章实验知识（氨气制备、硝酸性质检验等），规范实验操作、分析实验现象，提升科学探究与证据推理的综合能力。 结合本章知识（酸雨防治、材料创新），认识化学与环境、科技、社会的密切联系，强化绿色化学理念与社会责任，形成化学学科核心素养。 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 能列举常见的新型无机非金属材料，辨识其核心特性，从组成和性质角度区分新型与传统无机非金属材料，完善无机非金属材料的认知框架。 结合新型无机非金属材料的性质与应用，认识化学在材料科学领域的创新价值，培养科学探究与信息分析能力。 关注新型无机非金属材料对科技进步和社会发展的推动作用，树立化学与可持续发展、高新技术相结合的意识，增强科学态度与社会责任。 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 玻璃 水泥 陶瓷 通讯材料——光导纤维(SiO2) 硅太阳能电池(Si) 芯片的基础材料——硅晶片(Si) 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 硫及其化合物 知道硫及其化合物间的转化关系，能写出相关转化方程式。 ⑪2H2SO4(浓)＋CuCuSO4＋SO2↑＋2H2O ∆ ①S＋H2 H2S ②SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O 点燃 ④S＋O SO2 ⑤2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O ⑥Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋H2O＋SO2↑ ⑧2Na2SO3＋O2===2Na2SO4 ⑨2NaOH＋SO3===Na2SO4＋H2O ⑩SO3＋H2O===H2SO4 ③S＋Fe FeS ∆ ⑦2SO2＋O2 2SO3 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 氮及其化合物 知道氮及其化合物间的转化关系，能写出相关转化方程式。 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 氮及其化合物 知道氮及其化合物间的转化关系，能写出相关转化方程式。 ⑧Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O ④2NO＋O2===2NO2 ⑤3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ⑥HNO3＋NH3===NH4NO3 ⑦3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ①N2＋3H2 2NH3 ②N2＋O2=====2NO 放电 ③4NH3+5O2 4NO+6H2O 催化剂 ∆ 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 无机非金属材料 硅酸盐材料和新型无机非金属材料及其主要性能和用途 Na2SiO3 + CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3 SiO2＋4HF=SiF4＋2H2O SiO2+2NaOH=H2O+Na2SiO3 Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3 SiO2＋2C ══ Si＋2CO↑ 1800～2000℃ Si＋2Cl2 SiCl4 SiCl4＋2H2══SiCl4＋4HCl 1100℃ H2SiO3 H2O+SiO2 Na2CO3+ SiO2 Na2SiO3 + CO2↑ 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 无机非金属材料 （2）无机非金属材料 ①传统无机非金属材料 产品 主要原料 主要成分 应用 陶瓷 / 生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具 普通玻璃 生产建筑材料、光学仪器和各种器皿，还可制造玻璃纤维用于高强度复合材料 水泥 / 水泥、沙子和碎石等与水混合可以得到混凝土 黏土 纯碱、石灰石和石英砂(SiO2) 黏土和石灰石少量石膏 Na2SiO3·CaSiO3· SiO2 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 无机非金属材料 用途 硅 晶体硅 计算机等的芯片 硅太阳能电池 生成光导纤维 ②硅和二氧化硅的用途 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 无机非金属材料 新型陶瓷 组成 特性和功能 实例 碳化硅 ③新型陶瓷 不再限于传统的硅酸盐体系 在光学、电学、磁学等方面具有很多新的特征和功能 可用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料 硬度大：可用作砂纸和砂轮的磨料 ④碳纳米材料 碳纳米材料在 等领域有着广阔的应用前景。 能源、信息、医药 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 知识建构 化工生产中的重要非金属元素 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 对物质的漂白或褪色原理理解 探究点一 例1 下列说法正确的是 (　　) A.因为SO2具有漂白性,所以它能使品红溶液、溴水、KMnO4溶液、石蕊溶液褪色 B.能使品红褪色的不一定是SO2 C.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,其原理相同 D.盐酸能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,所以盐酸也有漂白性 B　 [解析] A错误,SO2使溴水、KMnO4溶液褪色是因为SO2具有还原性,能使品红褪色是因为具有漂白性,SO2不能使指示剂褪色; B正确,因为能使品红褪色的物质很多,不仅仅是SO2; 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 例1 下列说法正确的是 (　　) A.因为SO2具有漂白性,所以它能使品红溶液、溴水、KMnO4溶液、石蕊溶液褪色 B.能使品红褪色的不一定是SO2 C.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,其原理相同 D.盐酸能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,所以盐酸也有漂白性 C错误,因为这些漂白剂的漂白原理不完全相同; D错误,溶液褪色的原理是盐酸中和NaOH,使溶液碱性变弱,并不是盐酸具有漂白性。 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 [归纳总结] 常见漂白剂比较 漂白类型 加合型 氧化型 吸附型 漂白原理 与有机色质化合 利用物质的强氧化性 吸附色素 常见漂白剂 SO2 HClO、H2O2、O3、Na2O2 活性炭 变化 化学变化 化学变化 物理变化 备注 加热,溶液又恢复原色 氯水使酸碱指示剂褪色,不使Cu2+、Fe3+等褪色 — [注意] 漂白是指使有机色质褪色,漂白剂不一定使无机色质(如KMnO4、CuSO4·5H2O等)褪色,即使能使无机色质褪色,也不称漂白作用(如SO2使KMnO4溶液褪色)。 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 例2 将盛有12 mL NO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中,充分反应后,还剩余2 mL无色气体,则原混合气体中O2的体积和剩余的2 mL气体分别是(　　) A.1.2 mL,NO B.2.4 mL,O2 C.3.5 mL,O2 D.4 mL,NO NOx溶于水的计算问题 探究点二 [解析] 解题依据的化学反应原理为4NO2+O2+2H2O=4HNO3,3NO2+H2O=2HNO3+ NO。设O2的体积为x。 剩余的气体有两种可能: ①若剩O2,则V剩=x-(12 mL-x)=2 mL,解得 x=4 mL,选项B、C不正确。 ②若剩NO,则V剩=[(12 mL-x)-4x]=2 mL,解得 x=1.2 mL,选项D不正确。 A　 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 [归纳总结] 氮的氧化物溶于水的三种类型 反应原理: ①3NO2+H2O=2HNO3+NO ②2NO+O2=2NO2 ③4NO2+O2+2H2O=4HNO3 ④4NO+3O2+2H2O=4HNO3 (1)NO2气体:NO2气体溶于水时仅涉及反应①,剩余气体为NO。 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 (2)NO2和O2的混合气体:NO2和O2的混合气体溶于水时涉及反应③: x= 0<x< x= x> 反应情况 O2过量并剩余 恰好完全反应 NO2过量又发生反应①,剩余NO (3)NO和O2的混合气体:NO和O2的混合气体溶于水时涉及反应④: x= 0<x< x= x> 反应情况 　O2过量并剩余 　恰好完全反应 　NO过量并剩余 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 例3 向500 mL稀硝酸中加入一定质量的铁粉,恰好使铁粉完全溶解,放出NO气体5.6 L(标准状况),同时溶液质量增加9.3 g。下列判断正确的是(　　) A.原溶液中投入铁粉物质的量是0.25 mol B.原溶液中HNO3的浓度是 2.0 mol·L-1 C.反应后的溶液中还可溶解9.6 g铜 D.反应后的溶液中c(Fe2+)∶c(Fe3+)=1∶2 硝酸与金属反应计算题的计算方法 探究点三 [解析] n(NO)== 0.25 mol,m(NO)=0.25 mol× 30 g·mol-1=7.5 g。m(Fe)= 9.3 g+7.5 g=16.8 g,n(Fe)==0.3 mol,由得失电子守恒知反应后溶液中存在 Fe2+、Fe3+,则n(Fe2+)+n(Fe3+)= B　　 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 例3 向500 mL稀硝酸中加入一定质量的铁粉,恰好使铁粉完全溶解,放出NO气体5.6 L(标准状况),同时溶液质量增加9.3 g。下列判断正确的是(　　) A.原溶液中投入铁粉物质的量是 0.25 mol B.原溶液中HNO3的浓度是 2.0 mol·L-1 C.反应后的溶液中还可溶解9.6 g铜 D.反应后的溶液中c(Fe2+)∶c(Fe3+)=1∶2 0.3 mol;由得失电子守恒得 2n(Fe2+)+3n(Fe3+)=3n(NO),2n(Fe2+)+3n(Fe3+)=0.25 mol×3,解得 n(Fe2+)=0.15 mol,n(Fe3+)=0.15 mol。n(HNO3)=2n(Fe2+)+3n(Fe3+)+n(NO)=0.15 mol×2+ 0.15 mol×3+0.25 mol=1 mol,c(HNO3)== 2.0 mol·L-1。还可溶解铜:n(Cu)== 0.075 mol,m(Cu)=0.075 mol×64 g·mol-1=4.8 g。 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 [归纳总结] 守恒法解决硝酸与金属反应的计算 (1)整体思路 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 (2)计算方法 ①原子守恒法 HNO3与金属反应时,一部分HNO3起酸的作用,以N的形式存在于溶液中;一部分作为氧化剂转化为还原产物,这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。 ②电子守恒法 HNO3与金属的反应属于氧化还原反应,HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。 [归纳总结] 守恒法解决硝酸与金属反应的计算 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 ③离子方程式计算法 金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时,由于硝酸盐中N在H2SO4提供H+的条件下能继续与金属反应,因此此类题目应用离子方程式来计算,先作过量判断,然后根据完全反应的金属或H+或N进行相关计算,且溶液中要符合电荷守恒。 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 1.下列关于二氧化硅的说法正确的是(　　) A.二氧化硅是酸性氧化物，因此能与水反应生成硅酸 B.二氧化硅制成的光导纤维，由于导电能力强而被用于制造光缆 C.二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，但能与碳酸钠固体在高温时发生反应 D.用二氧化硅制取单质硅时，当生成2.24 L气体(标准状况)时，得到2.8 g硅 C 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 2.“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法中正确的是(　　) A.玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品 B.制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英 C.硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高 D.沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐 C 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 3.某化学兴趣小组为了探究常温下某非金属氧化物形成的未知气体的成分，该小组成员将气体通入澄清石灰水中，发现澄清石灰水变浑浊，持续通入一段时间后发现浑浊的石灰水又变澄清，由此该小组成员对气体的成分进行探究。 [提出猜想]猜想1：该气体为CO2；猜想2：该气体为SO2；猜想3： 。 [实验探究]该小组同学按下图所示装置，将气体从a端通入。 a.乙中应该装　　　　(填字母)试剂。 A.NaCl溶液 B.酸性KMnO4溶液 C.盐酸 D.澄清石灰水 b.甲中品红溶液的作用是 。 c.丁中澄清石灰水的作用是 。 通过该实验，该小组同学观察到以下三个实验现象： ①甲中品红溶液褪色；②丙中品红溶液不褪色；③丁中澄清石灰水变浑浊。 [得出结论]d.由上述现象，该小组同学确认该气体的成分为 。 该气体为CO2和SO2的混合气体 B 验证未知气体中是否含有SO2 验证未知气体中是否含有CO2 CO2和SO2的混合气体 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 4. H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害，工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放，回答下列各方法中的问题。 Ⅰ.H2S的除去 方法1：生物脱H2S的原理为： H2S+Fe2(SO4)3=S↓+2FeSO4+H2SO4 4FeSO4+O2+2H2SO4 2Fe2(SO4)3+2H2O a.硫杆菌存在时，FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍，该菌的作用是 。 b.由图甲和图乙判断使用硫杆菌的最佳条件为 。 作催化剂 30℃、pH=2.0 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 方法2：在一定条件下，用H2O2氧化H2S c.随着参加反应的变化，氧化产物不同。当=4时，氧化产物的分子式为 。 Ⅱ.SO2的除去 方法（双碱法）：用NaOH吸收SO2，并用CaO使NaOH再生： NaOH溶液 Na2SO3溶液 d.写出过程①的离子方程式： 。 H2SO4 2OH-+SO2= +H2O 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 5.某研究小组用如下图所示装置进行SO2与FeCl3溶液反应的相关实验（夹持装置已略去）。 （1）在配制氯化铁溶液时，操作中不需要的仪器有 （填字母）。 a.药匙　b.烧杯　c.石棉网　d.玻璃棒　e.坩埚 （2）通入足量SO2时C中观察到的现象为 。 （3）根据以上现象，该小组同学认为SO2与FeCl3溶液发生了氧化还原反应。 ①写出SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式： 。 ce 溶液由黄色变为浅绿色 2Fe3++SO2+2H2O= +4H++2Fe2+ 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 ②请设计实验方案检验有Fe2+生成: ， 。 ③该小组同学认为向C试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液，若出现白色沉淀，即可证明反应生成了。该做法 （填“合理”或“不合理”），理由是 。 （4）D装置中倒置漏斗的作用是 。 （5）为了验证SO2具有还原性，实验中可以代替FeCl3溶液的试剂有 （填字母）。 A.浓硫酸 B.酸性KMnO4溶液 C.碘水 D.NaCl溶液 取C中反应后的溶液，向其中滴加KSCN溶液， 不合理 硝酸可以将溶解在溶液中的SO2氧化为H2SO4 充分吸收气体，防止溶液倒吸 BC 溶液不变红，再加入新制的氯水，溶液变红 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 6.NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。 （1）用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx，吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和CO2的反应。写出该反应的化学方程式： 。 （2）在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。 NH3与NO2生成N2的反应中，当生成1molN2时，转移的电子数为 mol。 24/7 2HNO2+(NH2)2CO=2N2↑+CO2↑+3H2O 【解析】（1）HNO2中N为+3价，(NH2)2CO中N、C的化合价分别为-3、+4，依据得失电子守恒和原子守恒配平反应方程式为2HNO2+(NH2)2CO=2N2↑+CO2↑+3H2O。（2）①NH3NO2中氮元素的化合价分别为-3、+4，根据得失电子守恒和原子守恒配平反应方程式为8NH3+6NO2 7N2+12H2O，故生成1molN2转移电子24/7mol。 学习目标 课程标准 情境导入 教学进程 知识建构 检测反馈 7.选择性催化还原(SCR)是在有催化剂的条件下将NOx转变为N2和H2O。某化学兴趣小组拟验证NO能被氨气还原并测算其转化率。 试回答下列问题：（1）若制取氨气用A装置，则发生反应的化学方程式为 ；若用B装置制取氨气，则分液漏斗和锥形瓶中盛放的药品分别是 。（2）用C装置制取NO时，用可抽动的铜丝，其优点是 。（3）若进入装置⑤的NO共2 688 mL(已折算为标准状况，下同)，氨气过量，最后收集到标准状况下2 016 mL N2，则NO的转化率为 。 浓氨水、碱石灰(或生石灰和氢氧化钠固体) 反应可以随时停止与发生，操作方便，可反复使用，节约药品 90% 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O 感谢您的观看 Thank you $