苏教版化学必修一省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第二单元第二单元生产生活中含氮化合物生产生活中含氮化合物专题专题4 4 硫、氮和可连续发展硫、氮和可连续发展氮氧化物产生及转化氮氧化物产生及转化第1页血红蛋白中含有氮元素血红蛋白中含有氮元素第2页农作物生长离农作物生长离不开氮元素不开氮元素第3页含氮化合物作为火箭燃料含氮化合物作为火箭燃料第4页自然界中氮大多以自然界中氮大多以游离态游离态存在于大气中，存在于大气中，不能被植物直接吸收。不能被植物直接吸收。怎样利用氮气为人类服务？科学家苦苦怎样利用氮气为人类服务？科学家苦苦探索了几百年。探索了几百年。20世纪初，德国化学家世纪初，德国化学家哈伯哈伯首次用氢首次用氢气和氮气合成了氨，奠定了大规模工气和氮气合成了氨，奠定了大规模工业合成化肥基础业合成化肥基础。第5页天才还是魔鬼天才还是魔鬼？哈伯（哈伯（F.Haber 1868F.Haber 186819341934）他因为攻克氨合他因为攻克氨合成这一世界难题，成这一世界难题，将无数人从饥饿将无数人从饥饿死亡线上拯救出来；死亡线上拯救出来；他也因创造大量化他也因创造大量化学武器并用于战争，学武器并用于战争，使无数人伤残致死；使无数人伤残致死；他是诺贝尔化学奖他是诺贝尔化学奖得主受人尊敬，他也得主受人尊敬，他也是战争魔鬼遭人唾骂是战争魔鬼遭人唾骂第6页人工固氮人工固氮N23H2催化剂2NH3高温、高压合成氨工厂合成氨工厂氮固定氮固定第7页 生物固氮生物固氮根瘤菌根瘤菌与大豆、蚕与大豆、蚕豆等豆科植豆等豆科植物共生根物共生根瘤菌中存在瘤菌中存在固氮酶，能固氮酶，能在常温常压在常温常压下把空气中下把空气中氮气转变氮气转变为氨。为氨。第8页在新疆和青海交界处有一狭长山谷，每当牧民和牲畜进入后，在新疆和青海交界处有一狭长山谷，每当牧民和牲畜进入后，风和日丽晴天顷刻间电闪雷鸣，狂风大作，人畜往往遭雷击风和日丽晴天顷刻间电闪雷鸣，狂风大作，人畜往往遭雷击 倒下。奇怪是这里牧草茂盛，四季常青，被当地牧民称为倒下。奇怪是这里牧草茂盛，四季常青，被当地牧民称为“魔魔鬼谷鬼谷”。你能用化学方程式及必要文字叙述解释。你能用化学方程式及必要文字叙述解释“魔鬼谷魔鬼谷”牧牧草茂盛、四季常青原因吗草茂盛、四季常青原因吗?第9页猜猜看猜猜看：漂亮闪电除了给我们带来漂亮闪电除了给我们带来视觉和听觉上冲击，还带来视觉和听觉上冲击，还带来了什么？了什么？第10页“雷雨发庄稼雷雨发庄稼”第11页农村俗话农村俗话-“雷雨发庄稼雷雨发庄稼”中所包括化学原理中所包括化学原理N N2 2O O2 2放电放电NONONONO2 2O O2 2HNOHNO3 3H H2 2O ONONO3 3-进入进入土壤土壤友情提醒：各营养元素都是以离子形友情提醒：各营养元素都是以离子形式被植物所吸收式被植物所吸收链接第12页2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO硝酸硝酸硝酸盐硝酸盐雷雷雨雨发发庄庄稼稼N2+O2=2NO放电放电庄稼需要氮庄稼需要氮元素元素第13页三、一氧化氮和二氧化氮三、一氧化氮和二氧化氮1.NO和和NO2物理性质：物理性质：NO：无色、无味、微溶于水有毒气体。：无色、无味、微溶于水有毒气体。NO2：红棕色、有剌激性气味有毒气体，：红棕色、有剌激性气味有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水。密度比空气大，易液化，易溶于水。想一想：想一想：假如将一支充满假如将一支充满NO2试管倒立试管倒立于水槽中你会观察到什么现象？于水槽中你会观察到什么现象？第14页思思 考考现现给给你你一一试试管管二二氧氧化化氮氮，将将其其倒倒置置于水槽中，问试管内会有什么改变？于水槽中，问试管内会有什么改变？红棕色气体消失，水位上升，红棕色气体消失，水位上升，最终水充满试管最终水充满试管2/32/3，3NO2+H2O=2HNO3+NO 第15页1、设设计计试试验验，要要求求尽尽可可能能多多使使试试管管内内气气体体被水吸收。被水吸收。2、你设计对工业生产硝酸有什么启示？、你设计对工业生产硝酸有什么启示？再思索再思索充分利用原料，降低充分利用原料，降低污染物排放污染物排放2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO 第16页2.NO和和NO2化学性质化学性质NO不与水反应，在常温下易与不与水反应，在常温下易与O2化合生成化合生成NO2:NO2难被难被O2氧化，易与水反应生成氧化，易与水反应生成HNO3和和NO:2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO第17页怎样判别怎样判别NONO2 2与与BrBr2 2蒸汽？蒸汽？第18页氮其它氧化物：氮其它氧化物：N2O俗名笑气，是一个麻醉剂；俗名笑气，是一个麻醉剂；N2O3是亚硝酸（是亚硝酸（HNO2）酸酐；）酸酐；N2O4是无色气体；是无色气体；N2O5是硝酸酸酐，是一个固体。是硝酸酸酐，是一个固体。第19页四、氮氧化物危害与防治四、氮氧化物危害与防治氮氧化物对环境污染氮氧化物对环境污染危害：危害：形成酸雨（硝酸型酸雨）形成酸雨（硝酸型酸雨）形成形成光化学烟雾光化学烟雾有毒烟雾有毒烟雾破坏臭氧层（形成臭氧空洞）破坏臭氧层（形成臭氧空洞）氮氧化物、氟氯烃（氮氧化物、氟氯烃（氟利昂氟利昂）等。）等。第20页城市中光化学烟雾污染城市中光化学烟雾污染第21页2 2氮氧化物对环境污染防治氮氧化物对环境污染防治（1 1）起源：）起源：（2 2）防治：）防治：氮氧化物主要起源于化石燃料燃氮氧化物主要起源于化石燃料燃烧，汽车尾气、工厂废气排放，烧，汽车尾气、工厂废气排放，其中，汽车尾气是城市大气中氮其中，汽车尾气是城市大气中氮氧化物主要起源之一。氧化物主要起源之一。开发使用洁净能源；开发使用洁净能源；对工厂排放废气进行处理对工厂排放废气进行处理对汽车尾气进行净化处理。对汽车尾气进行净化处理。第22页汽车尾气（含碳氢化合物、汽车尾气（含碳氢化合物、CO、NO和和NO2等）是城市主要污染源之一，治理方法等）是城市主要污染源之一，治理方法之一是在汽车排气管装上催化转化器，使之一是在汽车排气管装上催化转化器，使NO或或NO2与与CO反应生成可参加大气生态循环无反应生成可参加大气生态循环无毒气体。发生反应化学方程式：毒气体。发生反应化学方程式：2CO+2NO=2CO2+N24CO+2NO2=4CO2+N2催化剂催化剂催化剂催化剂问题处理：问题处理：第23页一氧化氮一氧化氮(nitricoxide,NO)是人们熟知无机小分子化合是人们熟知无机小分子化合物，是造成空气污染主要污染源之一。但长久以来对其物，是造成空气污染主要污染源之一。但长久以来对其生理作用却知道不多。近年来发觉一氧化氮生理作用却知道不多。近年来发觉一氧化氮广泛分布于广泛分布于生物体内各组织中，起着主要生理作用生物体内各组织中，起着主要生理作用。尤其是人们诧。尤其是人们诧异发觉异发觉血管内皮松弛因子血管内皮松弛因子(EDRF)化学本质化学本质极有可能就是极有可能就是仅仅由一个氮原子和一个氧原子组成一氧化氮时，一氧仅仅由一个氮原子和一个氧原子组成一氧化氮时，一氧化氮主要生物学作用得到了人们普遍关注。化氮主要生物学作用得到了人们普遍关注。1992年年，一，一氧化氮（氧化氮（Nitricoxide）因为在生命科学中被发觉了新特）因为在生命科学中被发觉了新特征（充当第二信使），这古老化合物被美国征（充当第二信使），这古老化合物被美国Science杂杂志评为志评为年度明星分子年度明星分子。当前，对一氧化氮生物和化学性。当前，对一氧化氮生物和化学性质研究已经成为一个非常热门课题，每年都有超出质研究已经成为一个非常热门课题，每年都有超出4000多篇关于一氧化氮论文发表。多篇关于一氧化氮论文发表。荣耀一氧化氮荣耀一氧化氮第24页19981998年诺贝尔奖取得者伊格纳罗年诺贝尔奖取得者伊格纳罗发觉一氧化氮发觉一氧化氮(NO)是人体内是人体内保护机体抵抗保护机体抵抗心血管疾病与心血管疾病与其它疾病信其它疾病信号分子号分子第25页假如同时不停地往试管中通入氧气假如同时不停地往试管中通入氧气,问问:何何时试管才能充满水呢时试管才能充满水呢?2NO+O22NO23NO2+H2O2HNO3+NO3NO2+H2O2HNO3+NO此时发生以下反应此时发生以下反应:第26页想想看：想想看：若将若将NO2和和O2同时通入水中反应是什么？同时通入水中反应是什么？若是若是NO与与O2？3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO+O2=2NO22+得：得：4NO2+O2+2H2O=4HNO3同理同理2+3得：得：4NO+3O2+2H2O=4HNO3第27页第28页第29页三三.氮气化学性质氮气化学性质（稳定，极难与其它（稳定，极难与其它（稳定，极难与其它（稳定，极难与其它物质反应）物质反应）物质反应）物质反应）1.氮气跟氢气反应（合成氨）氮气跟氢气反应（合成氨）N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3（工业合成氨）（工业合成氨）（工业合成氨）（工业合成氨）高温、高压催化剂2.氮气跟氧气反应氮气跟氧气反应N2O22NO放电放电放电放电3.氮气跟一些金属反应氮气跟一些金属反应MgMg3 3NN2 2NN2 23Mg3Mg点燃点燃点燃点燃第30页氮氧化物与环境污染防治氮氧化物与环境污染防治 消除污染主要方法：碱液吸收法消除污染主要方法：碱液吸收法消除污染主要方法：碱液吸收法消除污染主要方法：碱液吸收法 NO+NONO+NO2 2+2NaOH=2NaNO+2NaOH=2NaNO2 2+H+H22OO2NO2NO2 2+2NaOH=NaNO+2NaOH=NaNO2 2+NaNO+NaNO33+H+H2 2OONHNH3 3还原法还原法还原法还原法6NO+4NH6NO+4NH3 3=5N=5N2 2+6H+6H2 200危害：危害：形成酸雨形成酸雨形成形成光化学烟雾光化学烟雾有毒烟雾有毒烟雾破坏臭氧层（形成臭氧空洞）破坏臭氧层（形成臭氧空洞）氮氧化物、氟氯烃（氮氧化物、氟氯烃（氟利昂氟利昂）等。）等。第31页现学现用NONONONO只能排水法，只能排水法，只能排水法，只能排水法，NONONONO2 2 2 2只能向上排气法，只能向上排气法，只能向上排气法，只能向上排气法，1 1 1 1、怎样搜集怎样搜集NONO和和NONO2 2 气体？能否颠倒过来？气体？能否颠倒过来？2 2、怎样除去、怎样除去NONO中中NONO2 2？混合气经过水洗混合气经过水洗混合气经过水洗混合气经过水洗若用排空气法搜集则得到若用排空气法搜集则得到NO2 2；若用排水法搜集则得到若用排水法搜集则得到NO第32页将将NO2和和O2混合气体通入水中混合气体通入水中V(NO2):V(O2)发生化学反应剩下气体=4:14:14:14NO2+2H2O+O2=4HNO34NO2+2H2O+O2=4HNO34NO2+2H2O+O2=4HNO33NO2+H2O=2HNO3+NOO2NO无无4NO2+2H2O+O2=4HNO3第33页 NONO、NONO2 2和和O O2 2溶于水情况溶于水情况4NO2+2H2O+O2=4HNO3V(NO2):V(O2)=4:1 时，完全反应，无气体剩下时，完全反应，无气体剩下V(NO2):V(O2)4:1 时，时，NO2过量，过量，(2)NO2 和和 O2 混和气体溶于水反应混和气体溶于水反应(1)NO2 溶于水反应溶于水反应3NO2+H2O2HNO3+NO剩下气体体积为剩下气体体积为原来原来1/3第34页若将若将NO和和O2同时通入水中，反应是什么？同时通入水中，反应是什么？结论又是怎样结论又是怎样?4NO+2H2O+3O2=4HNO3V(NO):V(O2)=4:3 时，完全反应，无气体剩下时，完全反应，无气体剩下V(NO):V(O2)4:3 时，时，NO过量，剩下气体为过量，剩下气体为NO第35页