生產(chǎn)生活中的含氮化合物

生產(chǎn)生活中的含氮化合物空氣中氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)78%，氧氣的體積分?jǐn)?shù)22%，還有少量的CO2及稀有氣體。氮?dú)馐强諝獾闹饕煞郑厥墙M成蛋白質(zhì)的必需元素，是生命的重要組成元素。但空氣中氮元素的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，只有少數(shù)豆科植物能夠直接吸收轉(zhuǎn)化加以利用。直到1919年，德國(guó)化學(xué)家哈伯在實(shí)驗(yàn)室中首次人工合成了NH3，才使大規(guī)模合成化肥成為現(xiàn)實(shí)。但含氮化合物的使用也給人類生活帶來(lái)了巨大的危害！一、氮氧化物的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)化（一）氮元素的重要作用１．生命物質(zhì)的重要組成元素２．在生產(chǎn)、科學(xué)研究領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用一、氮氧化物的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)化（二）氮氧化物的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)化氮?dú)馐菬o(wú)色無(wú)味密度比空氣稍小，熔、沸點(diǎn)低，沸點(diǎn)-195.8℃，難溶于水的氣體氮?dú)猓∟2）氮的原子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：N+725N2的電子式：N2的結(jié)構(gòu)式：N≡N氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，很難與其他物質(zhì)反應(yīng)常用做保護(hù)氣一、氮氧化物的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)化N2+3H22NH3N2+3MgMg3N2N2+O22NO高溫高壓催化劑點(diǎn)燃放電（氧化性）人工固氮—自然固氮（氧化性）（還原性）工業(yè)上合成氨制法：分離空氣大豆、蠶豆等豆科作物根部的根瘤菌中存在固氮酶，能在常溫常壓下把空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)變?yōu)镹H4+。根瘤菌一、氮氧化物的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)化（二）氮氧化物的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)化

氮元素是植物生長(zhǎng)的必需元素之一。充足的氮使植物枝葉茂盛，葉片增大，光合作用增強(qiáng)，從而使農(nóng)作物的產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量得以提高。大部分氮元素以游離態(tài)存在于空氣中。一般情況下，僅有少數(shù)植物能將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為可吸收的化合態(tài)的氮。俗話說(shuō)“雷雨發(fā)莊稼”，那么，在電閃雷鳴的條件下，游離態(tài)的氮是如何轉(zhuǎn)變?yōu)榛蠎B(tài)的氮的呢?雷雨發(fā)莊稼在新疆和青海交界處有一狹長(zhǎng)山谷，每當(dāng)牧民和牲畜進(jìn)入后，風(fēng)和日麗的晴天頃刻間電閃雷鳴，狂風(fēng)大作，人畜往往遭雷擊倒下。奇怪的是這里的牧草茂盛，四季常青，被當(dāng)?shù)啬撩穹Q為“魔鬼谷”。你能用化學(xué)方程式及必要的文字?jǐn)⑹鼋忉尅澳Ч砉取蹦敛菝?、四季常青的原因?一氧化氮（NO）

常溫下為無(wú)色、無(wú)味的氣味，不溶于水。在大氣中達(dá)到一定濃度時(shí)有毒，NO使人體中毒的原理與CO相似,都是與血紅蛋白結(jié)合，使其失去輸送氧氣的功能。用途：在生物學(xué)方面有獨(dú)特作用，人體中極少量的NO會(huì)促進(jìn)血管擴(kuò)張，防止血栓塞等。

2NO+O2==2NO2如何收集NO氣體？氮的氧化物N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5實(shí)驗(yàn)室用Cu和稀HNO3反應(yīng)制NO3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O二氧化氮（NO2）物理性質(zhì)：常溫下為紅棕色、有刺激性氣味的氣體，與水反應(yīng)。在大氣中達(dá)到一定濃度時(shí)有毒。化學(xué)性質(zhì)

3NO2+H2O==2HNO3+NO2NO2N2O4（無(wú)色）２KI＋２NO2＝I2＋２KNO2體現(xiàn)氧化性如何鑒別溴蒸汽和二氧化氮？實(shí)驗(yàn)室用Cu和濃HNO3反應(yīng)制NO2Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O（二）氮氧化物對(duì)環(huán)境的污染與防治１．氮氧化物對(duì)環(huán)境的污染（1）酸雨（2）光化學(xué)煙霧（3）對(duì)臭氧層的破壞籠罩曼哈頓的光化學(xué)煙霧洛杉磯光化學(xué)煙霧2．氮氧化物對(duì)環(huán)境污染的防治（1）來(lái)源：（2）防治：氮氧化物主要來(lái)源于化石燃料的燃燒，汽車尾氣、工廠廢氣的排放，其中，汽車尾氣是城市大氣中氮氧化物的主要來(lái)源之一。①開(kāi)發(fā)使用潔凈能源；②對(duì)工廠排放的廢氣進(jìn)行處理③對(duì)汽車尾氣進(jìn)行凈化處理。消除污染的主要方法：堿液吸收法

NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2ONH3還原法6NO+4NH3=5N2+6H20東京展出富士重工電動(dòng)汽車概念車R1e

小結(jié)：

1。氮?dú)猓∟2）的化學(xué)性質(zhì)：

2。氮的氧化物的化學(xué)性質(zhì)：

3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO+O2=2NO2×3×2+）4NO+3O2+2H2O=4HNO3

關(guān)于NO2、NO、O2混合氣體溶于水的計(jì)算1、NO和O2混合2、NO2和O2混合3NO2+H2O=2HNO3+NO×22NO+O2=2NO2+）4NO2+O2+2H2O=4HNO3

練習(xí)1：將20mLNO2與NO的混合氣體通入倒立在水槽中盛滿水的玻璃筒（帶刻度）后，筒內(nèi)剩下10mL氣體。求原混合氣體中NO和NO2的體積。課堂訓(xùn)練練習(xí)2：容積為10mL的試管，充滿NO2和O2的混合氣體，把試管倒立在水槽中，若充分反應(yīng)后，試管中尚有1mL氣體，則原混合氣體中各為幾毫升？練習(xí)3：將40mLNO和NO2的混合氣體跟20mLO2同時(shí)通入裝滿水倒立于水槽中的量筒中，發(fā)現(xiàn)有5mL氣體剩余，問(wèn)原NO和NO2混合氣體的體積組成是什么？練習(xí)4：把9mLNO氣體裝入試管，倒立于水槽中，逐漸通入O2，當(dāng)試管中剩余氣3mL時(shí)，通入O2的體積可能是

A、9mlB、4.5mlC、3mlD、9.75ml1、標(biāo)準(zhǔn)狀況下一支充滿NO2

的大試管倒置于水槽中至液面不再上升，假設(shè)溶質(zhì)不擴(kuò)散，求此時(shí)試管中溶液的物質(zhì)的量濃度為多少？2、標(biāo)準(zhǔn)狀況下一支充滿NO的大試管倒置于水槽中，向其中緩緩?fù)ㄈ隣2至液面不再上升，假設(shè)溶質(zhì)不擴(kuò)散，求此時(shí)試管中溶液的物質(zhì)的量濃度為多少？3、標(biāo)準(zhǔn)狀況下一支充滿NO2

和NO的大試管倒置于水槽中至液面不再上升，假設(shè)溶質(zhì)不擴(kuò)散，求此時(shí)試管中溶液的物質(zhì)的量濃度為多少？4、標(biāo)準(zhǔn)狀況下一支充滿NO2

和O2（體積比4：1）的大試管倒置于水槽中至液面不再上升，假設(shè)溶質(zhì)不擴(kuò)散，求此時(shí)試管中溶液的物質(zhì)的量濃度為多少？5、標(biāo)準(zhǔn)狀況下一支充滿NO和O2（體積比4：3）的大試管倒置于水槽中至液面不再上升，假設(shè)溶質(zhì)不擴(kuò)散，求此時(shí)試管中溶液的物質(zhì)的量濃度為多少？思考與練習(xí)：二、氮肥的生產(chǎn)和使用

（NH4）2SO4NH4NO3NH4HCO3NH4ClCO（NH2）2

氮肥：（1）銨態(tài)氮肥：（2）其它氮肥：硝態(tài)氮肥如：KNO3有機(jī)態(tài)氮肥如：CO（NH2）2氨氨水（1）工業(yè)合成氨1.壓強(qiáng)：20MPa～50MPa

2.溫度：500℃左右3.催化劑：鐵觸媒——以鐵為主體的多成分催化劑。合成氨的條件：科學(xué)家哈伯簡(jiǎn)介

弗里茨.哈泊：德國(guó)化學(xué)家，出生于一個(gè)猶太富商家中。1900年獲得博士學(xué)位。1908年7月首次合成氨氣，1909年7月建成每小時(shí)生產(chǎn)90克氨氣的實(shí)驗(yàn)裝置，1918年獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。哈伯首創(chuàng)了使用化學(xué)毒劑的化學(xué)戰(zhàn)，在第一次世界大戰(zhàn)中有130萬(wàn)人受到化學(xué)戰(zhàn)的傷害，其中9萬(wàn)人死亡。氨的物理性質(zhì)：（1）氨是沒(méi)有顏色、有刺激性氣味的氣體（2）氨的密度小于空氣（3）氨易液化（作致冷劑）（4）氨極易溶于水（1：700）氨分子的結(jié)構(gòu)三角錐形電子式：結(jié)構(gòu)式：氨氣的噴泉實(shí)驗(yàn)從噴泉實(shí)驗(yàn)中你能總結(jié)出NH3的哪些性質(zhì)？你能設(shè)計(jì)出一個(gè)藍(lán)色的噴泉實(shí)驗(yàn)來(lái)嗎？城市中常見(jiàn)的人造噴泉及火山爆發(fā)的原理與上述的原理相似嗎?如圖1所示，上部燒瓶已裝滿干燥氨氣，引發(fā)水上噴的操作是：打開(kāi)止水夾，擠出膠頭滴管中的水。該實(shí)驗(yàn)的原理是：氨氣極易溶解于水，致使燒瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)迅速減小。噴泉實(shí)驗(yàn)及其拓展請(qǐng)討論在不改裝置的前提下引發(fā)右圖噴泉的方法？打開(kāi)夾子，用手(或熱毛巾等)將燒瓶捂熱。該實(shí)驗(yàn)的原理是：氨氣受熱膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣，氨氣與水接觸，即發(fā)生噴泉。用冰水澆注燒瓶，降低燒瓶?jī)?nèi)氨氣的溫度，使氣體壓強(qiáng)減小，水上升與氨氣接觸進(jìn)一步減小壓強(qiáng)形成噴泉。小結(jié)：以上方法為減小燒瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)而產(chǎn)生噴泉。在圖3的錐形瓶外放一水槽，瓶中加入酒精，水槽中加入冷水后，再加入足量的下列物質(zhì)，結(jié)果也產(chǎn)生了噴泉，水槽中加入的物質(zhì)可以是（）

(A)濃硫酸(B)食鹽(C)硝酸鉀(D)硫酸銅這種方法產(chǎn)生噴泉的原理是：增大錐形瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)產(chǎn)生噴泉。

A(1)圖甲為中學(xué)化學(xué)教學(xué)中所用的噴泉實(shí)驗(yàn)裝置，在燒瓶中充滿干燥氣體，膠頭滴管及燒杯中分別盛有液體，下列組合中不可能形成噴泉的是_______________。(A)HCl和H2O(B)O2和H2O(C)NH3和H2O(D)CO2和NaOH溶液B（2）在圖乙的錐形瓶中，分別加入足量的下列物質(zhì)，反應(yīng)后可能產(chǎn)生噴泉的是()

(A)Cu與稀鹽酸(B)NaHCO3與NaOH溶液(C)CaCO3與稀硫酸(D)NH4HCO3與稀鹽酸D（3）城市中常見(jiàn)的人造噴泉及火山爆發(fā)原理與上述_______(填圖甲或圖乙)裝置的原理相似。乙歸納反思1.關(guān)鍵:2.途徑:3.延伸:噴泉實(shí)驗(yàn)形成壓強(qiáng)差①減少“上瓶”的壓強(qiáng)②增加“下瓶”的壓強(qiáng)①尾氣處理(防倒吸裝置選擇)②燒瓶中溶液的物質(zhì)的量濃度等計(jì)算提示:氨水的溶質(zhì)是氨氣.思考：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，用一充滿NH3氣體的燒瓶進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，當(dāng)水充滿整個(gè)燒瓶后（假定NH3不擴(kuò)散到燒杯中），燒瓶?jī)?nèi)氨水的物質(zhì)的量濃度是多少？燒瓶中溶液的物質(zhì)的量濃度計(jì)算拓展延伸VaqCB=nB（2）氨、氨水的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：將膠頭滴管中的水?dāng)D入燒瓶，打開(kāi)止水夾，燒杯中的水沿著導(dǎo)管噴入燒瓶，變成紅色。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)操作：氨氣極易溶于水，氨氣的水溶液顯

堿

性。

濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙變成藍(lán)色。氨水易揮發(fā)，氨氣的水溶液具有

堿

性。

燒杯中出現(xiàn)白煙。濃氨水、濃鹽酸具有揮發(fā)性，NH3與HCl結(jié)合，有固體NH4Cl生成。（2）氨、氨水的性質(zhì)①氨溶于水形成的水溶液稱為

氨水

，氨水具有揮發(fā)性。氨水中的氨大部分與水結(jié)合成一水合氨（NH3·H2O），一水合氨少部分電離。

NH3＋H2ONH3·H2ONH4＋＋OH－NH3·H2ONH3NH4+H2OOH-H+分析氨水的成份：③氨可以與酸反應(yīng)生成銨鹽。

白煙

本質(zhì)：

NH3＋H＋=NH4＋

（3）氨的用途：致冷劑、合成氮肥、工業(yè)制硝酸。

※液氨與氨水的比較：

物質(zhì)的分類微粒種類存在條件液氨純凈物NH3常溫下不存在氨水混合物NH3、NH3·H2O、H2O、NH4＋、OH－、（H＋）常溫常壓下存在2。銨鹽實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)操作：試管底部固體減少，在試管中上部有白色固體出現(xiàn)。并可聞到刺激性氣味。濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)，并可聞到刺激性氣味。

2。銨鹽※歸納總結(jié)：銨鹽的性質(zhì)為“三解”。（3）易堿解：和堿在加熱的條件下，發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，產(chǎn)生NH3

。（1）易溶解：均為易溶于水的白色晶體。（2）受熱易分解：晶體受熱易分解，但不一定產(chǎn)生NH3

。檢驗(yàn)銨根的方法二、氮肥的生產(chǎn)和使用

1。氨氣（2）性質(zhì)：小結(jié)：

2。銨鹽（1）生產(chǎn)：（3）制取：易溶于水；一元弱堿。（1）易溶解；（2）易分解；（2）易堿解。4、氨的實(shí)驗(yàn)室制法：

2NH4Cl+Ca(OH)2==CaCl2+2NH3+2H2O（4）干燥氨氣：（5）檢驗(yàn)氨氣的方法（1）反應(yīng)原理：（2）反應(yīng)裝置：固固加熱-----↑（3）收集方法：向下排空氣法堿石灰a、用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙（變藍(lán)）b、蘸有濃鹽酸(濃硝酸)的玻璃棒接近試管口（產(chǎn)生白煙）※常見(jiàn)氣體的溶解性：NH3HClSO2H2SCl2CO2700500402.621※下列裝置不能作為極易溶于水的氣體的吸收裝置的是（）DABCDABC請(qǐng)大家寫出A、B兩種裝置能防止倒吸的原理。A、倒立漏斗式：這種裝置可以增大氣體與吸收液的接觸面積，有利于吸收液對(duì)氣體的吸收。當(dāng)易溶性氣體被吸收液吸收時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)壓強(qiáng)減少，吸收液上升到漏斗中，由于漏斗容積較大，導(dǎo)致燒杯中液面下降，使漏斗口脫離液面，漏斗中的吸收液受自身重力的作用又流回?zé)瓋?nèi)，從而防止吸收液的倒吸。B、肚容式：當(dāng)易溶于吸收液的氣體由干燥管末端進(jìn)入液被吸收后，導(dǎo)氣管內(nèi)壓強(qiáng)減少，使吸收液倒吸進(jìn)入干燥管的吸收液本身質(zhì)量大于干燥管內(nèi)外壓強(qiáng)差，吸收液受自身重量的作用又流回?zé)瓋?nèi)，從而防止吸收液的倒吸。這種裝置與倒置漏斗很類似。觀察與思考

在村子里住著兩位農(nóng)民小李和小劉，他們都種了幾畝水稻。小李很勤勞，不僅施用了氮肥硝酸銨，還同時(shí)施用了自己燒制的草木灰（呈堿性），而小劉只施用了氮肥硝酸銨，小李心想自己使用的肥料多，收成一定好，結(jié)果到了秋收時(shí)發(fā)現(xiàn)，自己田地的產(chǎn)量遠(yuǎn)不及小劉的，你知道是原因嗎？觀察與思考有一位農(nóng)民在倉(cāng)庫(kù)里存放了一袋氮肥—碳酸氫銨（俗稱碳銨），有一天他發(fā)現(xiàn)這袋化肥包裝破損受潮了，就把它拿出去曬，結(jié)果發(fā)現(xiàn)沒(méi)有人偷盜卻少很多，你能從化學(xué)的角度替他找原因嗎？練習(xí)（1）氨水顯弱堿性的原因是（）A常溫下氨水在水中的溶解性不大B氨分子的極性太弱C一水合氨只有極少部分電離生成NH4+和OH-D氨分子易結(jié)合溶液中的H+C（2）下列各組氣體中，在通常情況下能穩(wěn)定共存的是（）ANH3、O2、HClCN2、H2、HClBCO2、NO、O2DH2、O2、SO2CD（3）試管中盛有少量白色固體，可能是銨鹽，檢驗(yàn)的方法是（）A加水，將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放在管口B加氫氧化鈉溶液，加熱，將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放在管口BC加氫氧化鈉溶液，加熱，用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近瓶口D加氫氧化鈉溶液，滴加紫色石蕊試劑（4）有食鹽和氯化銨晶體組成的混合物，要使兩者分開(kāi)，最簡(jiǎn)單的方法是（）A結(jié)晶C加熱CB過(guò)濾D分液（5）下列氣體中，不能用排空氣法收集的是A、CO2B、H2C、NO2D、NOD（6）實(shí)驗(yàn)室制取下列氣體時(shí)，與實(shí)驗(yàn)室制氨氣的氣體發(fā)生裝置相同的是（）A、H2