高中化学第2节 氮的循环评课ppt课件

这是一份高中化学第2节 氮的循环评课ppt课件，共38页。PPT课件主要包含了自主阅读，自主检测，化学性质，问题探究，知识点拨，典例引领，探究一，探究二，探究硝酸的氧化性等内容，欢迎下载使用。

一、硝酸1.物理性质纯净的硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体,熔点为-42 ℃,沸点为83 ℃,密度为1.5 g·cm-3。通常市售硝酸中HNO3的质量分数为68%~70%,密度约为1.42 g·cm-3。HNO3的质量分数为95%以上的浓硝酸在空气中由于挥发出硝酸蒸气会产生发烟现象,通常叫做发烟硝酸。 
3.用途硝酸是一种重要的化工原料,可用于制造炸药、染料、塑料和硝酸盐等。在实验室里,硝酸是一种重要的化学试剂。
二、人类活动对自然界循环和环境的影响1.含氮物质的来源及其危害
2.减少人类活动对氮循环和环境的影响措施(1)控制进入大气、陆地和海洋的有害物质的数量。(2)增强生态系统对有害物质的吸收能力,如保护森林、植树绿化等。
1.下列关于浓硝酸的说法正确的是(　　)A.保存在棕色瓶中B.不易挥发C.与铜不反应D.受热不分解解析：浓硝酸见光受热易分解,应保存在棕色试剂瓶中,且应避光保存,故A正确;硝酸易挥发,故B错误;铜和浓硝酸发生反应Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,故C错误;4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O,故D错误。答案：A
2.对下列事实的解释中,错误的是(　　)A.浓硝酸在光照下颜色变黄,说明浓硝酸不稳定B.常温下,浓硝酸可以用铝槽车来贮存,说明铝与浓硝酸不反应C.实验室不能用锌与稀硝酸反应制氢气,是因为稀硝酸具有强氧化性D.浓硝酸露置在空气中,容器内硝酸的浓度降低,说明浓硝酸具有挥发性解析：常温下,浓硝酸可用铝槽车来贮存,是因为铝遇浓硝酸在常温下能发生钝化现象,钝化并不是不发生反应,而是发生氧化还原反应时在铝的表面形成一层致密的氧化物保护膜,阻止了反应的继续进行。答案：B
3.2018年4月22日是第49个世界地球日。地球是人类赖以生存的家园,但这个家园在百年来却遭到了前所未有的破坏,环境问题越来越成为一个社会问题。回答下列有关环境的问题:(1)造成水体富营养化的元素是　　　　和　　　　,水体富营养化的后果是导致水生藻类“疯长”,并迅速覆盖在水面上,在海水中形成　　　　现象,而这种现象在淡水中称为　　　　　　　　　　　。 (2)大气中的下列氧化物的存在既不能形成酸雨,也不能形成光化学污染的是　　　　。 A.二氧化硫B.二氧化碳C.二氧化氮D.一氧化氮
(3)目前,大城市内的光化学污染是大气主要污染形式之一,该污染的现象是形成烟雾,故又叫光化学烟雾,形成光化学烟雾的过程属于　　　　　　　　(填“化学变化”或“物理变化”)。 (4)汽车尾气中氮的氧化物来源除因为燃油中含有氮元素(燃烧时,氮转化为氮的氧化物)外,还有一个原因。请你用化学方程式表示这个原因:　　　　　　　　　　　　　　　　。 
解析：(1)水体中过量的氮、磷造成了水体的富营养化,温度适宜则会导致近海水域的赤潮现象,在江河湖泊等淡水中爆发性生长藻类则叫水华。(2)酸雨是指pH小于5.6的雨、雪、霜、雾或其他形式的大气降水。二氧化碳溶解于水,尽管也可以使水显酸性,但大气中的二氧化碳在水中溶解后pH不可能小于5.6,故二氧化碳不是酸雨形成的原因。(3)光化学烟雾的形成是一个复杂的氧化还原反应过程。(4)机动车在工作时,其汽缸内的温度和压力非常高,故吸入其中的空气(氮气与氧气)会相互反应,生成氮的氧化物。
答案：(1)氮　磷　赤潮　水华(2)B　(3)化学变化
硝酸与铜反应时,硝酸体现了哪些性质?探究提示硝酸体现了氧化性和酸性。硝酸被还原成氮的氧化物体现了氧化性,与金属结合成硝酸盐体现了硝酸的酸性。
浓硝酸和稀硝酸均具有强氧化性,主要是由于硝酸中的+5价的氮元素具有很强的得电子能力。其主要表现为:能将大多数金属(除Au、Pt之外)溶解、能与很多非金属反应以及与某些还原性化合物发生反应。1.浓硝酸(1)金属单质:浓硝酸与金属反应生成的气体主要是NO2。①与不活泼金属单质:
②铁和铝常温下遇浓硝酸钝化,钝化是化学变化。(2)非金属单质:浓硝酸在加热条件下能与非金属单质反应,本身被还原为NO2,非金属单质一般被氧化成氧化物或酸。
2.稀硝酸稀硝酸常温下与绝大多数金属单质反应生成的气体主要是NO,但不产生氢气。(1)稀硝酸与铜反应:8HNO3(稀)+3Cu 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O(2)稀硝酸与铁反应:
特别提醒:(1)硝酸与金属反应时,一般既表现强氧化性,又表现酸性,参加反应的硝酸部分被还原,还有一部分仍以 形式存在。(2)浓硝酸与金属反应的过程中,浓度逐渐减小,还原产物有可能是NO和NO2的混合物,最终溶液中仍有 。
【例题1】在浓硝酸中放入铜片:　　　　　　　　　　　　　　　　(1)开始反应的化学方程式为 　。 (2)若铜有剩余,则反应将要结束时的化学方程式为　　。 (3)待反应停止后,再加入少量25%的稀硫酸,这时铜片上又有气泡产生,原因是  　。 (4)若将12.8 g铜与一定量的浓硝酸反应,铜消耗完时,共产生气体5.6 L(标准状况下)。则所消耗硝酸的物质的量是　　　　　　。 
解析：(1)在浓硝酸中放入铜片,开始反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。(2)铜与浓硝酸反应时,随着反应的进行,硝酸浓度不断减小,故反应最后阶段发生的是铜与稀硝酸的反应。(3)反应停止后,反应体系中有:Cu、Cu2+、 ,加入稀硫酸后,H2SO4电离出H+,又“生成了HNO3”,故又会有Cu溶解。
跟踪训练1对下列事实的解释正确的是(　　)A.浓硝酸通常保存在棕色的试剂瓶中,说明浓硝酸不稳定B.不用浓硝酸与铜屑反应来制取硝酸铜,说明浓硝酸具有挥发性C.足量铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色,说明稀硝酸不能氧化Fe2+D.锌与稀硝酸反应得不到氢气,说明稀硝酸能使锌钝化解析:浓硝酸通常保存在棕色的试剂瓶中避光保存,说明浓硝酸见光易分解,故A正确;铜与浓硝酸反应生成二氧化氮,会污染环境,通常利用硝酸与氧化铜反应制取硝酸铜,与浓硝酸挥发性无关,故B错误;铁与硝酸反应首先生成硝酸铁,溶液呈浅绿色由过量的铁与铁离子反应生成亚铁离子所致,故C错误;硝酸为氧化性酸,与锌反应不能生成氢气,应生成氮的氧化物等,与钝化无关,故D错误。答案:A
金属与硝酸反应的计算方法
金属与硝酸反应的计算中有哪些守恒思想?
探究提示(1)原子守恒:n(总的硝酸)=n( )+n(还原产物中氮原子)。(2)电子守恒:硝酸与金属的反应属于氧化还原反应,N原子得到的电子数等于金属原子失去的电子数。(3)电荷守恒:Mn+和H+所带正电荷总数等于 所带负电荷总数。
2.有关HNO3参与的氧化还原反应的常用计算方法(1)原子守恒法。HNO3与金属反应时,一部分HNO3起酸性作用,以 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)电子得失守恒法。HNO3中氮原子获得电子的总物质的量等于金属失去电子的总物质的量。
(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 在H2SO4提供H+的条件下能继续与金属反应,因此此类题目应结合离子方程式来计算,先做过量判断,然后根据完全反应的物质进行相关计算。
【例题2】 38.4 mg铜与适量的浓硝酸反应,铜全部反应后,共收集到22.4 mL(标准状况)气体,反应消耗的HNO3物质的量可能是(　　)A.1.0×10-3 mlB.1.6×10-3mlC.2.2×10-3mlD.2.4×10-3ml
解析：铜与浓硝酸反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。随着反应的进行,浓硝酸会逐渐变稀,反应则变为3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。参加反应的硝酸一部分起酸性作用,一部分作氧化剂被还原(一部分被还原为NO,一部分被还原为NO2)。
整体分析法:n(HNO3)=n(作酸用HNO3)+n(作氧化剂用HNO3)=2n[Cu(NO3)2]+n(NO)+n(NO2)=2n(Cu)+n(气体)=2×6.0×10-4 ml+1.0×10-3 ml=2.2×10-3 ml。答案：C
规律方法点拨硝酸与金属反应时,随着反应情况不同,产物不同,有时甚至出现多种产物混合现象(如NO、NO2混合,Fe2+、Fe3+混合等),如果采用一般解题方法,依据化学方程式分步计算,计算步骤十分烦琐,甚至使简单问题复杂化。解题时一般采用守恒方法,可以使问题得到简化。例如,变价金属Fe在反应中发生的变化:
跟踪训练2足量的铜溶于一定量浓硝酸中,产生NO、N2O4、NO2的混合气体,这些气体若与1.12 L O2(标准状况)混合后通入水中,气体恰好被水完全吸收。若向铜与浓硝酸反应后所得的溶液中加入5 ml·L-1的H2SO4溶液100 mL,则继续溶解铜的质量是(　　)A.6.4 gB.9.6 gC.19.2 gD.24 g
192 g 2 mlx 0.2 ml192 g∶2 ml=x∶0.2 ml解得x=19.2 g,故C项正确。答案：C
1.导致下列现象的主要原因与排放NO无关的是(　　)A.酸雨B.光化学烟雾C.水体富营养化D.温室效应解析：NO的排放可以引起酸雨、光化学烟雾、水体富营养化等,但是不能引起温室效应。答案：D
2.下列对于硝酸的认识,不正确的是(　　)A.浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性B.铜与HNO3的反应属于置换反应C.金属与HNO3反应一定不产生氢气D.可用铁或铝制品盛装浓硝酸
解析：硝酸是强氧化性酸,且浓硝酸的氧化性强于稀硝酸,A正确;铜与浓、稀硝酸反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑,3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,两个反应方程式均不符合置换反应的定义,B错误;因为硝酸是氧化性酸,金属与HNO3反应均不产生H2,而生成水,C正确;铁与铝遇冷浓硝酸钝化,故可用铁或铝制品盛装浓硝酸,D正确。答案：B
3.下列有关硝酸反应的叙述中,错误的是(　　)A.稀硝酸与铁反应,有氢气放出B.浓硝酸跟铜反应,有二氧化氮气体放出C.硝酸跟碳酸钠反应,有二氧化碳气体放出D.硝酸受热时,有二氧化氮、氧气放出解析:稀硝酸与铁反应时,氮元素得电子,故不能放出H2。答案:A
4.一定量的浓硝酸与过量的铜粉反应,生成的氮的氧化物(　　)A.只有NOB.只有NO2C.是NO和NO2D.无法确定解析：随着反应的进行,浓硝酸变为了稀硝酸,浓硝酸、稀硝酸与Cu反应的还原产物分别为NO2、NO。答案：C
5.将1.92 g铜片投入一定量的浓硝酸中,当收集到1.12 L气体(已换算为标准状况)时,金属铜恰好全部溶解。则:(1)反应中消耗HNO3 　　　　ml,被还原的HNO3为　　　　 ml,转移电子　　　　 ml; (2)确定所得气体的成分及体积(标准状况):　　　　　　　　。