高中化学 《含氮化合物》氮氧化物的产生及转化教案1 苏教版必修1.docx
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高中化学《含氮化合物》氮氧化物的产生及转化教案1苏教版必修1
2019-2020年高中化学《含氮化合物》(氮氧化物的产生及转化)教案1苏教版必修1
【主干知识】
1、氮气:
无色无味、难溶于水的气体。
空气中78%(体积分数)是氮气。
氮分子(N2)为双原子分子,结构稳定,决定了氮气性质的稳定性,常温下氮气很稳定,很难与其它物质发生反应,因此,生产上常用氮气作保护气。
但这种稳定是相对的,在一定条件下(如高温、放电等),也能跟某些物质(如氧气、氢气等)发生反应。
2、固氮作用:
游离态氮转变为化合态氮的方法。
途径举例
自然固氮→闪电时,N2转化为NO
N2+O2== 2NO
生物固氮→豆科作物根瘤菌将N2转化为化合态氮
工业固氮→工业上用N2和H2合成氨气
N2+3H22NH3
3、氮氧化物(NO和NO2):
NO
NO2
色、态(常温下)
气味
毒性
重要反应
氮氧化物对环境的污染、危害及防治措施
①硝酸型酸雨的产生及危害
②造成光化学烟雾的主要因素③破坏臭氧层
措施:
使用洁净能源,减少氮氧化物的排放;为汽车安装尾气转化装置;处理工厂废气
【典型例题】
1、Murad等三位教授最早提出了NO分子在人体内有独特功能,近年来此领域研究有很大进展,因此这三位教授荣获了xx年诺贝尔医学及生理学奖,关于NO的下叙述不正确的是
A、NO可以是某些低价N物质氧化的产物
B、NO不是亚硝酸的酸酐
C、NO可以是某些高价N物质的还原产物
D、NO是红棕色气体
【巩固练习】
1、下列物质不属于城市空气质量日报的是
A、二氧化硫 B、氮氧化物 C、二氧化碳 D、悬浮颗粒 ()
2、实验室制备下列气体,只能用排水法收集的是 ()
A、NO2B、NOC、O2D、H2
3、下列气体由于能结合血红蛋白而引起中毒的是 ()
A、Cl2B、NOC、O2D、CO
4、鉴别NO2和溴蒸汽的方法正确的是 ()
A、用氢氧化钠溶液 B、用湿润的淀粉碘化钾试纸
C、用硝酸银溶液 D、用蒸馏水
5、美国医学教授因发现X物质在人体血管系统内具有传送信号的功能而荣获xx年诺贝尔生理学和医学奖。
因此X物质被誉为“生物信使分子”。
已知X是一种奇电子数分子,也是一种污染大气的无色气体且能使血红蛋白失去携氧能力。
则X是:
()
A.CO B.HF C.CO2 D.NO
6、起固氮作用的化学反应的是:
()
A.工业上用氮气和氢气合成氨气 B.一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮
C.氨气经催化氧化生成一氧化氮 D.由氨气制碳酸氢氨和硫酸氨
7、在NO2与水的反应中,水:
()
A.是还原剂 B.是氧化剂
C.既是氧化剂又是还原剂 D.既不是氧化剂又不是还原剂
8、一定体积下,将等体积的NO和O2的混合气体置于试管中,并将试管倒立于水槽中,充分反应后剩余气体的体积约为原气体总体积的 ()
A、 B、 C、 D、
9、在体积为VL的密闭容器中通入amolNO和bmolO2,反应后容器内氮原子数和氧原子数之比为 ()
A、 B、 C、 D、
10、在标准状况下,将NO2和O2按体积比为4﹕1充满一个干燥的烧瓶,将烧瓶倒置于水中,瓶内液面上升,最后烧瓶内溶液的物质的量浓度为()
A、0.045mol/LB、0.036mol/LC、0.026mol/LD、0.030mol/L
11、电闪雷鸣是人们司空见惯的自然现象,地球上每年平均发生315160余次闪电
(1)每当雷电交加之际,空气中可能发生如下反应:
12、NO分子因污染空气而臭名昭著。
近年来,发现少量的NO在生物体内许多组织中存在,它有扩张血管、免疫、增强记忆的功能,而成为当前生命科学的研究热点,NO亦被称为“明星分子”。
请回答下列问题。
(1)NO对环境的危害在于(填以下项目的编号)
A.破坏臭氧层
B.高温下能使一些金属被氧化
C.造成酸雨
D.与人体血红蛋白结合
(2)在含Cu+离子的酶活化中心中,亚硝酸根离子(NO2-)可转化为NO,写出Cu+和亚硝酸根离子在酸性水溶液中反应的离子方程式:
。
13、汽车尾气(含有烃类、CO、SO2与NO等物质)是城市空气的污染源。
治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂)。
它的特点是使CO与NO反应,生成可参与大气生态环境循环的无毒气体,并促使烃类充分燃烧及SO2的转化。
(1)写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式
(2)“催化转换器”的缺点是在一定程度上提高空气的酸度,其原因是
(3)控制城市空气污染源的方法可以有
a开发氢能源b使用电动车
c植树造林d戴上呼吸面具
14、地球外层空间存在臭氧和氧原子,该臭氧层的存在能吸收和阻挡太阳的有害强烈紫外线辐射,可是人为的大气污染物会破坏臭氧层,如超音速飞机排放物中的氮氧化物(NO和NO2),它们和O3及O发生如下反应:
O3+NO=NO2+O2,O+NO2=NO+O2。
这两个反应反复循环,其总反应为:
。
由此可见,氮氧化物在破坏臭氧层的过程中起了作用。
15、将一充满NO2和O2混合气体的试管倒立于水中,若试管容积为10ml,充分反应后剩余气体为1ml,求原混合气体中NO2和O2的体积各为多少毫升?
课时2氮肥的生产和使用
【学习目标】
1、认识氨和铵盐的性质和用途,知道含氮化合物的应用对社会生产的作用和对自然环境的影响。
2、知道氮肥的性能和使用氮肥的注意事项,认识到科学使用化肥的意义。
【主干知识】
氮肥的生产和使用
1、写出合成氨的反应方程式:
_________________________________________________
2、喷泉实验
⑴喷泉实验的原理:
⑵实验现象:
⑶实验结论:
思考:
①喷泉为什么不满或失败?
②能否用CO2气体设计一个喷泉实验?
如何设计?
空气可以吗?
3、NH3与水的反应:
在氨水中既有自由的氨分子,也有水合氨分子和铵离子,主要形成水合氨分子。
只有一小部分水合氨分子电离成铵根离子和氢氧根离子,故溶液显弱碱性。
在氨水中存在下列平衡:
。
NH3·H2O一元弱碱:
氨的水溶液称为氨水(试分析氨水中所含微粒种类),氨水密度小于水,其密度随浓度增大而减小(酒精与之相同,硫酸、盐酸都与之相反)
NH3·H2O不稳定,加热易分解NH3·H2O==NH3↑+H2O。
4、氨与氯化氢反应:
⑴实验现象:
⑵实验结论:
⑶化学反应方程式:
⑷氨与酸反应的实质是:
⑸氨气的检验方法:
铵盐的性质
1、铵盐的热解:
(一般规律)
(1)若为非氧化性酸形成的铵盐,受热分解成NH3和对应的酸。
(酸不稳定继续分解);
(2)若为氧化性酸形成的铵盐,受热分解发生氧化—还原反应,产物复杂一般不要求同学们掌握。
2、铵盐的碱解
实质:
与碱反应:
NH4++OH-△NH3↑+H2O
注意:
①该反应要生成NH3,必须要有加热条件,否则只能写成NH3·H2O
②该反应有何重要应用?
一是实验室利用该反应来制取NH3,二是利用该反应检验或鉴定NH4+,请你说出鉴定NH4+方法?
【精彩例题】
例1下列反应起了氮的固定作用的是
A.氮气和氢气在一定条件下反应生成氨气B.一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮
C.氨气被氧化为一氧化氮D.由氨气制碳酸氢铵、硫酸铵和尿素
E.闪电时大气中氮的氧化物的生成F.豆科植物的根瘤菌把大气中的氮转化成氨
例2密度为0.9g/cm-3的氨水,质量分数为25%,设氨水用等质量的水稀释后,所得溶液的溶质的质量分数为()
A、等于12.5%B、大于12.5%C、小于12.5%D、无法确定
例3标准状况下,将XLNH3溶于1LH2O中,制得密度为0.90g·cm-3浓度为12mol·L-1的氨水,求:
X=?
【达标提高】
1、“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。
吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。
该化学物质是
A.氯化钠B.固体硝酸铵C.固体氢氧化钠D.生石灰
2、在1L1mol/L氨水中
A.含1molNH3氨分子B.含NH3和NH4+之和为1mol
C.含1molNH3·H2OD.NH3、NH3·H2O、NH4+之和为1mol
3、下列各组气体在常温下,极易发生非氧化还原反应而不能共存的是
A.硫化氢和二氧化硫 B.一氧化氮和氧气 C.氨气和氯化氢D.氯气和硫化氢
4、下列物质中,既能和盐酸反应,又能和NaOH溶液反应的是
①NaHCO3②Al2O3③Al(OH)3④Ca(HCO3)2⑤(NH4)2S
A.有②③④⑤B.有④和⑤C.有①②③D.全部
5、喷泉实验时烧瓶中充入a气体,滴管中盛放b溶液,烧杯中盛放b溶液,当把滴管中a溶液挤入烧瓶中,不能形成喷泉实验的是
A.a:
氨气b:
水B.a:
二氧化硫b:
氢氧化钠水溶液
C.a:
二氧化氮b:
水D.a:
氯气b:
氯化钠水溶液
6、某温度下,在体积一定的密闭容器中适量的NH3(气)和Cl2(气)恰好完全反应若反应产物只有N2(气)和NH4Cl(固),则反应前后容器中压强比应接近于
A.1:
11B.11:
1C.7:
11D.11:
7
7、固体混和物,可能有氯化钙、碳酸铵、烧碱、硫酸铵,将它溶解于水得到无色澄清溶液,无其它明显现象,向溶液中加入硝酸钡溶液,产生白色沉淀,再加入硝酸,沉淀部分消失,原混和物中肯定有
A.CaCl2和(NH4)2SO4B.(NH4)2SO4和(NH4)2CO3
C.NaOH和CaCl2D.NaOH和(NH4)2SO4
8、气体X可能由NH3、Cl2、H2S、HBr、CO2中的一种或几种组成。
已知:
X通入AgNO3溶液时产生淡黄色沉淀,该沉淀不溶于稀硝酸;若将X通入澄清石灰水,却不见沉淀产生。
则有关X的成分,下列说法正确的是
1一定有HBr,可能有CO2②一定不含CO2③一定不含NH3、Cl2、H2S
④可能含CO2、Cl2
A.只有①B.只有③C.①和③D.②和③
9、标准状况下,VL氨气被1L水吸收后,测得所得氨水的密度为dg/cm3,则氨水的物质
的量浓度可表示为______________mol/L;氨水中溶质的质量分数可表示为_________%.(本题中氨的式量以17.0计,水的密度以1.00g·cm-3计)
10、某气体可能含有CO、CO2、NH3、HCl、H2和H2O(g)中的一种或几种,当依次通过澄清石灰水(无浑浊现象)、Ba(OH)2(有浑浊现象)、浓硫酸、灼热的CuO(变红)和无水CuSO4(变蓝)时,则可断定该混合物中一定有__________,可能有_________,一定没有_________
11、有下列实验装置:
盐酸
还原铁粉
aD
锌粒 干燥剂
E酚酞试液
ABC
示意图中A是简易的氢气发生器,B是大小适宜的园底烧瓶,C是装有干燥剂的U形管,
a是旋转活塞,D是装有还原铁粉的反应管,E是装有酚酞试液的试管。
实验前先检查实
验装置的气密性。
实验开始时,先关闭活塞a,并取下烧瓶B,向A中加入一定量浓度适
当的盐酸,发生氢气,经必要的“操作”[见问题
(2)]后,在导管的出口处点燃氢气,然
后如图所示套上烧瓶B,塞紧瓶塞,氢气在烧瓶中继续燃烧。
用酒精灯加热反应管D中的
还原铁粉,待B中氢气的火焰熄灭后,打开活塞a,气体通过反应管D进入试管E中,使
酚酞试液呈红色。
请回答下列问题:
(1)实验前如何检查实验装置的气密性?
答:
(2)点燃氢气前必须进行操作,进行该操作的方法是
。
(3)写出B、D中分别发生的化学方程式:
B中:
D中:
(4)C中所盛干燥剂的名称是,该干燥剂的作用是____
课时3硝酸的性质(第一课时)
【学海导航】1、了解硝酸的物理性质。
2、掌握硝酸的主要化学性质,特别是硝酸的重要特性—--不稳定性和强氧化性。
3、掌握工业上氨催化氧化法制硝酸的反应原理,并了解主要生产过程
【知识准备】
1.物理性质:
纯硝酸是色、易挥发、气味的体,能跟水以任意比例互溶,常用浓硝酸的质量分数为69%“发烟硝酸”的质量分数为。
2.化学性质:
硝酸除具有强酸的通性(电离方程式为)外
还有如下的特性:
(1)不稳定性:
观察浓硝酸的颜色,预测可能是什么原因,用实验证明你的结论。
。
反应方程式:
拓展:
由此可知硝酸如何保存?
。
(2)强氧化性:
演示实验:
浓、稀硝酸分别与Cu反应,观察实验现象。
①与金属反应(写出浓、稀硝酸分别与Ag、Cu反应的化学方程式和离子方程式)
浓硝酸
稀硝酸
Cu
Ag
*可用稀硝酸洗涤沾附在仪器内壁上的银。
反应规律:
a.浓、稀HNO3能氧化除Au、Pt以外的所有金属。
b.可用通式表示:
M+HNO3M(NO3)n+还原产物+H2O
c.氧化性:
浓HNO3>稀HNO3。
(稀HNO3使石蕊试液变红后不褪色)
与非金属反应:
写出浓硝酸与C反应的化学方程式。
与其它还原剂的反应:
写出离子方程式:
稀硝酸分别与SO32-、Fe2+反应:
【巩固练习】
()1、下列溶液:
①BaCl2溶液、②溴水、③AgNO3溶液、④浓硝酸、⑤氯水、⑥稀硫酸,
可以用无色玻璃滴瓶长期存放的是
A.①②B.①⑥C.③④D.⑤⑥
()2、下列化学反应中,硝酸只表现了氧化性的是
A.3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OB.CuO+2HNO3(稀)=Cu(NO3)2+H2O
C.C+4HNO3(浓)=CO2+4NO2↑+2H2OD.3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2O
()3、右图装置可用于
A.加热NaHCO3制CO2
B.用Cu和稀HNO3反应制NO
C.用NH4Cl与浓NaOH溶液反应制NH3
D.用NaCl与浓H2SO4反应制HCl
()4、用以下三种途径来制取相等质量的硝酸铜①铜跟浓硝酸反应②铜跟稀硝酸反应;
③铜先跟氧气反应生成氧化铜,氧化铜再跟硝酸反应。
以下叙述正确的是
A.三种途径所消耗的铜的物质的量相等
B.三种途径所消耗的硝酸的物质的量相等
C.所消耗的铜的物质的量是:
途径③>途径①>途径②
D.所消耗的硝酸的物质的量是:
途径①>途径②>途径③
()5、将铁屑溶于过量盐酸后,再加入下列物质,会有三价铁生成的是
A.硫酸B.氯水C.硝酸锌D.氯化铜
()6、38.4g铜与适量浓HNO3反应,铜全部作用后共收集到22.4L标准状况下气体(不考虑NO2转化为N2O4),则反应消耗HNO3的物质的量为
A.1molB.1.6molC.2.2molD.2.4mol
()7、下列反应中,硝酸既表现氧化性又表现酸性的是
A.Cu+HNO3B.C+HNO3C.CuO+HNO3D.FeO+HNO3
8、硝酸在反应中的动态变化:
在浓硝酸中放入铜片,回答下列问题:
(1)开始反应的化学方程式为,实验现象为
(2)若铜有剩余,则临近结束时的反应方程式为
(3)待反应停止后,再加入少量25%的硫酸,现象为原因是
9、若将12.8gCu跟一定量的浓硝酸反应,铜消耗完时,共产生5.6L(STP)气体。
则所消耗的HNO3物质的量为多少?
所得气体的平均式量为多少?
课时4硝酸的性质(第二课时)
【学海导航】掌握工业上氨催化氧化法制硝酸的反应原理,并了解主要生产过程。
【知识准备】硝酸的制法
硝酸的工业制法:
原理:
(写出化学方程式),
,。
设备,为提高原料利用率,采用的措施是,
硝酸厂的尾气主要是,尾气处理的方法是。
【例题】
铜和镁的合金8.8g完全溶于浓硝酸,若反应中硝酸被还原只产生6720mL的NO2气体和1120mL的N2O4气体(都已折算到标准状况),在反应后的溶液中,加入足量的氢氧化钠溶液,生成沉淀的质量为多少?
【巩固练习】
()1、实验室可以利用NaNO3和浓H2SO4加热制取硝酸,这是利用了HNO3的
A.氧化性B.强酸性C.不稳定性D.挥发性
()2、在铁和铜的混合物中,加入一定量的稀HN03,充分反应后剩余m1g金属,再向其中加入一定量的稀硫酸,充分振荡后,剩余m2g金属,则m1与m2之间的关系是
A.m1一定大于m2B.m1可能等于m2
C.m1一定等于m2D.m1可能大于m2
()3、已知镁和稀硝酸反应时,每有1molHNO3反应,就有0.8mol电子转移,此时硝酸的还原产物可能是
A.NO2B.N2OC.NH4NO3D.NO
()4、0.4molCu2S与足量浓硝酸反应,生成H2SO4、NO2、Cu(NO3)2和H2O,则参加反应而未被还原的HNO3的物质的量为
A.4molB.5.6molC.1.6molD.0.8mol
()5、有一无色气体,不溶于水,也不溶于碱溶液,但在常温下能被空气氧化,该气体是
(A)H2S(B)CO(C)NO(D)NH3
()6、某单质与浓硝酸反应时,每有0.25mol单质反应就消耗1molHNO3,则该单质氧化后所显示的化合价为
A.+1B.+2C.+3D.+4
()7、0.1mol固体M(NO3)2加热分解,2M(NO3)2==2MO+4NO2↑+O2↑将产生的气体用排水法收集,在标准状况下收集到的气体的体积接近
A.5.6LB.4.48LC.0LD.1.12L
8、下图中的每一方格表示有关的一种反应物或生成物,其中A和C为无色气体。
填写下列空白:
已知:
2Na2O2+O2=2Na2CO3+O2
(1)物质M可以是 ;C是 ;F是 (填化学式)。
(2)反应①的化学方程式是 。
(3)反应②的化学方程式是 。
8.由Cu、Ag组成的合金30g,溶于80mL13.5mol·L-1HNO3中充分反应后,合金全部
溶解并放出6.72L气体(STP),所得溶液中C(H+)=1mol·L-1。
若不考虑溶液体积变化,求原合金中银的质量分数
2019-2020年高中化学《含硅矿物与信息材料》教案1苏教版必修1
★教学目标
知识技能:
1.了解硅、二氧化硅、硅酸、硅酸盐的存在与性质,认识硅及其化合物在生活实际中的重要应用。
2.要求学生查阅资料,学会通过查阅资料来获取知识的学习方法,培养对新旧知识进行归纳比较的逻辑思维能力,培养自主学习和创新能力
过程方法:
1.通过对自然界中存在的含硅化合物的学习,使学生了解硅元素在自然界的存在形式及硅酸盐的结构复杂性。
2.通过探究性实验掌握硅酸钠的有关知识;学会将硅酸盐的化学式书写氧化物的形式的方法和技巧。
3.通过对硅酸盐工业产品的了解,使学生了解到硅酸盐矿物的应用与人类文明的发展的密切关系。
4.利用图片、模型、表格、视频、实物、实验及多媒体教学手段等,增强直观性和形象性。
情感态度与价值观:
1.从传统材料到信息材料的学习,激发学生学习兴趣,增强学生研究、探索、发现新材料的意识;体会“化学――人类进步的关键”这句话的思想内涵,增强学生学习化学的兴趣。
2.了解我国材料科学发展的成就、社会及科学技术的发展对新型材料的要求,激发学生爱国主义热情,提高社会责任感。
★教学重点
硅酸钠、单质硅、二氧化硅的性质;硅酸盐的氧化物形式的书写
★教学难点
单质硅和二氧化硅的结构
★教学课时
第一课时:
硅酸盐矿物、传统材料与信息材料的介绍。
第二课时:
单质硅、二氧化硅的结构和性质及它们的用途。
★教学方法
探究式教学,多媒体教学法。
★教学过程
第一课时 硅酸盐矿物与硅酸盐产品
导入新课:
在日常生活中,我们经常接触到玻璃、水泥、及陶瓷。
同学们知道这些硅酸盐是用什么原料生产的吗?
那这节课我们就来研究硅酸盐有关的知识。
提出问题:
(1)硅元素在地壳中的含量怎样?
(2)硅元素在自然界主要有哪些存在形式?
解析:
(1)地壳中硅元素的含量仅次于氧,约占总质量的四分之一。
(2)硅元素在自然界中主要是以硅酸盐和二氧化硅的形式存在。
地壳质量的92%是硅酸盐和二氧化硅。
过渡:
硅元素在自然界中广泛存在,主要是硅酸盐和二氧化硅的形式,下面我们先来了解硅酸盐的有关知识。
(多媒体展示)自然界中的一些硅酸盐的图片及其化学式:
结论:
硅酸盐的结构复杂
一、常见的硅酸盐
硅酸及其缩水结合而成的各种酸所对应的盐统称硅酸盐。
硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分,种类很多,结构复杂,常用氧化物的形式来表示组成。
其改写的规律:
①各元素写成相应的氧化物,元素的价态保持不变。
②顺序按先金属后非金属,金属元素中按金属活动顺序表依次排列,中间用“·”间隔。
③注意改写后应与原来化学式中的原子个数比不变。
如:
滑石Mg3(Si4O10)(OH)2可表示为3MgO·4SiO2·H2O
硅酸盐组成复杂,一般用氧化物的形式表示它们的组成:
(学生活动)锆石:
ZrO2·SiO2红柱石:
Al2O3·SiO2
钙铝石榴子石:
3CaO·Al2O3·3SiO2镁橄榄石:
2MgO·SiO2
过渡:
在硅酸盐中,硅酸钠是极少数溶于水中的一种,用途广泛,下面我们先来学习它的有关知识.
硅酸钠:
Na2SiO3固体俗称泡花碱Na2SiO3能溶于水,其水溶液俗称“水玻璃”,是工业使用的一种黏合剂,耐火、耐腐蚀。
探究①加水溶解,并检验其溶液酸碱性;
(学生活动)(硅酸钠水溶液呈碱性)
②向溶液中通二氧化碳或滴加稀盐酸观察现象;
(学生活动)(向溶液通二氧化碳有白色沉淀生成,滴加稀盐酸也有白色沉淀生成)
Na2SiO3+2H2O+CO2==H4SiO4↓+Na2CO3
Na2SiO3+2HCl+H2O==H4SiO4↓+2NaCl(制取Na2SiO3)
③再向②中滴加氢氧化钠溶液观察现象。
(学生活动)(白色沉淀溶解)
H4SiO4+2NaOH==Na2SiO3+3H2O
深化理解:
实验室保存Na2SiO3溶液的方法
因为硅酸的酸性比碳酸还弱,所以空气中的CO2可以和Na2SiO3水溶液发生如下反应Na2SiO3+H2