硫和氮的氧化物

1650字
主题:环境污染、化学应用、生活科学、生态保护、工业治理、学科融合

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高一化学教案 硫和氮的氧化物教案

第三节 硫和氮的氧化物

第2课时

二、二氧化氮和一氧化氮

[阅读材料]:信使分子──no。指出no重要的生理作用,no和co使人体中毒的原理。

[知识介绍]:1、氮气的结构: 氮分子结构(以后会学习)决定了氮气的化学性质通常不活泼。

2、氮气的性质:氮气和氧气在放电下生成一氧化氮,一氧化氮再和氧气反应,生成二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝酸,

n2 o2 = 2no

2no o2 = 2no2

3no2 h2o = 2hno3 no

[生活化学]:哪位同学能解释雷雨发庄稼的道理或者一场雷雨一场肥的科学道理?

(空气中氮气和氧气在放电下生成一氧化氮,一氧化氮再和氧气反应,生成二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝酸,硝酸与土壤中矿物质作用形成可溶性硝酸盐,成为氮肥被植物吸收。)

[实验探究]:自学课本p79科学探究1,思考一下问题:

1、 画出实验装置图。

2、简述实验操作步骤。

3、描述实验现象,完成课本p80的表格。

实验步骤

现象

解释(可用化学方程式表示)

(1)

将一支充满no2的试管倒放在盛有水的水槽中

红棕色气体逐渐消失,水位上升,最后水充满整个试管的2/3,无色气体充满试管的1/3(上部)

3no2 h2o=2hno3 no

no2为红棕色气体,易溶于水,no为无色气体,难溶于水

(2)

制取少量氧气

2kclo3=2kcl 3o2↑

或2h2o2 2h2o o2↑

(3)

(3)将氧气慢慢地通入步骤(1)的试管中

无色气体变为红棕色气体,又变为无色气体,但气体体积逐渐缩小,液面不断上升

2no o2=2no2

[问题讨论]:讨论课本p79科学探究2:

硝酸工业常在吸收反应进行过程中补充一些空气,使生成的一氧化氮再氧化为二氧化氮,二氧化氮溶于水又生成硝酸和一氧化氮。经过这样多次的氧化和吸收,二氧化氮可以比较完全地被水吸收,能够尽可能多地转化为硝酸。

[科学视野]:自学课本p80“科学视野”。

三、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染。

介绍二氧化硫和二氧化氮污染物的重要来源,以及对人类和大自然的危害。

[知识拓宽]:1、下列关于酸雨的论述中,不正确的是:

a、酸雨中的氢离子浓度比正常雨水大

b、酸雨雨水和正常雨水的样品煮沸后酸性都减小

c、空气中硫和氮的氧化物

d、正常雨水也有微弱的酸性。

1、 减少酸雨的产生,下列方法中,你认为可取的是:

①少用煤作燃料 ②把烟囱造高 ③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加石灰 ⑤开发新能源

a、①②③ b、②③④⑤ c、①③⑤ d、①③④⑤

实践活动1、2 根据各学校具体情况适当布置。

[课外作业]:教材p83习题1、2、3、4、5。

补充习题:

常见的大气污染物为一次污染物和二次污染物,二次污染物是排入环境中的一次 污染物在物理化学因素或微生物作用下,发生变化所生成的新污染物,如 2no o2=2no2,则no2就是二次污染物,下列四种气体①so2 、②no、③no2、 ④cl2中能导致二次污染的是( ) a.①②③④ b.①②④ c.②④ d.只有② 2.so2是常见的大气污染物之一,我国规定空气中so2含量不得超过0.02mg·l-1。

下列措施中不能够减少so2排放量的是……( )

a.用天然气代替煤炭做民用燃料 b.提高热能利用率

c.硫酸厂采取措施提高尾气的吸收率 d.燃煤中加入生石灰后使用

3.① 为防治酸雨,降低煤燃烧时向大气排放的so2,工业上将生石灰和含硫煤混合后 使用.请写出燃烧时,有关固硫(不使硫化合物进入大气)反应的化学方程式。

② 近年来,某些自来水厂在用液氯进行消毒处理时还加入少量液氨,其反应的化学方程式为nh3 hclo==h2o nh2cl (一氯氨). nh2cl较hclo稳定.试分析加液氨能延长液氯杀菌时间的原因: . 4. 据1997年3月18日《中国环境包》报道:从一份科技攻关课题研究结果显示, 我国酸雨区已占国土面积的40%,研究结果还表明,酸雨对我国农作物、森林等影响的区域较大。某学校课题组为研究酸雨的成因,进行了以下实验:先接通直流电源,使电热丝红热,然后将红热电热丝伸入一有so2和空气的集气瓶中,瓶中立即出现a现象,再往其中加盐酸酸化的bacl2溶液,又出现b现象。请回答: ①描述现象,a————————,b————————————; ②通过该实验可得出“酸雨”成因的化学原理是——————————; ③目前一座中等城市每年用煤约三百万吨,其含硫量如按1%计算,则每年排放so2多少吨?

参考答案:1、a 2、b 3、s o2=so2 cao so2=caso3

精选读者点评

这篇教案里“雷雨发庄稼”那段讲得活灵活现,像在教室窗边指着天跟你聊,可后面习题堆太密,学生抄都手酸,留两道嚼透比十道划拉强。

高一必修一讲解第1章

2900字
主题:无机化学、元素化合物、氧化还原、酸碱理论、结构决定性质

一、 氮及其化合物

1. 氮的氧化物

氮的氧化物有n2o、no、n2o3、no2、n2o4或n2o5,它们均能与热的铜粉反应生成氮气和氧化铜,体现了氧化性的一个侧面。

n2o,微有麻醉性,易溶于水,水溶液呈中性,它可使余烬的木条复燃。no遇空气立即化合成红棕色的no2。no2具强氧化性,s、p、c等物质在no2中可以燃烧 ;能使淀粉ki试液变蓝。在过量的空气中则no、no2对水的反应为:

4no 3o2 2h2o=4hno3

4no2 o2 2h2o=4hno3

n2o3极不稳定,低温分解(2n2o3=2 no n2o4),溶解生成亚硝酸。n2o5是硝酸酐,一般为气态,0℃以上分解2n2o5=2no2 o2。

2. 氨

氨的化学性质主要表现在:

(1)加合反应 nh3分子中有孤对电子,能与具有空轨道的物质(如h 和ag 等)以配位键相键合,所以nh3具有弱碱性和易形成配合物的性质.

h nh3=nh4

ag 2nh3=ag(nh3)2

(2)还原性 nh3中有—3氧化态的氮 而具不太强的还原性,如nh3能被o2、c12等氧化。

4nh3 3o2=2n2 6h2o (nh3能在纯o2中燃烧生成n2)

4nh3 5o2=4no 6h2o(工业上用于制造hno3)

3c12 8nh3=n2 6nh4c1(工业上常用此来检查氯气管道是否漏气)

(3)取代反应 液氨有微弱的电离:2nh3 == nh4 nh2—

将钠放入液氨中有nanh2。开始溶入时,因na释出的电子与氨生成氨合电子e(nh3)_—而呈蓝色。

na nh3(1)=nanh2 h2↑

氨的水溶液呈碱性,因为nh3分子中n—h键之间的共用电子对明显地偏向于n。在水分子中,o—h键之间的共用电子对明显地仪式向于o;在氨水中,nh3和h2o分子通过氢键形成氨水,通常写成nh3·h2o

nh3 h2o nh3·h2o nh4 oh—

氨水的密度随浓度加大而减小。

[例2—7] 从某些方面看,氨和水相当,nh4 和h3o (常简写为h )相当,nh2—和oh—相当,nh2—(有时还包括n3—)和o2—相当。

(1) 已知液氨中下列二个反应能发生,完成并配平反应式:

nh4c1 knh2→

nh4i pbnh→

(2) 完成并配平下列反应的方程式(m为金属):

m nh3→

mo nh4c1→

m(nh2)2→

[解析]根据题给信息,氨和水相当,nh4 和h3o 相当,nh2—和oh—相当,nh2—(有

时还包括n3—)和o2—相当,故可运用类推的方法得出结论:

(1) nh4c1 knh2→ kc1 2nh3;2nh4i pbnh→pbi2 3nh3;

(2) m _nh3 =m(nh2)_ 1/2_ h2; mo 2nh4c1→mc12 2nh3 2h2o

m(nh2)2→ mnh nh3

3. 硝酸 亚硝酸

(1)硝酸 hno3是强酸又是强氧化剂。许多非金属单质如碳、磷、硫、碘等都能被氧化为相应的含氧酸。

3c 4hno3=3co2(g) 4no↑ 2h2o

3p 5hno3 2h2o=3h3po4 5no↑

s 2hno3=h2so4 2no↑

3i2 10hno3=6hio3 10no↑ 2h2o

除少数不活泼金属如au,pt,ir外,几乎所有金属都能与hno3反应,生成相应的硝酸盐。但是fe,a1,cr等在冷的浓hno3中,因表面钝化而不与其反应。hno3在反应中还原的程度主要取决于它的浓度和金属的活泼性。实际上hno3都不是单一的,可能是no2,no,n2o,n2和nh4 等的混合物。通常方程式所表示出来的还原产物只是其中所占的份量最多的一种而已。一般说来,浓hno3与金属反应,还原产物主要是no2;稀hno3 与不活泼金属反应,主要产物是no,与不活泼金属反应(如fe,zn,mg)产物是n2o;极稀hno3 与活泼金属反应则生成nh4 ;但是hno3与非金属或化合物反应还原产物多为no。浓 hno3和浓hc1的混合液(体积比1:3)称为王水,可溶解au和pt等不活泼金属。例如

au hno3 4hc1=h[auc14] no↑ 2h2o

pt 4hno3 18hc1=3h2[ptc16] 4no↑ 8h2o

这是因为王水中既含有强氧化剂hno3又含有配位能力较强的c1—,后者能与溶解下来的金属离子形成稳定的配离子,从而降低了溶液中金属离子浓度,有利于反应向金属溶解的方向进行。

(2)亚硝酸 hno2是弱酸(kθ=4.6×10—4),不稳定,仅存在于水溶液中。该溶液受热时按下式分解

2hno2=n2o3 h2o = no(g) no2↑ h2o

蓝色 棕色

亚硝酸在化学性质上主要表现氧化还原性。它在水溶液中能将i—氧化为i2

2hno2 2i— 2h =2no↑ i2 2h2o (可用于定量测定亚硝酸盐)

亚硝酸及其盐遇更强氧化剂时,也可被氧化。

5no2— 2mno4— 6h =5no3— 2mn2 3h2o(可用来区别hno3和 hno2)

[例2—8]下图 分别代表有关反应中的一种物质,请填下以下空白。

(1)①、③、④的化学式分别是 、 、 。

(2)⑧与⑨反应的化学方程式是 。

[解析]①加热生成气体混合物,在中学里遇到的反应物应为(nh4)2co3或nh4hco3,它们分解均生成nh3、co2和水蒸气。由混合气经碱石灰后至③可见co2、h2o被吸收,③应为nh3气。由混合气经浓硫酸吸收nh3、h2o成②, 可知②为co2。它与过氧化钠反应生成o2和na2co3,正好o2与nh3经催化剂氧化生成no和h2o,所以④为o2,⑤为na2co3。其后⑥为no,(11)为h2o,⑦为no2。no2与(11)即水反应生成hno3和no即⑥正好说明前面判断正确,⑧为hno3。由下方关系框图可见②为co2在其中点燃mg,生成mgo即⑩和c即⑨。⑧、⑨反应生成co2(即②)、no2(即⑦)、h2o(即(11)),再次印证判断的正确性。

二、 磷及其化合物

1. 磷的氧化物

(1) 结构:磷在空气中燃烧产物是五氧化二磷,如果氧充足则生成三氧化二磷,它们的分子式分别为p4o10和p4o6。p4o6可看作p4的分子内六个p—p键断开后,各嵌入一个原子而形成p—o—p键(如图)。在p4o6 分子中因每个磷原子(sp3杂化)上各留有一对孤对电子,它可与氧原子配位而构成p4o10(如图)

(2)性质:

p4o6 6h2o(冷)=4h3po3

p4o6 6h2o(热)=3h3po4 ph3↑

p4o10有很强的吸水性,是效率很高的优良干燥剂。p4o10与水反应,随反应水量的不同,可形成偏磷酸、聚磷酸、焦磷酸和(正)磷酸等。

2.磷的含氧酸及其盐

磷有多种含氧酸,现将较重要的列于表中。

名称 (正)磷酸 焦磷酸 三聚磷酸 偏磷酸 亚磷酸 次磷酸

化学式

磷的氧化态 h3po4

5 h4p2o7

5 h5p3o10

5 (hpo3)n

5 h3po3

3 h3po2

1

(1)h3po4在强热时会发生脱水作用,可生成焦、聚和偏磷酸等。

磷酸盐中磷酸二氢盐均溶于水,而磷酸盐和磷酸一氢盐除k ,na ,nh4 盐外,一般都不溶于水。天然磷酸盐要成为植物能吸收的磷肥,必须把它变成可溶性的二氢盐。

ca3(po4)2 2h2so4=2caso4 ca (h2po4)2

ca5 (po4)3 f 7h3po4 4h2o=5 ca (h2po4)2 hf↑

前一反应产物中还含有石膏,称为“过磷酸钙”,后一反应产物含磷量较高,称为“重过磷酸钙”。

(2)亚磷酸h3po3和次磷酸h3po2的结构分别为

o o

h—p—oh h—p—oh

oh h

它们分别是二元和一元弱酸,因为与p直接相连的h原子是不能被金属原子取代的。这两种酸都有较强的还原性,例如

5h3po3 2mno4— 6h =5h3po4 2mn2 3h2o

[例2—9]次磷酸h3po2是一种强还原剂,将它加入cuso4水溶液,加热到40~50℃,析出一种红棕色的难溶物a。经鉴定:反应后的溶液是磷酸和硫酸的混合物;_射线衍射证实a是一种六方晶体,结构类同于纤维锌矿(zns), 组成稳定;a的主要化学性质如下:(1)温度超过60℃,分解成金属铜和一种气体;(2)在氯气中着火;(3)与盐酸应放出气体。

1) 写出a的化学式。

2) 写出a的生成反应方程式。

3) 写出a与氯气反应的化学方程式。

4) 写出a与盐酸反应的化学方程式。

[解析](1)从题给信息h3po2是强还原剂,与cuso4反应得h3po4,可知h3po2被cu2 氧化,而cu2 进入a。a于60℃分解出铜与气体,可知a不是铜,而是cu 的化合物。由其性质中的与c12反应出黄烟联想到cu在c12中点燃生成cuc12有同样的现象,从该反应有白雾分析,它应是hc1。由此知a为cuh(与zns结构1:1类似)。(2)制取cuh的反应是: h3po2 4 cuso4 10h2o == 4cuh h3po4 4 h2so4;(3)2cuh 3c12 = 2cuc12 2hc1;(4)cuh hc1 = cuc1 h2↑

三、砷及其化合物

砷的氧化物有as2o3和as2o5两类,它们都有是白色的固体。as2o3俗称砒霜,剧毒,致死量约为0.1g。它是两性偏酸性的氢氧化物,溶于碱生成亚砷酸盐,溶于浓盐酸生成砷(ⅲ)盐。

as2o3 2naoh h2o=2nah2 aso3

as2o3 6hc1=2asc13 3h2o

as2o5溶于水生成砷酸h3aso4。它是一种较弱的氧化剂,在强酸性介质中才能将i—氧化

h3aso4 2h 2i—== h3aso3 i2 h2o

如果溶液酸性减弱,上述反应将逆向进行,即h3aso3被i2氧化。

精选读者点评

这篇化学笔记记得真密!连n2o能让木条复燃、氨水密度反常都标出来了,看得出你边读边动脑。客观来说“s、p、c等物质在no2中可以燃烧”这句缺主语,是单质还是单质粉末?下次写具体点哈。

城市大气污染

800字
主题:大气污染、环保治理、可持续发展、生态文明、科技标准、绿色发展

核心提示:环保部科技标准司副司长刘志全5日称,全国约五分之一的城市大气污染严重。机动车排放成为部分大中城市大气污染的主要来源。

新华网天津9月5日电 环保部科技标准司副司长刘志全5日指出,目前全国约五分之一的城市大气污染严重,113个重点城市中三分之一以上空气质量达不到国家二级标准,机动车排放成为部分大中城市大气污染的主要来源。

刘志全在2026中国汽车产业国际发展论坛做了题为《加强机动车环保法规建设,推动机动车产业可持续发展》的演讲。

刘志全说,近年来我国汽车产业快速增长,汽车保有量迅速增加。汽车产业的快速发展促进了经济的快速发展,拉动了社会经济各方面的全面进步,也改善了人民的生活质量,但是同时也带来了严重的空气污染。一些城市由过去的煤烟型污染转成以机动车排放污染为主。国内一些区域出现灰煤现象,能见度明显下降。研究表明灰煤现象与机动车排放的氮氧化物和碳氢化合物存在明显的关系。一些城市臭氧浓度逐步在增高,个别城市发生光化学污染的可能性在不断增加。臭氧浓度增高和机动车排放的氮氧化物和碳氢化合物有密切的关系。

刘志全介绍说,过去十年我国机动车排放法规建设发展很快,不断提高机动车排放控制标准,引导促进车辆低碳减排,取得了一定成效。整体排放情况趋缓,减排在十一五期间效果比较明显。据估计和上世纪80年代相比,我国机动车保有量增加24倍,排放总量则增加12倍。

刘志全指出,“十二五”期间国家将进一步健全汽车排放标准体系、加强机动车排放控制。重点是提高机动车排放水平,严格实施国家机动车排放标准,完善新生产机动车环保制度,继续推进汽车以旧换新工作,加速黄标车和低速载货车淘汰进程,积极发展新能源汽车。另外要完善机动车环境管理制度,加强机动车环保定期检验,研究有利于机动车污染防止的税费政策。同时要加快车用燃油清洁化进程,强化车用燃油清净剂管理。

精选读者点评

这个数据引表意恰当!“五分之一城市大气污染严重”“113个重点城市中三分之一以上不达标”,两个数字放一起,污染的严重性一下就立住了。就是后面“灰煤现象”这个词写错了,应该是“灰霾”,记得改哦~

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