高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物一等奖教学习题课件ppt

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常温下，浓硝酸或浓硫酸可使铁、铝表面形成致密的氧化膜而钝化，保护内部的金属不再与酸反应，所以可以用铝质或铁质容器盛放浓硝酸。为什么常温下浓硫酸或浓硝酸使铝、铁钝化，让我们走进教材，学习硝酸和酸雨及防治。
一、硝酸的性质1．物理性质
2．化学性质(1)酸性：在水中的电离方程式为__________________________。(2)不稳定性：浓硝酸见光或受热会发生分解，化学方程式为_____________________________________。
(3)强氧化性：①实验探究：
写出下列有关反应的化学方程式：a．与金属反应：稀硝酸与铜反应：_______________________________________________________。浓硝酸与铜反应：_____________________________________________________。b．与非金属反应：浓硝酸与红热的碳(被氧化为CO2)的反应为___________________________________________。
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O　
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　
3．硝酸的用途与工业制法(1)用途：
(2)工业制法：①工业流程：
②写出有关化学方程式：N2→NH3：__________________________。NH3→NO：____________________________。NO→NO2：________________________。NO2→HNO3：__________________________________。
2NO＋O2===2NO2　
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　
2．酸雨(1)概念：pH<________的降水。正常雨水由于溶解了CO2，其pH约为5.6。(2)成因：主要是大气中的________与________溶于水形成的。(3)危害：①直接损伤农作物、破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化。②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。
1．判断下列说法是否正确(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)硝酸的浓度越大，其氧化性越强。(　　)(2)铜与浓硝酸反应只能生成二氧化氮气体。(　　)(3)在铜与硝酸的反应中硝酸只表现氧化性。(　　)解析：(1)由铜与浓、稀硝酸反应的剧烈程度可知，硝酸的浓度越大氧化性越强。(2)铜与浓硝酸反应开始生成NO2气体，但随硝酸浓度减小，会生成NO气体。(3)铜与硝酸反应中有NO2(或NO)生成，又有硝酸铜生成，硝酸既表现氧化性又表现酸性。
2．下列因果关系不正确的是(　　)
解析：植物光合作用会吸收CO2，大量植树造林可防止温室效应，A项错误；SO2和NO2气体大量排放，最终会转变成硫酸和硝酸，造成酸雨，B项正确；磷、氮是植物的营养元素，含氮、磷等生活废水的大量排放，会导致水体富营养化，藻类疯长，引发水华、赤潮，C项正确；汽车尾气的排放会产生氮氧化物，从而造成光化学烟雾，D项正确。
3．建材厂家常常在铝质材料的表面镀铜，提高材料的美观程度。某兴趣小组为除去镀在铝表面的铜镀层，可选用的试剂是(　　)A．稀硝酸 B．浓硝酸C．稀硫酸 D．浓盐酸解析：稀硝酸与Al、Cu均反应，A项错；铜与浓硝酸反应，铝在浓硝酸中钝化，则可除去Cu，B项正确；Cu与稀硫酸不反应，不能除去Cu，C项错误；Cu与浓盐酸不反应，不能除去Cu，D项错误。
4．公元八世纪，阿拉伯炼金术士贾比尔·本·哈扬在干馏硝石的时候发现并制得了硝酸，这是人类关于硝酸最早的记录。下列关于硝酸的叙述正确的是(　　)A．NO2溶于水生成硝酸，所以NO2是酸性氧化物B．硝酸可与活泼金属反应生成盐和氢气C．浓硝酸见光或受热易分解，必须保存在棕色瓶中D．硝酸与铜的反应只表现出氧化性
解析：HNO3中氮元素是＋5价，NO2中氮元素是＋4价，NO2不是酸性氧化物，A项错误；金属与浓硝酸反应生成NO2，与稀硝酸反应生成NO，不生成H2，B项错误；浓硝酸见光或受热易分解，所以应该保持在棕色、避光阴凉处，C项正确；硝酸与铜反应时，生成氮的氧化物和硝酸盐，则硝酸既表现出氧化性又表现酸性，D项错误。
5．中办、国办在第二轮中央生态环保督察启动之际印发了《中央生态环境保护督察工作规定》。可见国家对环境保护的重视程度。
下列环境问题与产生的主要原因不相符的是(　　)①“光化学烟雾”主要是由汽车排放的氮氧化物所引起的②“酸雨”主要是由空气中CO2的浓度增大引起的③“温室效应”主要是由空气中CO2浓度增大引起的④“赤潮”主要是由于水体中N、P等元素含量过高而引起的A．只有①② B．只有②③C．全部 D．只有②
解析：①“光化学烟雾”主要是由汽车排放的氮氧化物所引起的；②“酸雨”主要是由空气中SO2和氮的氧化物的浓度增大引起的；③“温室效应”主要由空气中CO2浓度增大引起的；④“赤潮”主要是由于水体中N、P等元素含量过高引起的；所以只有②不相符，故D项正确。
1．少量的Fe与足量稀硝酸反应，Fe被氧化为＋2价还是＋3价？过量的Fe与稀硝酸反应呢？提示：硝酸的氧化性较强，可将Fe氧化为Fe3＋，故少量的Fe与足量稀硝酸反应，Fe被氧化为＋3价；由于Fe可与Fe3＋生成Fe2＋，故过量的Fe与稀硝酸反应得到＋2价铁。
2．铜投入稀硫酸中不会溶解，再向溶液中投入KNO3固体，铜会不会溶解？为什么？
1．规律(1)硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。(2)浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO。(3)还原剂一般被氧化为最高价态。
　　　　　某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO设计了实验方案。
(1)甲同学设计如图实验(实验过程中活塞2为打开状态)。①组装好装置检验气密性后，如何加入稀硝酸？___________________________________。②如何控制反应的进行？如何加快反应速率？_______________________________________________________________________________________。③如何操作验证产生的气体为NO？_______________________________________________________________________________________。
打开活塞1，加入稀硝酸至液面a处　通过关闭或开启活塞1可以控制反应的进行；在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率　反应开始后，胶塞下方有无色气体生成，打开活塞1，漏斗中有红棕色气体，证明该气体为NO　
(2)乙同学设计了如图所示装置(加热装置和固定装置均已略去)。图中K为止水夹(处于关闭状态)，F是一半空的注射器。
①设计装置A的目的是_______________________________________ _____________________________。②装置E和F的作用是__________________。为实现此作用，操作是___________________________________ _____________________________。③装置D的作用是_________________________________________ _____。
产生CO2，赶走装置中的空气，防止因NO与O2反应生成NO2而产生干扰　验证NO的生成　将注射器F中的空气推入E中，若气体变为红棕色则说明生成了NO　吸收多余的氮氧化物，防止污染空气，防止倒吸　
解析：(1)①打开活塞1使左右大气相通，加入硝酸时，液面才能达到液面a处；②关闭或开启活塞1能控制U形管内产生气体的压强，当关闭活塞1，左侧压强大时能使铜和稀硝酸分离从而停止反应；加热可加快反应速率；③一氧化氮是无色气体，如果证明反应产生的气体是一氧化氮，需要将活塞1打开，将气体放入分液漏斗中，气体在分液漏斗中变为红棕色，则证明反应所产生的气体是一氧化氮。(2)①装置中含有氧气，对NO的检验有干扰，A产生的CO2可以排除装置中的空气；②将注射器F中的空气推入E中，若气体变为红棕色则说明生成了NO；③氮的氧化物是大气污染物，可以被氢氧化钠溶液吸收，干燥管可以防止倒吸。
A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸产生了反应C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应答案： D
解析：A对，①中灼热碎玻璃不与浓HNO3反应，仍有红棕色气体NO2生成，说明浓硝酸受热发生了分解反应，生成NO2、O2和H2O；B对，由于浓硝酸受热分解生成NO2，则②中红棕色气体可能来源于浓硝酸的分解，故不能表明②中木炭与浓硝酸发生反应；C对，③中木炭未与浓硝酸接触，生成的红棕色气体只能是挥发出的HNO3与红热木炭发生反应，或挥发出的HNO3受热分解生成NO2，说明浓硝酸具有挥发性，NO2是还原产物；D错，由于空气中含有O2，则红热的木炭可能与O2反应产生了CO2，故不能说明木炭与浓硝酸发生了反应。
硝酸与金属反应的有关计算
1．铜与足量稀硝酸反应时，表现酸性的HNO3与作氧化剂的HNO3物质的量之比是多少？提示：Cu与稀硝酸反应：3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。当有8 ml HNO3参加反应时，有2 ml HNO3表现氧化性，6 ml HNO3表现酸性，故表现酸性的HNO3与作氧化剂的HNO3物质的量之比为3∶1。
2．m g Cu与足量的一定浓度的硝酸充分反应，生成V L NO、NO2混合气体(标准状况下)，则参加反应的HNO3的物质的量是多少？
1．硝酸与金属反应的规律硝酸与金属单质反应时一部分被还原，一部分生成硝酸盐，故硝酸既表现了酸性又表现了氧化性，但硝酸与金属反应一般不生成H2。(1)硝酸与铜的反应：在反应中硝酸的作用可用如图表示：
(2)稀硝酸与铁的反应：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O①3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O②反应物的量与生成物的关系如图所示：
　　　　　在标准状况下将1.92 g铜粉投入一定量浓硝酸中，随着铜粉的溶解，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合气体1.12 L，则(1)混合气体中NO的体积为_______mL；(2)上题参加反应的硝酸的物质的量是_________ml；(3)上题反应中起酸性作用与作氧化剂的硝酸的物质的量之比是________。
解析：(1)混合气体的总物质的量为1.12 L÷22.4 L·ml－1＝0.05 ml, 1.92 g铜粉的物质的量为0.03 ml。设NO的物质的量为n1 ml，则NO2的物质的量为(0.05－n1)ml，根据得失电子守恒得3n1＋(0.05－n1)×1＝0.03×2，解得n1＝0.005，V(NO)＝0.005 ml×22.4 L·ml－1＝0.112 L＝112 mL。(2)由氮原子守恒知参加反应的硝酸的物质的量n(HNO3)＝2n[Cu(NO3)2]＋n(NOx)＝2n(Cu)＋n(NOx)＝0.03 ml×2＋0.05 ml＝0.11 ml。(3)起酸性作用与作氧化剂的硝酸的物质的量之比＝2n[Cu(NO3)2]∶n(NOx)＝(0.03×2)ml∶0.05 ml＝6∶5。
1．解答有关金属与硝酸反应的思维流程
〔即时训练〕在某100 mL混合酸中，HNO3物质的量浓度为0.4 ml·L－1，H2SO4物质的量浓度为0.2 ml·L－1。向其中加入1.92 g铜粉微热，待充分反应后，溶液中Cu2＋物质的量浓度约为(　　)A．0.15 ml·L－1 B．0.3 ml·L－1C．0.225 ml·L－1 D．无法计算