近年高考化学大一轮复习 专题4 硫、氮和可持续发展 第2单元 生产生活中的含氮化合物(加试要求)教师

高考化学一轮复习专题04 硫、氮和可持续发展教案一、SO2的性质和应用 B1．物理性质：无色、有刺激性气味、有毒的气体，易溶于水大气污染物通常包括：SO2、CO、氮的氧化物、烃、固体颗粒物（飘尘）等2．SO2的化学性质及其应用⑴SO2是酸性氧化物SO2 + H2O H2SO3 (二元中强酸)SO2 + Ca(OH)2＝ CaSO3↓+ H2O；CaSO3 + SO2 + H2O ＝ Ca(HSO3)2SO2 + 2NaOH ＝ Na2SO3 + H2O（实验室用NaOH溶液来吸收SO2尾气）减少燃煤过程中SO2的排放（钙基固硫法）CaCO3 CaO + CO2↑； CaO + SO2＝ CaSO3SO2 + Ca(OH)2＝ CaSO3 + H2O2CaSO3 + O2＝ 2CaSO4⑵SO2具有漂白性：常用于实验室对SO2气体的检验活性炭漂白——活性炭吸附色素HClO、O3、H2O2等强氧化剂漂白——将有色物质氧化，不可逆SO2漂白——与有色物质化合，可逆⑶SO2具有还原性2SO2 + O2 2SO3SO2 + X2 + 2H2O ＝ 2HX + H2SO43、硫酸型酸雨的成因和防治：（1）．含硫燃料（化石燃料）的大量燃烧2SO2 + O2 2SO3 SO3 + H2O = H2SO4SO2 + H2O H2SO3 2H2SO3 + O2 = 2H2SO4（2）．防治措施：从根本上防治酸雨—开发、使用能代替化石燃料的绿色能源（氢能、核能、太阳能）对含硫燃料进行脱硫处理（如煤的液化和煤的气化）提高环保意识，加强国际合作（4）．浓硫酸的强氧化性： BCu + 2H2SO4(浓) CuSO4 + SO2↑+ 2H2OC + 2H2SO4(浓) CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O现象：蔗糖变黑，体积膨胀，产生疏松多孔的碳柱——浓硫酸具有脱水性，使蔗糖脱水炭化用手触摸小烧杯外壁有烫的感觉，烧杯口有白雾——浓硫酸吸水放热，使水汽化闻到有刺激性气味——浓硫酸有强氧化性，将碳氧化为二氧化碳，自己被还原产生SO2三、硫和含硫化合物的相互转化1、不同价态的硫的化合物－2价：H2S、Na2S、FeS；+4价：SO2、H2SO3、Na2SO3 +6价：SO3、H2SO4、Na2SO4、BaSO4、CaSO4、FeSO42、SO42－离子的检验：SO42－+ Ba2+＝ BaSO4↓取少量待测液（加盐酸酸化）无明显现象（加钡离子）产生白色沉淀2 生产生活中的含氮化合物 B一、氮氧化物的生产及使用1、氮气（N2）a、物理性质无色、无味、难溶于水、密度略小于空气的气体。

第1课时 氮氧化物的产生及转化学习目标：1.了解氮氧化物产生的反应原理及应用。

(重点)2.了解NO 、NO 2的性质及应用。

(重难点)3.了解氮氧化物的污染与防治。

[自 主 预 习·探 新 知]1．氮元素的存在大部分氮元素以游离态(N 2)存在于空气中，少数氮元素以化合态存在于铵盐、硝酸盐和蛋白质中。

2．化合态氮的形成(1)少数植物将N 2转化为化合态的氮，如植物的根瘤菌。

(2)“雷雨发庄稼”形成化合态的氮的反应过程。

①放电或高温条件下，空气中的N 2与O 2反应的方程式N 2＋O 2===== 放电或高温2NO 。

②NO 在空气中易被O 2氧化为NO 2，化学方程式为2NO ＋O 2===2NO 2。

③NO 2与H 2O 易反应生成HNO 3和NO ，化学方程式为3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 。

④雨水中的HNO 3渗入土壤中与矿物质作用生成硝酸盐，其中NO －3被植物的根系吸收，转化为植物生长所需的养料。

3．N 2、NO 、NO 2的物理性质(1)氮氧化物的来源：氮肥的生产、金属的冶炼和汽车等交通工具的使用等，会产生大量的氮氧化物，火山爆发、雷鸣电闪等也会将氮气转化为氮氧化物。

(2)光化学烟雾的形成：空气中的NO 2不但能形成酸雨，在日光照射下，NO 2还能使氧气经过复杂的反应生成臭氧(O 3)，臭氧与空气中的一些碳氢化合物发生作用后，产生了一种有毒的烟雾，人们称之为光化学烟雾。

光化学烟雾对人体的健康、植物的生长都有很大的影响。

(3)氮氧化物污染的防治：①使用洁净能源；②为汽车安装尾气转化装置，将汽车尾气中的一氧化碳和一氧化氮转化成二氧化碳和氮气；③对生产氮肥、硝酸的工厂排放的废气进行处理。

[基础自测]1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)空气中N 2的体积分数约为78%。

( )(2)N 2在高温条件下与O 2发生反应生成NO 。

( )(3)自然界中只存在游离态的氮元素，不存在化合态的氮元素。

第二课时 氮肥的生产和使用（教学过程）[化学史话]氮是农作物生长的必须元素，大气中游离的氮不能被植物直接吸收，通过生物固氮和自然固氮获得的氮元素远远不能满足植物生长的需要。

为了提高农作物的产量，科学家们苦苦探索了几百年。

20世纪初，德国化学家哈伯首次用氢气和氮气合成了氨，奠定了大规模工业合成化肥的基础。

从此，人类能为植物的生长提供足够的氮肥，缓解了地球上有限的耕地资源与庞大的粮食需求之间的矛盾，他也因此获得了1918年化学诺贝尔奖。

[知识链接] 1. 合成氨反应条件苛刻的原因；2. 哈伯的功与过。

[板书]一、工业合成氨（ppt 4）N 2+3H 2 2NH 3 [过渡] 氨的成功合成在一定程度上解决了人类的吃饭问题。

要让这种重要的气体氮化合物更好地人类服务，我们必须研究它的性质。

[板书] 二、氨气1.氨的物理性质（ppt 5）[展示]展示一瓶NH 3，观察其颜色、状态、并闻其气味（注意闻气味的方法）。

[小结]氨是无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化，氨液化的同时放出大量的热；液态氨汽化时要吸收周围的热量，使周围的空气迅速变冷（常用作致冷剂）。

极易溶于水（体积比1：700）。

[实验探究1] 喷泉实验。

[观察与思考]观察实验、描述实验现象，分析实验现象你能得出什么结论？现象：将胶头滴管中的水挤入烧瓶，打开止水夹，烧杯中的水沿着导管喷入烧瓶，变成红色喷泉。

结论：氨气极易溶于水，氨气的水溶液显碱性。

[讨论]上述产生喷泉的原理是什么？[小结]胶头滴管中的水挤入烧瓶，大量氨气溶于水使烧杯中气压急剧降低，水被吸入烧瓶形成喷泉。

（ppt 7）[实验探究2] 氨水的不稳定性现象：湿润的红色石蕊试纸变成蓝色。

高温 高压催化剂结论：氨水易挥发，氨气的水溶液具有碱性。

[板书]2.氨的化学性质[小结]（1）氨气与水的反应NH3+H2O NH3· H2O NH4++OH-[讨论]氨水中存在哪些微粒？并与液氨进行比较。

第二单元 生产生活中的含氮化合物1．了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。

2.了解氮元素单质及其重要化合物对环境的影响。

3.以上各部分知识的综合应用。

氮气及常见氮的氧化物[知识梳理]一、氮气1．物理性质：无色无味气体，密度比空气略小，难溶于水。

2．化学性质(1)与氧气反应：N 2＋O 2==============放电或高温2NO(雷电固氮和导致汽车尾气中产生氮的氧化物)。

(2)与氢气反应：N 2＋3H 2======高温、高压催化剂2NH 3。

二、氮的氧化物1．氮有多种价态的氧化物：N 2O 、NO 、N 2O 3、NO 2、N 2O 4、N 2O 5等。

2．NO 和NO 2的比较 物质NO NO 2 物理性质颜色无色 红棕色毒性有毒 有毒 溶解性不溶于水 能溶于水 化学性质 与O 2反应 2NO ＋O 2===2NO 2 与H 2O 反应3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 对人体或环境的影响 ①与血红蛋白结合使人中毒②转化成NO 2形成酸雨、光化学烟雾形成酸雨、光化学烟雾 1．俗话说“雷雨发庄稼”，这说明雷雨中含有能被植物吸收利用的化合态的氮，请同学们写出三个有关的化学方程式：(1)________________________________________________________________________；(2)________________________________________________________________________；(3)________________________________________________________________________。

答案：(1)N 2＋O 2=====放电2NO (2)2NO ＋O 2===2NO 2(3)3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO2．下列反应必须加入氧化剂且一步反应就能完成的是( )①N 2→NO 2 ②NO 2→NO ③NO 2→HNO 3④N 2→NO ⑤N 2→NH 3A ．①B ．②⑤C ．④D ．③④解析：选C 。

第2课时氮肥的生产和使用课时跟踪检测知识点一：氨气，氨水性质1．有关氨气性质的分析中，正确的是( )A．NH3液化时放出大量的热，因此不能用氨作制冷剂B．NH3不能使酚酞试液变红C．NH3与蘸有浓H2SO4的玻璃棒靠近，产生大量白烟D．氨气具有还原性，可以和某些氧化性物质发生氧化还原反应解析：液氨汽化时吸收大量的热，因此能作制冷剂，A项错；NH3溶于水呈碱性，可以使酚酞试液变红，B项错；浓H2SO4无挥发性，故不会产生白烟，C项错；D项正确。

答案：D2．下列叙述中，正确的是( )A．氨水和液氨不同，氨水是混合物，液氨是纯净物B．氨水显碱性，溶液中只有OH－，没有H＋C．氨气与氯化氢气体相遇产生白色烟雾D．在反应NH3＋H＋===NH＋4中，NH3失去电子被氧化解析：氨气溶于水得氨水，是混合物，液氨是液态氨气是纯净物，A项正确；氨水中H2O 是弱电解质，能电离出少量的H＋，B项错；氨气与氯化氢相遇产生白烟，不会产生白雾，因为生成了固体NH4Cl，C项错；该反应中没有元素化合价变化，是非氧化还原反应，D项错。

答案：A3．有关氨气的实验较多，下面对这些实验原理的分析中，正确的是( )A．氨气极易溶于水，可以用来做喷泉实验B．氨气的还原性可以解释氨气与氯化氢的反应实验C．NH3·H2O不稳定，实验室可用NH4Cl和石灰水制取氨气D．NH3液化时放出大量的热，因而，不能用氨作制冷剂解析：氨气极易溶于水，可以做喷泉实验，A正确；由于氨气和氯化氢反应没有化合价变化，不是氧化还原反应，B错误；由于石灰水中氢氧化钙的浓度很小，很难制取氨气，实验室制取氨气利用的是氯化铵和氢氧化钙固体，C错误；液氨气化吸收大量的热，可以做制冷剂，D错误。

答案选A。

答案：A知识点二：铵盐性质4．关于铵盐的叙述：①铵盐易溶于水 ②铵盐中的氮元素均为－3价 ③铵盐受热易分解 ④铵盐都只能跟碱反应，都不能跟酸反应其中正确的是( )A ．①②B ．①③C ．②④D ．③④解析：①铵盐易溶于水，正确；②铵盐中的铵根中氮元素均为－3价，但硝酸铵的硝酸根中氮元素是＋5价，②错误；③铵盐受热易分解，正确；④铵盐能跟碱反应，也能跟酸反应，例如碳酸铵，④错误。

氮肥的生产和使用1.下列说法中正确的是( )A.N2和H2在点燃或光照条件下可合成氨气B.氨和HNO3都是电解质C.氨气遇到浓硝酸会发生反应产生大量白烟D.由NH3制HNO3的过程中,氮元素被还原解析:A项中N2与H2化合的条件是高温、高压、催化剂;B项中NH3是非电解质而HNO3是电解质;C正确;D项中NH3中N为-3价,HNO3中N为+5价,因此由氨制硝酸的过程中,氮元素被氧化。

答案:C2.下列过程不属于氮的固定的是( )A.N2NOB.NH3NH4NO3C.N2NH3D.N2N解析:B项是化合态化合态。

答案:B3.实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置,其中正确的是( )A.①是氨气发生装置B.③是氨气发生装置C.②是氨气吸收装置D.④是氨气收集、检验装置解析:①装置在管口处又生成NH4Cl,无法制得NH3,A项错误;选用装置③,使用浓氨水与CaO 或NaOH作用,可制取NH3,B项正确;②作为NH3的吸收装置,漏斗插入水中,不能防止倒吸,C 项错误;利用④收集NH3时,收集气体不纯,D项错误。

答案:B4.(2015北京理综,8)下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是( )A.氮元素均被氧化B.工业合成氨属于人工固氮C.含氮无机物和含氮有机物可相互转化D.碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环解析:A项,人工固氮过程中N2+3H22NH3中氮元素被还原,A错误;B项,游离态的氮元素转化为化合态的过程是氮的固定,工业合成氨是氮气与氢气转化为氨气,属于人工固氮,B正确;C项,利用铵盐合成尿素说明含氮的无机物和含氮的有机物之间可以相互转化,C 正确;D项,由于动植物排泄物及遗体也参与在氮的循环中,因此C、H、O在不同阶段参与了氮的循环,D正确,答案选A。

答案:A5.为了更简便地制取干燥的NH3,下列方法中合适的是( )A.N2+3H22NH3,用烧碱进行干燥B.加热NH4HCO3,气体用五氧化二磷干燥C.加热浓氨水,气体用碱石灰干燥D.Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2↓+2NH3↑,气体用无水氯化钙干燥解析:A选项中方法是工业制取氨气的方法,不可选;B选项中P2O5是酸性干燥剂可以吸收NH3,不可选;D选项中CaCl2可以与NH3形成络合物,也不能选用。

氮氧化物的产生及转化[基础巩固]1．发射卫星运载火箭的推进剂引燃后，尾部喷出大量高温气体，该气体主要成分是CO2、H2O、N2、NO等，在发射现场可看到火箭尾部产生大量红棕色气体，其原因是( ) A．高温下N2遇空气生成NO2B．NO遇空气生成NO2C．CO2与NO反应生成CO和NO2D．NO与H2O反应生成H2和NO2解析：选B。

NO遇到O2生成红棕色的NO2。

2．对二氧化氮的下列说法不正确的是( )A．二氧化氮不是硝酸的酸酐B．二氧化氮与水的反应是氧化还原反应C．二氧化氮不是造成大气污染的气体之一D．在通常状况下测得的NO2的相对分子质量是不准确的解析：选C。

NO2与HNO3中氮元素化合价不同，二氧化氮不是硝酸的酸酐，A正确；3NO2＋H2O===2HNO3＋NO是氧化还原反应，B正确；二氧化氮是大气污染气体之一，C错误；通常状况下，2NO2N2O4，两种气体同时存在，D正确。

3．为了区分NO2和溴蒸气，某同学设计了4种方法：①用湿润的淀粉­KI试纸；②加少量水；③加少量AgNO3溶液；④加少量CCl4溶液。

其中合理的为( )A．①③④B．①②③C．②③④D．都可以解析：选C。

NO2和溴蒸气在性质上有许多相似之处：①均有氧化性；②溶于水后溶液均呈酸性；③均能与碱反应。

鉴别溴蒸气和NO2不能用淀粉­KI试纸、碱溶液等。

4．如图所示，试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物)，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管；当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满；则原来试管中盛装的气体 ( )A ．可能是N 2与NO 2的混合气体B ．可能是O 2与NO 2的混合气体C ．可能是NO 与N 2的混合气体D ．只可能是NO 2一种气体解析：选B 。

因经多次反应后，试管内完全被水充满，故不可能含有N 2，可能含有O 2。

5．如图所示，夹子开始处于关闭状态，将液体A 滴入试管②与气体B 充分反应，打开夹子，可发现试管①内的水立刻沸腾了。

第二单元生产生活中的含氮化合物(加试要求)[基础知识自查]1．自然界中氮的存在和氮的固定2．N2的性质及应用(1)物理性质无色无味的气体，密度比空气略小，难溶于水，熔点、沸点比O2的低。

(2)化学性质3．氮的氧化物(1)氮有多种价态的氧化物，如N2O、NO、NO2、N2O4、N2O3和N2O5等。

(2)NO、NO2的比较2①将充满NO 2的试管倒扣在盛有水的水槽中，可观察到的现象是：红棕色气体逐渐变为无色，水位上升，最后水充满整个试管的23。

化学方程式为3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 。

②当向试管中通入O 2，现象是无色气体又变为红棕色气体，试管内液面上升至充满，继续通O 2试管内液面又下降。

[核心要点提升]1．氮氧化物溶于水的关系无论是单一气体(NO 2)，还是NO 、NO 2、O 2中的两者或三者的混合气体，反应的实质是3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO,2NO ＋O 2===2NO 2，故若有气体剩余只能是NO 或O 2，不可能是NO 2。

(1)若NO 和O 2通入水中，总关系式为4NO ＋3O 2＋2H 2O===4HNO 3(4∶3)。

(2)若NO 2和O 2通入水中，总关系式为4NO 2＋O 2＋2H 2O===4HNO 3(4∶1)。

2．NO x 对环境的污染(1)光化学烟雾：NO x 在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生的一种有毒的烟雾。

(2)酸雨：NO x 排入大气中后，与水反应生成HNO 3和HNO 2，随雨雪降到地面。

(3)破坏臭氧层：NO 2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。

3．常见的NO x 尾气处理方法 (1)碱液吸收法2NO 2＋2NaOH===NaNO 3＋NaNO 2＋H 2O NO 2＋NO ＋2NaOH===2NaNO 2＋H 2ONO 2、NO 的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是：n (NO 2)≥n (NO)。

第1课时 氮氧化物的产生及转化一 一氧化氮和二氧化氮1．在自然界中，氮元素既有游离态，也有化合态，大部分以游离态的形式存在于空气中。

氮气是一种无色、无味气体，不溶于水。

(1)氮气的化学性质稳定，通常情况下与氧气不反应，但是在放电或高温条件下氮气和氧气能直接化合生成NO ，反应的化学方程式是N 2＋O 2=======放电或高温2NO 。

(2)NO 与O 2反应生成NO 2，反应的化学方程式为2NO ＋O 2===2NO 2。

(3)氮气在高温、高压、催化剂的情况下，能与氢气化合生成NH 3，反应的化学方程式是N 2＋3H 2高温、高压催化剂2NH 3。

2．两支大试管，分别充满NO 和NO 2气体，观察它们的颜色状态，嗅闻它们的气味，比较它们密度的大小。

填写下表：3.将盛满一氧化氮的试管打开塞子，置于空气中观察到的现象是气体的颜色由无色变为红棕色，反应的化学方程式是2NO ＋O 2===2NO 2，实验室收集一氧化氮气体的方法是排水法。

4．对于二氧化氮溶于水的实验，按表中要求将其实验现象和实验结论填入下表空格内：归纳总结 氮氧化物的性质 (1)NH 3←――氧化性N 2――→还原性NOO 2H 2ONO 2――→H 2O HNO 3(2)二氧化氮溶于水反应的化学方程式是3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO ，氧化产物是HNO 3，还原产物是NO ，氧化剂与还原剂的质量比是1∶2。

(3)水吸收NO 2制硝酸的原理 3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 2NO ＋O 2===2NO 2 4NO 2＋O 2＋2H 2O===4HNO 3[提醒] (1)N 2和O 2不能一步反应生成NO 2。

(2)NO 、NO 2、N 2O 都不是酸性氧化物。

1．最新的病毒学研究证实，一氧化氮对SARS 病毒有直接的抑制作用。

下列关于一氧化氮的叙述正确的是( )A ．一氧化氮是一种红棕色气体B ．常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合C ．一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到D ．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集 答案 C解析 NO 是一种无色、无味难溶于水的气体，可以用排水法收集。