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化學(xué)肥料中的主角硫第1頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一化學(xué)肥料三要素氮——氮肥:銨態(tài)氮肥硝態(tài)氮肥有機(jī)氮肥磷——磷肥:普鈣鉀——鉀肥:鉀鹽第2頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一氮元素結(jié)構(gòu)示意圖:電子式:常見化合價(jià):-3、0、+1、+2、+3、+4、+5第3頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一氮?dú)怆p原子分子無(wú)色無(wú)味、低沸點(diǎn)(-195.8℃)難溶于水(1體積水溶解0.02體積N2)密度比空氣略小,占空氣體積78%化學(xué)式電子式結(jié)構(gòu)式NNN2NN第4頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)鍵能比較NNOOClCl946KJ/mol247KJ/mol493KJ/mol由鍵能數(shù)據(jù)可以推測(cè):氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)________________很不活潑(穩(wěn)定)
但在獲得了足夠能量情況下,氮?dú)膺€是能發(fā)生反應(yīng)的。因此氮?dú)獍l(fā)生反應(yīng)的條件往往是____或____高溫放電第5頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)氧化性(N→N)0-31、與金屬反應(yīng)3Mg+N2→Mg3N2高溫(灰白色粉末)第6頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)氧化性(N→N)0-32、與氫氣反應(yīng)N2+3H22NH3高溫、高壓催化劑應(yīng)用:工業(yè)合成氨(人工固氮)條件:400~500℃、20~50MPa催化劑:鐵觸媒第7頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)還原性(N→N)0+2N2+O2→
2NO放電(大氣固氮)(無(wú)色)3、與氧氣反應(yīng)第8頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)固氮的途徑固氮自然固氮人工固氮大氣固氮生物固氮第9頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一生物固氮生物固氮是指固氮微生物將大氣中的氮?dú)膺€原成氨的過(guò)程。全世界每年:人工固氮8x107t;大氣固氮7.6x106t;生物固氮4x108tN2
→固氮酶→氨基酸→蛋白質(zhì)第10頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一氮?dú)獾闹苽淇諝庖簯B(tài)空氣氮?dú)庋鯕鈈.p-195.8℃b.p-183℃液化先氣化
后氣化第11頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一氮?dú)獾挠猛颈Wo(hù)氣冷凍劑化工原料(合成氨,進(jìn)而合成硝酸及其他)第12頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一氮的氧化物價(jià)態(tài)+1+2+3+4+5化學(xué)式N2ONON2O3NO2N2O4N2O5別名笑氣亞硝酐硝酐氮氧化合物的通式可以表達(dá)為NxOy
氮氧化合物能破壞臭氧層,引起光化學(xué)煙霧等環(huán)境污染事件。第13頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一一氧化氮與二氧化氮物理性質(zhì)一氧化氮(NO)二氧化氮(NO2)顏色氣體溶解性密度無(wú)色紅棕色不溶于水溶于水且與水反應(yīng)比空氣大比空氣大無(wú)味刺激性氣味第14頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一一氧化氮的化學(xué)性質(zhì)不成鹽氧化物(不與酸或堿反應(yīng))有毒(與CO中毒原理相似)還原性:2NO+O2→2NO2第15頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一二氧化氮的化學(xué)性質(zhì)與水反應(yīng)3NO2+H2O→2HNO3+NO思考:把裝滿NO2的試管倒扣于水中,上升的水能否充滿整個(gè)試管,如果不能,那還剩余多少?zèng)]有充滿呢?如何做才能夠讓氣體殘留盡可能少?第16頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一氮氧化合物與氧氣的反應(yīng)4NO2+O2+2H2O→4HNO34NO+3O2+2H2O→4HNO3第17頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一氮的氫化物——氨(NH3)化學(xué)式電子式結(jié)構(gòu)式分子形狀:三角錐形比例模型球棍模型第18頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一氨的物理性質(zhì)無(wú)色、刺激性氣味氣體密度比空氣小極易溶于水(1:700)易液化對(duì)人體有害第19頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一氨的化學(xué)性質(zhì)1、與水反應(yīng)(氨水)NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-氨水中的溶質(zhì)氨水參加反應(yīng)時(shí)的化學(xué)式氨水是一元弱堿HH||H—N+H—O—HH—N???H—O—H||HH+H|H—N—H+O—H|H-一水合氨——結(jié)合H+(堿性)第20頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一氨水中的微粒與可逆過(guò)程三種分子:三種離子:三個(gè)可逆過(guò)程:NH3分子、H2O分子、NH3·H2O分子NH4+離子、OH-離子、H+離子NH3+H2ONH3·H2ONH3·H2ONH4++OH-H2OH++OH-第21頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一試寫:加熱氨水:氯化鋁溶液中滴加氨水:氨水與鹽酸中和:氨水與過(guò)量的二氧化碳:NH3·H2O→NH3↑+H2OΔAlCl3+3NH3·H2O→Al(OH)3↓+3NH4ClNH3·H2O+HCl→NH4Cl+H2ONH3·H2O+CO2→NH4HCO3第22頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一氨的化學(xué)性質(zhì)——堿性2、與酸反應(yīng)NH3+HCl→NH4Cl白霧變白煙NH3+H2SO4→(NH4)2SO42第23頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一氨的化學(xué)性質(zhì)與氧氣反應(yīng)——還原性(N→N)-301、在純氧中燃燒:4NH3+3O2→2N2+6H2O點(diǎn)燃2、催化氧化:(N→N)-3+24NH3+5O2→4NO+6H2O催化劑ΔNO2HNO3反應(yīng)條件改變產(chǎn)物改變第24頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一氨氣如何檢驗(yàn)氨氣方法一:方法二:濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙蘸有濃鹽酸的玻璃棒→變藍(lán)→白煙白霧第25頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一銨鹽(NH4+)都是離子晶體,能溶于水化學(xué)性質(zhì):1、熱分解:NH4Cl→NH3↑+HCl↑ΔNH4HCO3→ΔNH3↑+H2O+CO2↑(NH4)2CO3→Δ2NH3↑+H2O+CO2↑試一試:NH4I→Δ2NH3↑+H2↑+I2↑2第26頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一銨鹽與堿的反應(yīng)NH4++OH-→ΔNH3·H2ONH3↑+H2O此反應(yīng)的應(yīng)用:1、檢驗(yàn)銨根離子往溶液中加入NaOH溶液并加熱,然后檢驗(yàn)NH32、實(shí)驗(yàn)室制備氨氣2NH4Cl(s)+Ca(OH)2(s)→CaCl2+2NH3↑+2H2OΔ為什么要用固態(tài)反應(yīng)物?
為什么不用氫氧化鈉?第27頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一氨氣、硫化氫、二氧化硫的制備氣體氨氣硫化氫二氧化硫反應(yīng)物NH4Cl+Ca(OH)2FeS+HCl(H2SO4)Na2SO3+H2SO4發(fā)生裝置固-固加熱(大試管)固-液不加熱(啟普發(fā)生器)固-液不加熱(燒瓶+分液漏斗)收集裝置向下排氣法向上排氣法向上排氣法尾氣處理水NaOH第28頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一下面是實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的裝置和選用的試劑,其中錯(cuò)誤的是
ABCD第29頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一現(xiàn)有3molNO2,欲使其完全溶于水,需補(bǔ)充_____molO2?方法一:循環(huán)計(jì)算法2NO+O2→2NO23NO2+H2O→2HNO3+NO32111/2112/31/31/31/61/31/32/91/91/91/181/9…………所以:n(O2)=1/2+1/6+1/18+……第30頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一現(xiàn)有3molNO2,欲使其完全溶于水,需補(bǔ)充_____molO2?方法二:元素守恒法3NO2→3HNO3反應(yīng)物:NO2H2OO23N+6O3H+3N+9O-=3H+1.5H2O3O1.5O+1.5O0.75O2第31頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一現(xiàn)有3molNO2,欲使其完全溶于水,需補(bǔ)充_____molO2?方法三:電子得失守恒法反應(yīng)物:NO2H2OO2+4-2+1-20產(chǎn)物:HNO3+1+5-2可見參加氧化還原的物質(zhì)有:升高(失電子)1×3=3mol降低(得電子)2×2×x=3molN→NO2→2O+4+50-2x=0.75mol第32頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一現(xiàn)有3molNO2,欲使其完全溶于水,需補(bǔ)充_____molO2?方法四:總反應(yīng)方程式法2NO+O2→2NO2②3NO2+H2O→2HNO3+NO①NO可以看做是中間產(chǎn)物,因此①×2+②得4NO2+O2+2H2O→4HNO34mol1mol3mol0.75mol第33頁(yè),共35頁(yè),2023年,2月20日,星期一氮氧化合物與氧氣的共吸收4NO2+O2+2H2O→4HNO34NO+3O2+2H2O→4HNO3
常溫下將充有10mLNO的試管倒扣在水中,然后通入一定量的O2,最后殘留2mL無(wú)色氣體,求通入O2的體積
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