3.3.3 硝酸 人类活动对氮循环和环境的影响 课件 (共25张PPT)2023-2024学年高一化学鲁科版（2029）必修第一册
文档属性
| 名称 | 3.3.3 硝酸 人类活动对氮循环和环境的影响 课件 (共25张PPT)2023-2024学年高一化学鲁科版（2029）必修第一册 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 648.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-11-21 12:15:07 | ||
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文档简介
(共25张PPT)
第3章 物质的性质与转化
第3节 氮的循环
第3课时 硝酸
人类活动对氮循环和环境的影响
3.硝酸的性质
硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料和硝酸盐等。在实验室里，硝酸是一种重要的化学试剂。
[实验 1] 取一瓶浓硝酸，打开瓶盖，小心地扇闻浓硝酸的气味。
[实验 2]在两个装置中各放入一小块铜片，分别加入少量稀硝酸(4 mol·L-1) 和浓硝酸(15 mol·L-1)，观察发生的现象。
[实验 3]将实验2中的铜片换成铁片进行相同的实验，观察发生的现象。
观察·思考
硝酸的性质
由于铜与稀硝酸、浓硝酸发生反应产生对环境有污染的氮氧化物气体，需要使用合适的实验装置(如试管、注射器、U 形管等)，采取措施吸收气体，并及时进行处理。
实验装置及操作 实验现象 实验结论
瓶口产生 ，闻到 气味 硝酸是无色、 、
的液体
有刺激性气味
白雾
刺激性
易挥发
反应缓慢，有少量气泡产生， 。 铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成 气体
反应剧烈，有 。产生， 。 铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成 气体
无明显现象 发生 。
溶液变蓝
溶液变蓝
NO
大量气泡
钝化
NO2
铜片与稀硝酸反应的现象
铜片与浓硝酸反应的现象
纯净的硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体；熔点为-42℃，沸点为83℃；密度为1.5 g·cm-3。硝酸受热或见光分解会产生二氧化氮气体。实验室长期保存浓硝酸，可使用棕色试剂瓶，并放置在阴凉处。
通常市售硝酸中HNO3的质量分数为68%~70%，密度为1.42 g·cm-3。HNO3质量分数为95%以上的浓硝酸，在空气中挥发出硝酸蒸气会产生“发烟”现象，通常又叫作发烟硝酸。
硝酸具有强氧化性，能与除金、铂、钛以外的大多数金属反应，其还原产物与硝酸的浓度有关。通常，浓硝酸与金属反应生成的还原产物主要是二氧化氮，稀硝酸与金属反应生成的还原产物主要是一氧化氮。例如：
常温下，浓硝酸可使铁、铝等金属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，所以可以用铁质或铝质容器盛放冷的浓硝酸。
在加热条件下，浓硝酸还能与碳单质等非金属单质发生氧化还原反应。
硝酸还具有酸的一般性质，如硝酸能与碱发生中和反应，能与碱性氧化物、某些盐发生复分解反应等。
三、人类活动对氮循环和环境的影响
进入工业化社会以后，随着科学技术的进步和工农业生产的发展，人类开发和利用自然资源的规模越来越大，化石燃料的消耗量急剧增加，化学合成氮肥的量迅速上升，豆科植物的栽种面积也在陆续扩大，人类的固氨活动使活化氮的量大大增加。这一趋势虽然有助于农产品产量的提高，但也会给全球生态环境带来压力。
NH 与NO 是自然界中活化氮的主要形态。氮气是惰性的，通过自然固氮和人工固氮可使其活化。
以一氧化氮和二氧化氮为主的氮氧化物是形成光化学烟雾、雾霾及酸雨的一个重要原因。汽车尾气中的氮氧化物与碳氢化合物经紫外线照射发生反应形成的有毒烟雾，称为光化学烟雾。光化学烟雾具有特殊气味，会刺激眼睛、伤害植物，并能降低大气能见度。
含有氮元素的物质的过度排放，导致它们在大气、土壤、水体中富集，在一定程度上促进了雾霾的形成。另外，氮氧化物与降水反应生成的硝酸和亚硝酸是酸雨的组成成分。大气中的氮氧化物主要来源于化石燃料的燃烧和植物体的焚烧，以及农田土壤和动物排泄物中含氮化合物的转化。
水体中含有氮元素的物质过量会对水体造成污染。任何自然水体都含有一定浓度的氮、磷等多种营养元素。通常情况下，水体中这些营养元素的自然浓度都比较低。当进入水体的氮元素的含量增大时，会造成水体的富营养化，导致藻类“疯长”并覆盖在水面上。水体中的氮元素主要来源于工业废水、生活污水、农田灌溉以及水产养殖所投入的肥料和饵料等。
为了减少人类活动对氮循环和环境的影响，一方面应控制进入大气、土壤和水体中含有氮元素的物质的量，另一方面应增强生态系统对含有氮元素的物质的吸收能力。
坚持人与自然和谐共生，建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计。我们必须牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，坚持节约资源和保护环境的基本国策，像对待生命一样对待生态环境，实行最严格的生态环境保护制度，形成绿色生产、生活方式。
化学与技术
绿色化学
绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学，倡导用化学技术和方法减少或停止对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂以及生产过程中的产物、副产物等的使用和产生。
绿色化学的核心内容是原子经济性和“5R”原则。原子经济性指充分利用反应物中的名个原子，既充分利用资源又防止污染。“5R”原则包括：Reduction——减量使用原料，减少实验废弃物的产生和排放；Reuse——循环使用，重复使用；Recycling——资源的回收利用；Regeneration——变废为宝，资源和能源再利用，Rejection——拒用有毒有害品。
与污染控制化学研究如何用化学技术与原理治理已被污染的环境不同，绿色化学研究的是如何将污染消除在产业的源头，从根本上消除污染。现在，许多国家已把“化学绿色化”作为 21 世纪化学进展的主要方向之一。
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第3章 物质的性质与转化
第3节 氮的循环
第3课时 硝酸
人类活动对氮循环和环境的影响
3.硝酸的性质
硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料和硝酸盐等。在实验室里，硝酸是一种重要的化学试剂。
[实验 1] 取一瓶浓硝酸，打开瓶盖，小心地扇闻浓硝酸的气味。
[实验 2]在两个装置中各放入一小块铜片，分别加入少量稀硝酸(4 mol·L-1) 和浓硝酸(15 mol·L-1)，观察发生的现象。
[实验 3]将实验2中的铜片换成铁片进行相同的实验，观察发生的现象。
观察·思考
硝酸的性质
由于铜与稀硝酸、浓硝酸发生反应产生对环境有污染的氮氧化物气体，需要使用合适的实验装置(如试管、注射器、U 形管等)，采取措施吸收气体，并及时进行处理。
实验装置及操作 实验现象 实验结论
瓶口产生 ，闻到 气味 硝酸是无色、 、
的液体
有刺激性气味
白雾
刺激性
易挥发
反应缓慢，有少量气泡产生， 。 铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成 气体
反应剧烈，有 。产生， 。 铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成 气体
无明显现象 发生 。
溶液变蓝
溶液变蓝
NO
大量气泡
钝化
NO2
铜片与稀硝酸反应的现象
铜片与浓硝酸反应的现象
纯净的硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体；熔点为-42℃，沸点为83℃；密度为1.5 g·cm-3。硝酸受热或见光分解会产生二氧化氮气体。实验室长期保存浓硝酸，可使用棕色试剂瓶，并放置在阴凉处。
通常市售硝酸中HNO3的质量分数为68%~70%，密度为1.42 g·cm-3。HNO3质量分数为95%以上的浓硝酸，在空气中挥发出硝酸蒸气会产生“发烟”现象，通常又叫作发烟硝酸。
硝酸具有强氧化性，能与除金、铂、钛以外的大多数金属反应，其还原产物与硝酸的浓度有关。通常，浓硝酸与金属反应生成的还原产物主要是二氧化氮，稀硝酸与金属反应生成的还原产物主要是一氧化氮。例如：
常温下，浓硝酸可使铁、铝等金属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，所以可以用铁质或铝质容器盛放冷的浓硝酸。
在加热条件下，浓硝酸还能与碳单质等非金属单质发生氧化还原反应。
硝酸还具有酸的一般性质，如硝酸能与碱发生中和反应，能与碱性氧化物、某些盐发生复分解反应等。
三、人类活动对氮循环和环境的影响
进入工业化社会以后，随着科学技术的进步和工农业生产的发展，人类开发和利用自然资源的规模越来越大，化石燃料的消耗量急剧增加，化学合成氮肥的量迅速上升，豆科植物的栽种面积也在陆续扩大，人类的固氨活动使活化氮的量大大增加。这一趋势虽然有助于农产品产量的提高，但也会给全球生态环境带来压力。
NH 与NO 是自然界中活化氮的主要形态。氮气是惰性的，通过自然固氮和人工固氮可使其活化。
以一氧化氮和二氧化氮为主的氮氧化物是形成光化学烟雾、雾霾及酸雨的一个重要原因。汽车尾气中的氮氧化物与碳氢化合物经紫外线照射发生反应形成的有毒烟雾，称为光化学烟雾。光化学烟雾具有特殊气味，会刺激眼睛、伤害植物，并能降低大气能见度。
含有氮元素的物质的过度排放，导致它们在大气、土壤、水体中富集，在一定程度上促进了雾霾的形成。另外，氮氧化物与降水反应生成的硝酸和亚硝酸是酸雨的组成成分。大气中的氮氧化物主要来源于化石燃料的燃烧和植物体的焚烧，以及农田土壤和动物排泄物中含氮化合物的转化。
水体中含有氮元素的物质过量会对水体造成污染。任何自然水体都含有一定浓度的氮、磷等多种营养元素。通常情况下，水体中这些营养元素的自然浓度都比较低。当进入水体的氮元素的含量增大时，会造成水体的富营养化，导致藻类“疯长”并覆盖在水面上。水体中的氮元素主要来源于工业废水、生活污水、农田灌溉以及水产养殖所投入的肥料和饵料等。
为了减少人类活动对氮循环和环境的影响，一方面应控制进入大气、土壤和水体中含有氮元素的物质的量，另一方面应增强生态系统对含有氮元素的物质的吸收能力。
坚持人与自然和谐共生，建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计。我们必须牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，坚持节约资源和保护环境的基本国策，像对待生命一样对待生态环境，实行最严格的生态环境保护制度，形成绿色生产、生活方式。
化学与技术
绿色化学
绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学，倡导用化学技术和方法减少或停止对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂以及生产过程中的产物、副产物等的使用和产生。
绿色化学的核心内容是原子经济性和“5R”原则。原子经济性指充分利用反应物中的名个原子，既充分利用资源又防止污染。“5R”原则包括：Reduction——减量使用原料，减少实验废弃物的产生和排放；Reuse——循环使用，重复使用；Recycling——资源的回收利用；Regeneration——变废为宝，资源和能源再利用，Rejection——拒用有毒有害品。
与污染控制化学研究如何用化学技术与原理治理已被污染的环境不同，绿色化学研究的是如何将污染消除在产业的源头，从根本上消除污染。现在，许多国家已把“化学绿色化”作为 21 世纪化学进展的主要方向之一。
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