高中化學 第3章 自然界中的元素 3.2.1 氮氣及其氧化物課件 魯科版必修1-魯科版高一必修1化學課件

1、第第2 2節(jié)氮的循環(huán)節(jié)氮的循環(huán)第第1 1課時氮氣及其氧化物課時氮氣及其氧化物一、自然界中氮的循環(huán)氮氣以_態(tài)存在于大氣中，以_態(tài)存在于動植物體內、土壤中和水體中。游離游離化合化合二、氮循環(huán)中的重要物質及轉化（一）氮氣1.氮氣的物理性質2.氮氣的化學性質氮氣的化學性質_（填“活潑”或“不活潑”）。（1）N2與O2反應:_。（2）N2與H2反應（工業(yè)合成氨的反應）:_?？赡娣磻?在_下，能同時向_進行的反應，方程式中用_表示。不活潑不活潑N N2 2+O+O2 2 2NO2NON N2 2+3H+3H2 2 2NH2NH3 3相同條件相同條件正反兩個方向正反兩個方向3.氮的固定（1）定義:將_叫做氮

2、的固定，簡稱_?？諝庵杏坞x態(tài)的氮轉化為含氮化合物空氣中游離態(tài)的氮轉化為含氮化合物固氮固氮（2）分類:（二）氮的氧化物1.氮的氧化物（氮有多種價態(tài)的氧化物）其中_、_分別是HNO2（亞硝酸）和HNO3的酸酐。N N2 2O O3 3N N2 2O O5 52.NO和NO2（1）物理性質:（2）化學性質:一氧化氮與氧氣的反應:_；二氧化氮與水的反應:_。=2NO+O2NO+O2 2 2NO2NO2 23NO3NO2 2+H+H2 2O 2HNOO 2HNO3 3+NO+NO【思考】NO的收集方法:_。NO2的收集方法:_。（3）NO、NO2與人類的關系？NO:_；NO2:_。排水法排水法向上排空氣

3、法向上排空氣法少量的少量的NONO在生物體內許多組織中存在，有擴張血管、在生物體內許多組織中存在，有擴張血管、提高免疫、增強記憶力的功能，被稱為傳遞神經信息的提高免疫、增強記憶力的功能，被稱為傳遞神經信息的“信使分子信使分子”，NONO與血紅蛋白結合的能力比一氧化碳還與血紅蛋白結合的能力比一氧化碳還強，使人因缺氧而中毒強，使人因缺氧而中毒空氣中空氣中NONO2 2是造成光化學煙霧的主要因素，也是形成是造成光化學煙霧的主要因素，也是形成酸雨的成分之一；酸雨的成分之一；NONO2 2能使多種織物退色，損壞多種織物和能使多種織物退色，損壞多種織物和尼龍制品，對金屬和非金屬材料也有腐蝕作用尼龍制品，對

4、金屬和非金屬材料也有腐蝕作用1.關于氮氣的性質的說法中，錯誤的是( )A.通常情況下，氮氣性質很不活潑B.可在氧氣中燃燒，生成一氧化氮C.氮氣的化學性質比較穩(wěn)定，其原因是兩原子間結合非常牢固D.跟氫氣在一定條件下發(fā)生反應，氮氣是氧化劑B B2.下列變化中，屬于氮的固定的是( )A.植物從土壤中吸收含氮的養(yǎng)料B.豆科植物的根瘤菌吸收空氣中的氮氣，使之轉化成植物蛋白質C.工業(yè)上將氨轉化成硝酸及其他氮的化合物D.從空氣中分離出氮氣B B3.下列反應，氮元素只被還原的是( )A.N2+O2 2NOB.2NO2 N2O4C.3NO2+H2O 2HNO3+NOD.N2+3H2 2NH3D D探究一 自然界

5、中氮的循環(huán)1.存在及應用(1)氮元素在自然界中的存在形式:_和_。游離態(tài)游離態(tài)化合態(tài)化合態(tài) (3)氮元素是一種營養(yǎng)元素，是組成蛋白質的重要元素。2.自然界中氮的循環(huán)3.人類活動的影響(1)氮氣合成氨氨氮肥、硝酸等含氮化合物。(2)燃燒反應產生的氮氧化物參與氮的循環(huán)?！緦c訓練1】氮的循環(huán)在自然界的元素循環(huán)中具有重要意義，有些氮的轉化是從氮氣到氮的化合物，有些轉化是從氮的一種化合物到氮的另一種化合物。下列過程中，不是以游離態(tài)的氮為原料最終產生含氮化合物的是( )A.工業(yè)合成氨B.動物尸體腐爛C.豆科植物的根瘤菌固氮D.盛夏時節(jié)，雷雨肥田，植物茂盛B B探究二氮氣從元素化合價分析氮氣具有既有氧化性

6、又有還原性（填“氧化性”“還原性”或“既有氧化性又有還原性”），從分類的角度分析氮氣可能具有的性質:與金屬單質反應，與某些非金屬單質反應。1.化學性質（1）與非金屬單質反應_。（表現了氧化性）應用:工業(yè)上制氨氣可逆反應:在相同條件下能同時向正反兩個方向進行的反應。_。（表現了還原性）（2）與金屬反應鎂條可以在N2中燃燒，化學方程式:_。（表現了氧化性）N N2 2+H+H2 2 2NH2NH3 3N N2 2+O+O2 2 2NO2NO3Mg+N3Mg+N2 2 MgMg3 3N N2 2點燃點燃=2.氮的固定(1)定義:使游離氮轉化為_的過程。(2)分類:說明:高能固氮指N2在雷電作用下生成

7、NO；生物固氮指植物根瘤菌把N2轉化成 、 。含氮化合物含氮化合物3.氮氣的用途(1)化學性質穩(wěn)定做糧食、瓜果、焊接金屬的保護氣。(2)不燃燒、不支持燃燒滅火。(3)與H2反應生成氨氣制造硝酸、氮肥的原料。(4)液態(tài)溫度低、性質穩(wěn)定、無毒做冷凍麻醉劑。4.工業(yè)制法空氣中含有大量的氮氣，空氣是工業(yè)制氮氣的主要原料，生產方法主要是分離液態(tài)空氣，并制得液氧。（1）實驗室收集N2的方法是什么？為什么？答案:只能用排水法收集，不能用排空氣法。N2的密度與空氣接近，實驗室只能用排水法收集。（2）從分子結構的角度解釋氮氣的性質為什么很穩(wěn)定？對反應條件的要求是什么?答案:氮分子中兩個氮原子之間共用三對電子，每

8、個原子都達到了穩(wěn)定結構，存在很強的作用力，要破壞這種牢固的結構，需要很高的能量，故N2性質常溫下很穩(wěn)定。但是在高能放電或高溫、高壓、催化劑等條件下也可以反應。（3）氮氣不燃燒、不支持燃燒，可以滅火，是否任何物質都不能在氮氣中燃燒？答案:氮氣不支持燃燒是相對的，可以支持金屬鎂的燃燒:3Mg+N2 Mg3N2，生成淡黃色的氮化鎂。（4）2H2O 2H2+O2和2H2+O2 2H2O是否屬于可逆反應？CO2+H2O H2CO3和H2CO3 CO2+H2O是否屬于可逆反應？答案:可逆反應必須滿足“兩同”:相同條件；正反方向同時進行。2H2O 2H2+O2和2H2+O2 2H2O不是可逆反應，因為反應的

9、條件不同；CO2+H2O H2CO3和H2CO3 CO2+H2O是可逆反應，因為在相同的條件下，同時進行?！緦c訓練2】判斷正誤。(1)實驗室可用排空氣法收集N2。( )(2)N2在通常狀況下與O2反應生成NO2。( )(3)合成氨反應屬于自然固氮中的高能固氮。( )(4)任何物質在N2中都不能燃燒。( )(5)N2與H2反應時，N2作氧化劑；N2與O2反應時，N2作還原劑。( )（6）游離態(tài)氮轉化成化合態(tài)氮時，氮元素被氧化。( )（7）等質量的N2和CO所含分子數目相同。( )(8)22.4 L N2所含的電子數為2NA。( )探究三氮的氧化物1.NO和NO2的性質及其轉化（1）請寫出NO2

10、與H2O反應的離子方程式，并指出反應的氧化劑與還原劑的物質的量之比以及電子轉移的數目。答案:離子方程式:3NO2+H2O 2H+ +NO氧化劑:NO2，還原劑:NO2n（氧化劑）n(還原劑)=12；轉移電子數目2NA32NO（2）NO和NO2的尾氣處理:用NaOH溶液吸收。化學方程式:NO+NO2+2NaOH _；2NO2+2NaOH _。2NaNO2NaNO2 2+H+H2 2O ONaNONaNO2 2+NaNO+NaNO3 3+H+H2 2O O（3）NO和NO2的功與過來源:空氣中NO、NO2主要來源于煤和石油的燃燒、汽車尾氣、硝酸工廠等。功:少量的NO在生物體內許多組織中存在，有擴張

11、血管、提高免疫、增強記憶力的功能，被稱為傳遞神經信息的“信使分子”。NO2和水反應可以轉化成硝酸制成重要的工業(yè)原料。過:氮的氧化物都是大氣污染物，NO與血紅蛋白結合的能力比一氧化碳還強，使人因缺氧而中毒?？諝庵蠳O2是造成光化學煙霧的主要因素，也是形成酸雨的成分之一。NO2能使多種織物退色，損壞多種織物和尼龍制品，對金屬、非金屬材料都有腐蝕作用。常見氣體的收集方法(1)排水法收集:NO、H2、O2、N2。(2)向下排空氣法收集:H2、CH4、NH3。(3)向上排空氣法收集:Cl2、NO2、CO2、O2。（1）如何除去NO中的NO2？答案:洗氣法，將混合氣體通過盛有水的洗氣瓶，NO2溶于水和水反

12、應生成NO從而除去NO2。（2）放電條件下，N2和過量氧氣反應的產物是什么？NO2能不能由單質直接化合而成？答案:放電條件下N2和O2反應的產物是NO，NO與過量的氧氣反應生成NO2;NO2不能由單質直接化合而成。（3）農諺“雷雨發(fā)莊稼”是何道理？寫出該過程中的化學方程式。答案:原理： (氮肥)化學方程式:N2+O2 2NO，2NO+O2 2NO2，3NO2+H2O 2HNO3+NO，HNO3 硝酸鹽(氮肥)?！緦c訓練3】下列關于NO、NO2的描述正確的是( )A.NO2與H2O反應生成HNO3，所以HNO3的酸酐是NO2B.氮的氧化物都既有氧化性，又有還原性C.NO、NO2在一定條件下可以

13、相互轉化，且二者都是大氣污染物D.NO、NO2互為同素異形體，且NO是汽車尾氣的有害成分之一C C2.氮的氧化物的計算類型:（1）NO2和NO（或N2）的混合氣體溶于水的計算反應:3NO2+H2O 2HNO3+NO（2）NO2和O2的混合氣體溶于水的計算反應:4NO2+O2+2H2O 4HNO3（3）NO和O2的混合氣體溶于水的計算反應:4NO+3O2+2H2O 4HNO3【對點訓練4】(雙選)將50 mL的試管充滿NO2和O2的混合氣體，倒立于水中，充分反應后，試管內還有10 mL無色氣體，由此判斷原混合氣體中NO2和O2的體積分別是( )A.20 mL、30 mLB.32 mL、18 mL

14、C.40 mL、10 mLD.46 mL、4 mLBDBD解析:(1)若剩余10 mL氣體為O2V(NO2)40 mL 32 mL原混合氣體中V(NO2)32 mLV(O2)=50 mL-32 mL18 mL。 (2)若剩余10 mL氣體為NO，說明NO2過量V(O2)=20 mL 4 mLV(NO2)50 mL-4 mL46 mL。45151.下列有關氮氣的說法正確的是( )A.氮氣是由氮原子構成的雙原子分子，所以化學性質不活潑B.醫(yī)學上常用液氮做冷凍劑，在冷凍麻醉條件下做手術，是利用氮氣化學性質的不活潑性C.H2與N2在一定條件下反應生成NH3，反應中N2體現氧化性D.電閃雷鳴的雨天，雨水中會含有一定量的硝酸，其中可能發(fā)生的反應有N2+2O2 2NO2C C2.下列關于氮氣及氮的氧化物的敘述正確的是( )A.1 mol N2含有7NA個電子B.氮氣跟氫氣在一定條件下發(fā)生反