【教學課件】第3節(jié) 氮的轉化 參考課件

第三章物質的性質與轉化第三節(jié)氮的循環(huán)第1課時

自然界中的氮循環(huán)氮氣與氮氧化物一、導入新課閃電是大家非常熟悉的自然現(xiàn)象。你知道在電閃雷鳴的時候，空氣里的氮氣、部分含氮化合物分別發(fā)生了哪些反應嗎？這些反應產(chǎn)生了哪些物質？這些物質對于人類的生產(chǎn)和生活有什么意義？二、自然界中的氮循環(huán)1.氮元素在自然界中的存在形式：游離態(tài)和化合態(tài)。2.自然界中氮的循環(huán)(1)氮在自然界中的循環(huán)示意圖二、自然界中的氮循環(huán)(2)大氣中的氮氣硝酸鹽等含氮化合物根瘤菌放電氮氧化物生物轉化氨基酸土壤和水體微生物分解

蛋白質降水3．人類活動的影響(1)氮氣氨氣→氮肥、硝酸等含氮化合物。(2)燃燒反應產(chǎn)生的氮氧化物參與氮的循環(huán)。化學方法二、自然界中的氮循環(huán)氮及其化合物的“價—類”二維圖?30+2+4氮元素化合價物質類別氫化物單質氧化物酸堿NH3NNONO2HNO3NH3?H2O+5鹽

4．三、氮的固定、氮氣1．氮的固定(1)含義：將空氣中游離態(tài)的氮轉化為含氮化合物的過程，簡稱固氮。高溫、高壓催化劑②人工固氮合成氨：N2+3H22NH3放電①自然固氮：a．高能固氮：N2+O22NOb．生物固氮：豆科植物根瘤菌固氮(2)分類三、氮的固定、氮氣2．氮氣(1)物理性質顏色狀態(tài)氣味密度溶解性無色氣體無味比空氣稍小難溶于水(2)化學性質①穩(wěn)定性在通常狀況下，氮氣的化學性質不活潑，很難與其他物質發(fā)生反應。三、氮的固定、氮氣②還原性a.實驗探究：實驗裝置實驗操作現(xiàn)象硬質玻璃管內充入N2和O2，然后給硬質玻璃管兩端的電極上通電，在硬質玻璃管內能產(chǎn)生火花氣體顏色由無色變?yōu)榧t棕色b.結論：在放電條件下，N2與O2反應生成NO，NO立即被氧化為NO2，化學方程式為N2+O22NO、2NO+O2

2NO2。放電三、氮的固定、氮氣N2和H2反應生成NH3，化學方程式：N2+3H22NH3。高溫、高壓催化劑③氧化性四、氮氧化物1．物理性質物質顏色狀態(tài)氣味毒性水溶性NONO2無色紅棕色氣體氣體無味刺激性有毒有毒難溶于水易溶于水四、氮氧化物實驗裝置實驗操作現(xiàn)象向充滿NO2氣體的試管中注入水氣體逐漸減少，顏色由紅棕色變?yōu)闊o色，得到無色溶液2．化學性質(1)實驗探究：向充滿NO氣體的試管中注入O2氣體顏色由無色逐漸變?yōu)榧t棕色四、氮氧化物(2)結論：在一定條件下，NO與NO2可以相互轉化，反應的化學方程式為：①NO→NO2：2NO+O2

2NO2；②NO2→NO：3NO2+H2O

2HNO3+NO。四、氮氧化物3．其他性質(1)NO①結合血紅蛋白的能力比CO還強，更容易造成人體缺氧；②一種傳遞神經(jīng)信息的“信使分子”，在擴張血管、提高免疫力、增強記憶力等方面有著重要的作用。(2)NO2①能使多種織物褪色，損壞多種織物和尼龍制品；②對金屬和非金屬材料也有腐蝕作用。四、氮氧化物【思考】某山谷經(jīng)常電閃雷鳴、雷雨交加，但樹木、灌木、花草等植被非常茂密，很少有人敢進入這個山谷。你能解釋該山谷的植被茂密的原因嗎？【提示】植物生長需要氮肥，N2在雷電的作用下發(fā)生一系列變化：N2+O22NO2NO+O2

2NO23NO2+H2O

2HNO3+NOHNO3與土壤成分反應，產(chǎn)生硝酸鹽，被植物吸收，所以經(jīng)常有雷電的地方，植被生長的茂盛。放電四、氮氧化物4.氮的氧化物的性質及有關計算【探究】為有效實現(xiàn)NO和NO2的相互轉化，設計如下實驗：按圖組裝好實驗裝置，并檢查裝置氣密性，實驗前用排水法收集半瓶NO氣體。問題1：打開止水夾，推動針筒活塞，使O2進入燒瓶。關上止水夾，觀察到什么現(xiàn)象？原因是什么？提示：燒瓶中氣體由無色變?yōu)榧t棕色，因為發(fā)生反應：2NO+O22NO2四、氮氧化物問題2：然后輕輕搖動燒瓶，燒瓶中觀察到什么現(xiàn)象？產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是什么？提示：輕輕搖動燒瓶，使得NO2與水發(fā)生反應3NO2+H2O

2HNO3+NO，所以燒瓶中紅棕色氣體又變?yōu)闊o色，因為燒瓶內氣體的量減少，引起燒瓶內氣體的壓強降低，所以燒杯內的水會倒吸入燒瓶中，使燒瓶中液面上升。四、氮氧化物問題3：若最后燒瓶中充滿了水，則原燒瓶中NO與通入氧氣的體積之比為多少(同溫同壓下)？用化學方程式說明。提示：發(fā)生的反應為①2NO+O22NO2，

②3NO2+H2O

2HNO3+NO，①×3+②×2可得方程式：4NO+3O2+2H2O

4HNO3，當NO與氧氣的體積之比為4∶3時，完全溶于水。四、氮氧化物(1)NO和NO2性質的對比

NONO2色、態(tài)、味、毒性水溶性與氧氣反應與水反應與氧氣、水同時作用氧化性對環(huán)境的影響無色、無味紅棕色、有刺激性氣味有毒氣體難溶易溶且與水反應2NO+O2

2NO2——3NO2+H2O

2HNO3+NO4NO+3O2+2H2O

4HNO34NO2+O2+2H2O

4HNO3有氧化性，但通常情況下表現(xiàn)出還原性能氧化S2?、I?、Fe2+等離子，NO2能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍有毒，大氣污染物之一四、氮氧化物(2)氮的氧化物溶于水的計算<4:1O2過量，剩余氣體為O2=4:1恰好完全反應>4:1NO2過量，剩余氣體為NO過量NO2與H2O反應生成NO2NO+O2

2NO2 ①3NO2+H2O2HNO3+NO ②由①+②×2得4NO2+O2+2H2O4HNO3，當體積比V(NO2)∶V(O2)四、氮氧化物<4:3O2過量，剩余氣體為O2=4:3恰好完全反應>4:3NO過量，剩余氣體為NO由①×3+②×2得4NO+3O2+2H2O

4HNO3，當體積比V(NO)∶V(O2)2NO+O2

2NO2 ①3NO2+H2O2HNO3+NO ②NO、NO2均不屬于酸性氧化物。酸性氧化物是能夠與堿反應生成鹽和水的氧化物，而且生成的鹽是該氧化物同價態(tài)的含氧酸所對應的鹽。NO不能與堿反應，NO2與NaOH溶液的反應為2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O。但由于生成的不是相應的鹽，因此二氧化氮也不是酸性氧化物。四、氮氧化物五、課堂練習例1．下列說法不正確的是()A．豆科植物通過根瘤菌吸收空氣中的氮是化學變化B．汽車尾氣中的氮氧化物是由游離態(tài)氮轉化來的C．化石燃料燃燒通常不釋放出氮氧化物D．植物秸稈燃燒時產(chǎn)生氮氧化物，參與了氮的循環(huán)C五、課堂練習例2．下列對NO、NO2的描述中正確的是()A．NO是酸性氧化物B．NO2可用排水法收集，且可由N2和O2直接化合而得到C．NO、NO2在一定條件下可相互轉化，且二者都是引起光化學煙霧的大氣污染物D．一氧化氮在反應中只能作還原劑C五、課堂練習例3．將10mL充滿NO2和O2的混合氣體的試管，倒置于水槽中，反應停止后試管內剩余2mL的無色氣體，求原混合氣體中NO2和O2各多少毫升？(2)若剩余的是O2，則有10mL－2mL＝8mLNO2和O2的混合氣體按反應4NO2+O2+2H2O4HNO3進行。所以NO2的體積為8mL×＝6.4mL，O2