5.2.1氮及其化合物課件高一下學(xué)期化學(xué)人教版

5.2.1氮氣和氮氧化物第二節(jié)

氮及其化合物掌握N2、NO、NO2的性質(zhì)及二者相互轉(zhuǎn)化，通過對氮元素“位—構(gòu)—性”的分析，認識氮元素在自然界中的存在形式，了解氮的固定和自然界中氮的循環(huán)。能從分子結(jié)構(gòu)的角度認識氮氣的化學(xué)穩(wěn)定性，熟知氮氣與鎂、氧氣、氫氣的化學(xué)反應(yīng)及其條件。能從物質(zhì)類別和氮元素的化合價認識氮氧化物的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化，熟知工業(yè)制硝酸的反應(yīng)原理，發(fā)展“證據(jù)推理與模型認知”的化學(xué)核心素養(yǎng)。課堂導(dǎo)入“死亡谷”之謎青藏高原上的那棱格勒峽谷，每當牧民和牲畜進入后，風(fēng)和日麗的晴天頃刻電閃雷鳴，狂風(fēng)大作，人畜常遭雷擊而倒斃。奇怪的是這里牧草茂盛，水草肥美，被當?shù)啬撩穹Q為“死亡谷”?？疾礻牅y定后發(fā)現(xiàn)，這里的磁場強度非常高。這里的地層，除了分布著大面積的三疊紀火山噴發(fā)的強磁性玄武巖外，還有大大小小30多個磁鐵礦脈及石英閃長巖體。正是這些巖體和磁鐵礦產(chǎn)生了強大的地磁異常帶。夏季，它使因昆侖山的阻擋而沿山谷東西分布的雷、雨、云中的電荷常常在此匯集，形成超強磁場。一旦遇到異物，便會發(fā)生尖端放電即產(chǎn)生雷擊現(xiàn)象，使人和畜瞬間死亡。巨大的磁力還導(dǎo)致了指南針失靈，儀器不準。你知道為什么雷電如此頻繁的死亡谷卻牧草茂盛，水草肥美嗎？(N2＋O2====2NO)放電氮元素在自然界中的存在氮分子蛋白質(zhì)硝酸鹽銨鹽氮原子很難得失電子形成離子鍵，一般與其他原子形成共用電子對化合價：

-3、0、+2、+3、+4、+5位置

第二周期、第ⅤA族結(jié)構(gòu)

性質(zhì)非金屬性：O＞N＞C；N＞P

硝酸的酸性比磷酸強氮元素的位構(gòu)性+725ONCClPS一、氮氣及氮的固定顏色氣味狀態(tài)密度水溶解無色無味難溶氣體密度比空氣稍小液氮1．氮氣的物理性質(zhì)一、氮氣及氮的固定2．氮氣的化學(xué)性質(zhì)電子式結(jié)構(gòu)式N2化學(xué)式N

N

NN共價三鍵、鍵能大，性質(zhì)穩(wěn)定，難與其他物質(zhì)反應(yīng)N2+3H22NH3催化劑高溫、高壓N2+3MgMg3N2點燃N2+O22NO放電或高溫N2表現(xiàn)氧化性N2表現(xiàn)還原性補充：3Mg+N2Mg3N2點燃2Mg+O22MgO點燃2Mg+CO22MgO+C點燃鎂條在空氣中燃燒發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：一、氮氣及氮的固定3．氮的固定氮的固定概念：將大氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過程分類自然固氮—高能固氮生物固氮(如豆科植物的根瘤菌固氮)人工固氮合成氨(工業(yè)上合成氨)仿生固氮(某些金屬有機化合物可起到根瘤菌的作用)(N2＋O2====2NO)放電N2+3H22NH3催化劑高溫、高壓科學(xué)史話哈伯人工固氮合成氨

博施合成氨是人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展史上的一項重大成就。1909年，德國化學(xué)家哈伯經(jīng)過反復(fù)的實驗研究后發(fā)現(xiàn)，在500~600℃、17.5MPa~20.0MPa和鋨為催化劑的條件下，反應(yīng)后氨的含量可超過6%，具備了工業(yè)化生產(chǎn)的可能性。德國工程師博施為了把哈伯合成氨的實驗室方法轉(zhuǎn)化為規(guī)?；墓I(yè)生產(chǎn)也作出了重要貢獻。二、一氧化氮和二氧化氮1．NO和NO2的物理性質(zhì)顏色狀態(tài)氣味水溶性NO無色氣態(tài)無味不溶NO2紅棕色氣態(tài)有刺激性氣味易溶特別提醒：①NO有毒，使人中毒原理與CO相似；②NO不能與O2大量共存，收集氣體只能用排水法；③NO2密度比空氣大、易液化、易溶于水。二、一氧化氮和二氧化氮2．NO和NO2的化學(xué)性質(zhì)二、一氧化氮和二氧化氮實驗探究裝置

操作在一支50mL的注射器里充入20mLNO，然后吸入5mL水，用乳膠管和彈簧夾封住管口，振蕩注射器①打開彈簧夾，快速吸入10mL空氣后夾上彈簧夾②振蕩注射器現(xiàn)象___________①無色氣體變?yōu)開________②_____________________________________________無明顯現(xiàn)象紅棕色紅棕色氣體逐漸變?yōu)闊o色，注射器活塞向左移動——NO、NO2與水的反應(yīng)二、一氧化氮和二氧化氮實驗結(jié)論及解釋

①NO不溶于水，也不與水反應(yīng)，與O2反應(yīng)生成紅棕色的NO2；2NO

+O2==2NO2

②NO2能與水反應(yīng)生成無色的NO。3NO2＋H2O===2HNO3＋NO思考討論：①如果要將注射器中的NO充分轉(zhuǎn)化，應(yīng)采取什么措施？②上述實驗對工業(yè)上生產(chǎn)硝酸有什么的啟示？繼續(xù)通入過量的空氣用水吸收NO2制取硝酸的反應(yīng)過程中，要不斷地補充空氣，使NO2盡可能多地轉(zhuǎn)化為硝酸。3.NO、NO2溶于水的計算圖甲圖乙探究討論：將盛滿NO2氣體的試管倒置于盛水的水槽中(如圖甲)，將O2緩慢通入試管中(如圖乙)。水能否最終充滿試管？3NO2+H2O===2HNO3+NO2NO+O2===2NO2①×2＋②得：①×2＋②×3得：①②4NO2＋O2＋2H2O===4HNO34NO＋3O2＋2H2O===4HNO34∶14∶3恰好完全被水吸收二、一氧化氮和二氧化氮3.NO、NO2溶于水的計算二、一氧化氮和二氧化氮若將充滿NO2的試管倒置在裝滿水的水槽里，會有什么現(xiàn)象?若同時向倒置試管中不斷地緩慢通入O2

，最終現(xiàn)象是什么?提示若將充滿NO2的試管倒置于水槽中，試管中的紅棕色逐漸褪去，水槽里的水倒吸入試管中，最終試管里剩余氣體占

若同時向倒置試管中通入O2，則水槽中的液體最終充滿整個試管。無論是單一氣體(NO2)，還是NO、NO2、O2中的兩者或三者的混合氣體溶于水，若有氣體剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。4.氮氧化物對環(huán)境的污染二、一氧化氮和二氧化氮(1)NOx在紫外線作用下與碳氫化合物發(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生光化學(xué)煙霧。(2)NOx排入大氣中后，與水反應(yīng)生成HNO3和HNO2，隨雨雪降到地面形成酸雨。(3)破壞臭氧層：NO2可使平流層中的臭氧減少，導(dǎo)致地面紫外線輻射量增加。(4)NO與血紅蛋白結(jié)合使人中毒。課外拓展：氮氧化物氮的氧化物種類很多，N2O、NO、NO2、N2O4、N2O3、N2O5都具有不同程度的毒性。除NO2以外，其他氮氧化物均極不穩(wěn)定。除NO外均可溶于水。笑氣——N2O，無色不可燃氣體，有輕微金屬味，室溫下穩(wěn)定，有輕微麻醉作用，1799年由英國化學(xué)家漢弗萊·戴維發(fā)現(xiàn)。主要應(yīng)用在外科和牙科等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，還廣泛用作增強發(fā)動機輸出功率的火箭推進劑和賽車中的氧化劑。信使分子——NO，具有擴張血管、促進消化和增強記憶力的特殊功能。1998年的諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎的主要研究成果是發(fā)現(xiàn)NO在人體的血管系統(tǒng)內(nèi)具有傳送信號的功能。NO一向被視為大氣污染物，卻在生命過程中有如此重要的功能，這是否能給人們一些什么啟示呢？氮氣氮氧化物氮氣氮的固定氮的氧化物（NONO2）自然界中氮的循環(huán)氮氣的性質(zhì)自然固氮人工固氮物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)氮的氧化物溶于水的計算課堂小結(jié)判斷正誤(1)由于NO極易與O2反應(yīng)，并且其密度與空氣相差不多，因此收集NO只能用排水法(

)(2)由于NO2極易與水反應(yīng)且密度比空氣大，因此收集NO2只能用向上排空氣法

(

)(3)NO2與H2O的反應(yīng)中，NO2只做氧化劑(

)(4)NO和NO2都是有刺激性氣味的有毒氣體，它們都是大氣污染物(

)√√××課堂小練：課堂小練2.下列有關(guān)NO2的說法正確的是A.NO2能與水反應(yīng)生成硝酸，故NO2為酸性氧化物B.除去O2中混有的NO2，可將混合氣體通過水，將NO2溶解C.NO2與溴蒸氣的鑒別可用NaOH溶液，溶于NaOH溶液得無色溶液的是NO2，

得橙色溶液的為溴蒸氣D.在NO2與水的反應(yīng)中氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為1∶2√還生成NO生成NO，又能與O2反應(yīng)兩者均與之反應(yīng)，生成無色溶液課堂小練3.工業(yè)制HNO3的過程中排放的NO2和NO常用NaOH溶液吸收，反應(yīng)的化學(xué)方程式為NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O、2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaN