5.2.1+氮+氮的氧化物++課件高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第二冊(cè)

第五章化工生產(chǎn)中的

重要非金屬元素授課教師：蔡威第二節(jié)氮及其化合物第一課時(shí)氮與氮的氧化物5.2.1

氮與氮的氧化物有句諺語--雷雨發(fā)莊稼，你知道其中的化學(xué)原理嗎？5.2.1

氮與氮的氧化物自然界中的氮元素氮元素動(dòng)植物蛋白質(zhì)土壤海洋中硝酸鹽和銨鹽空氣中的氮?dú)馑伎迹旱亲匀唤绺鞣N生物體生命活動(dòng)不可缺少的重要元素，自然界是怎樣通過氮的循環(huán)為生物體提供氮元素的呢？1.氮元素的存在形式氮元素游離態(tài)部分存在于生物的蛋白質(zhì)中、部分存在于土壤、海洋中的硝酸鹽和銨鹽中化合態(tài)在自然界里，氮元素主要以氮分子的形式存在于空氣中在自然界中，氮既有游離態(tài)又有化合態(tài)。5.2.1

氮與氮的氧化物一、氮?dú)馀c氮的固定一、氮?dú)馀c氮的固定2.氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì)和結(jié)構(gòu)5.2.1

氮與氮的氧化物顏色狀態(tài)氣味密度溶解性_____氣體_____密度與空氣接近___溶于水無色無味難氮元素原子結(jié)構(gòu)示意圖為

，位于元素周期表中第二周期第_____族，氮原子一般通過共用電子對(duì)與其他原子相互結(jié)合構(gòu)成而表現(xiàn)出-3價(jià)。ⅤA氧氣21%其他成分1%氮?dú)?8%空氣成分示意圖一、氮?dú)馀c氮的固定5.2.1

氮與氮的氧化物思考交流寫出氮?dú)獾幕瘜W(xué)式、電子式與結(jié)構(gòu)式。說明為什么氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定？電子式結(jié)構(gòu)式N2化學(xué)式N

N

NN斷開氮?dú)夥肿又械腘≡N鍵需要較多的能量，所以氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定3.氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)5.2.1

氮與氮的氧化物一、氮?dú)馀c氮的固定在一定條件下(如：高溫、放電)，也能與O2、H2、Mg等發(fā)生反應(yīng)：N2+O22NO放電或高溫==========N2+3MgMg3N2點(diǎn)燃催化劑高溫、高壓N2+3H22NH34.氮?dú)獾墓潭?.2.1

氮與氮的氧化物一、氮?dú)馀c氮的固定(1)自然固氮將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)變?yōu)榈幕衔铮凶匀还痰腿斯す痰獌煞N游離態(tài)的氮氮的化合物氮的固定大自然通過閃電釋放的能量將空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為含氮的化合物，或者通過豆科植物的根瘤菌將氮?dú)廪D(zhuǎn)化成氨，從而實(shí)現(xiàn)自然固氮。4.氮?dú)獾墓潭?.2.1

氮與氮的氧化物一、氮?dú)馀c氮的固定(2)人工固氮將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)變?yōu)榈幕衔?，有自然固氮和人工固氮兩種游離態(tài)的氮氮的化合物氮的固定哈伯(F.Haber，1868-1934)科學(xué)史話P125.2.1

氮與氮的氧化物一、氮?dú)馀c氮的固定5.自然界中氮的循環(huán)5.2.1

氮與氮的氧化物一、氮?dú)馀c氮的固定5.氮?dú)獾挠猛荆?）合成氨氣（2）惰性保護(hù)氣：瓜果、食品、糧倉、燈泡等填充氣（3）冷凍劑：速凍和食品運(yùn)輸、低溫超導(dǎo)、低溫麻醉、低溫保存生物組織等焊接保護(hù)氣充氮燈泡食品保護(hù)氣【例1】起固定氮作用的化學(xué)反應(yīng)是A．氮?dú)馀c氫氣在一定條件下反應(yīng)生成氨氣B．一氧化氮與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮C．氨氣經(jīng)催化氧化生成一氧化氮D．由氨氣制碳酸氫銨和硫酸銨A題型一：氮的固定【例2】下列關(guān)于氮?dú)獾恼f法錯(cuò)誤的是A．氮?dú)庠谕ǔＧ闆r下不燃燒，也不支持燃燒，不能供給呼吸B．液氮可用于醫(yī)學(xué)和高科技領(lǐng)域，制造低溫環(huán)境C．利用氮?dú)獾姆€(wěn)定性，工業(yè)上用來替代稀有氣體作焊接金屬的保護(hù)氣D．在高溫高壓、催化劑條件下與氫氣反應(yīng)時(shí)，氮?dú)庾鬟€原劑D題型二：氮?dú)獾男再|(zhì)5.2.1

氮與氮的氧化物二、一氧化氮和二氧化氮1.不同價(jià)態(tài)的氮的氧化物氧化物

NON2O3

N2O5

對(duì)應(yīng)氮的化合價(jià)＋1＋2

＋4＋4＋5N2ONO2N2O4＋3N2O俗稱笑氣，具有麻醉作用上述氮的氧化物中，屬于酸性氧化物的是？N2O3

和

N2O55.2.1

氮與氮的氧化物

NONO2物理性質(zhì)

無色、有毒氣體、不溶于水_______色、有刺激性氣味、有毒氣體、易溶于水化學(xué)性質(zhì)

常溫下易與O2反應(yīng)：__________________

①與水反應(yīng)，制硝酸_______________________

②自身化合：2NO2N2O4二、一氧化氮和二氧化氮2.NO、NO2的性質(zhì)紅棕2NO+O2

===2NO23NO2+H2O===2HNO3+NO實(shí)驗(yàn)室該用什么方法收集這兩種氣體呢？5.2.1

氮與氮的氧化物二、一氧化氮和二氧化氮提示:雷雨天時(shí)在閃電的作用下,空氣中氮?dú)馀c氧氣反應(yīng)生成NO,然后發(fā)生NO→NO2→HNO3,HNO3隨雨水進(jìn)入土壤,為植被提供了豐富的氮肥。3NO2+H2O==2HNO3+NO走近科學(xué)之解密“雷雨發(fā)莊稼”N2+O22NO放電或高溫==========2NO+O2

===2NO25.2.1

氮與氮的氧化物二、一氧化氮和二氧化氮NO氧化性較弱：6NO+4NH35N2+6H2O2NO+2CO

N2+2CO2NO2氧化性較強(qiáng)：NO2+SO2

===NO+SO3

可以使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍(lán)

資料卡片——NO、NO2的氧化性生活中利用該反應(yīng)進(jìn)行汽車尾氣處理5.2.1

氮與氮的氧化物二、一氧化氮和二氧化氮2.NO、NO2的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)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；打開彈簧夾，快速吸入10mL空氣后夾上彈簧夾，觀察現(xiàn)象，然后再振蕩注射器?，F(xiàn)象___________

振蕩后

實(shí)驗(yàn)探究——NO2溶于水【實(shí)驗(yàn)5-5】5.2.1

氮與氮的氧化物二、一氧化氮和二氧化氮2.NO、NO2的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)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；打開彈簧夾，快速吸入10mL空氣后夾上彈簧夾，觀察現(xiàn)象，然后再振蕩注射器?，F(xiàn)象___________

振蕩后

實(shí)驗(yàn)探究——NO2溶于水【實(shí)驗(yàn)5-5】無明顯現(xiàn)象無色氣體變紅棕色，注射器活塞向左移動(dòng)紅棕色變?yōu)闊o色，注射器活塞繼續(xù)向左移動(dòng)5.2.1

氮與氮的氧化物二、一氧化氮和二氧化氮2.NO、NO2的性質(zhì)2NO+O2=

2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO(工業(yè)制取硝酸)結(jié)論：在一定條件下，NO與NO2可以相互轉(zhuǎn)化?，F(xiàn)象一：無色氣體變紅棕色NO→NO2現(xiàn)象二：紅棕色變?yōu)闊o色NO2→NO實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析：5.2.1

氮與氮的氧化物二、一氧化氮和二氧化氮2.NO、NO2的性質(zhì)思考交流如果將注射器中的NO充分轉(zhuǎn)化，可以采取什么措施?上述實(shí)驗(yàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)硝酸有什么啟示?+O2+H2O3NO2+H2O=

2HNO3+NO2NO+O2=2NO22NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO可以用注射器不斷吸入空氣，然后使注射器里的氣體充分與水反應(yīng)5.2.1

氮與氮的氧化物二、一氧化氮和二氧化氮氮的氧化物溶于水的問題首先看清原理實(shí)質(zhì)，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，反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是：

3NO2+H2O=

2HNO3+NO

2NO+O2=

2NO2故若有氣體剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。工業(yè)生產(chǎn)硝酸的啟示5.2.1

氮與氮的氧化物二、一氧化氮和二氧化氮3.有關(guān)氮的氧化物溶于水的計(jì)算

（1）NO與O2同時(shí)通入水中2NO+O2==

2NO2①

3NO2+H2O==

2HNO3+NO

②

①×3+②×2

總的化學(xué)方程式為4NO+3O2+2H2O==

4HNO3

5.2.1

氮與氮的氧化物二、一氧化氮和二氧化氮3.有關(guān)氮的氧化物溶于水的計(jì)算（2）NO2和O2混合氣體溶于水的計(jì)算3NO2+H2O==

2HNO3+NO

①2NO+O2==

2NO2

②

①×2+②

總的化學(xué)方程式為4NO2+O2+2H2O==

4HNO35.2.1

氮與氮的氧化物二、一氧化氮和二氧化氮思考交流將混合氣體通入盛有水的洗氣瓶，然后重新收集氣體。如何除去NO氣體中混有的少量NO2氣體雜質(zhì)？【思考1】NO2、NO均是污染性氣體，如何尾氣處理？①堿液吸收法2NO2＋2NaOH

NaNO3＋NaNO2＋H2ONO2＋NO＋2NaOH

2NaNO2＋H2O②催化轉(zhuǎn)化法2NOx+2XCON2+2XCO2催化劑

?5.2.1

氮與氮的氧化物二、一氧化氮和二氧化氮思考交流NO和NO2都不是酸性氧化物：NO與堿、酸都不能反應(yīng)生成鹽和水，屬于不成鹽氧化物；NO2與堿溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成兩種鹽，也不屬于酸性氧化物。2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O。NO和NO2是酸性氧化物嗎？【思考2】NO2是硝酸的酸酐嗎？不是，NO2是氧化還原得到硝酸，硝酸的酸酐是N2O5【變4-1】下列關(guān)于NO和NO2的說法正確的是A．NO2是紅棕色氣體，易溶于水，屬于酸性氧化物B．NO2可由N2和O2直接化合得到C．NO

和NO2均既可以用排空氣法收集又可以用排水法收集D．NO

和NO2在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化D題型一：一氧化氮和二氧化氮的性質(zhì)【變7-1】在一定條件下，將6體積的NO2(不考慮N2O4)和一定體積的NO置于試管中，并將試管倒置于水中，當(dāng)通入4.5體積的O2充分反應(yīng)后，剩余1.