高中化學(xué)氮?dú)庹n件

高中化學(xué)氮?dú)庹n件演講人：日期：目錄0401氮?dú)獾幕拘再|(zhì)02氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)03氮?dú)獾闹苽渑c用途05實(shí)驗(yàn)與探究04氮的循環(huán)與生態(tài)意義01氮?dú)獾幕拘再|(zhì)物理性質(zhì)（無(wú)色無(wú)味氣體）氮?dú)獾奈锢頎顟B(tài)氮?dú)庠诔爻合率且环N無(wú)色無(wú)味的氣體，密度為1.25g/L，難溶于水。氮?dú)獾娜埸c(diǎn)與沸點(diǎn)氮?dú)獾碾妼W(xué)性質(zhì)氮?dú)獾娜埸c(diǎn)為-210℃，沸點(diǎn)為-196℃，是低溫下能夠保持液態(tài)的重要物質(zhì)之一。氮?dú)馐且环N電中性氣體，不導(dǎo)電，但在高溫或電弧作用下可與氧反應(yīng)生成氧化氮等氣體。123化學(xué)穩(wěn)定性與分子結(jié)構(gòu)（叁鍵結(jié)構(gòu)）氮?dú)夥肿佑蓛蓚€(gè)氮原子通過(guò)三重鍵（叁鍵）結(jié)合而成，分子式為N?，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。氮?dú)獾姆肿咏Y(jié)構(gòu)由于氮?dú)夥肿又g存在叁鍵結(jié)構(gòu)，因此氮?dú)庠诔叵路浅７€(wěn)定，不易與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。氮?dú)獾幕瘜W(xué)穩(wěn)定性盡管氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，但在特定條件下（如高溫、放電等）可以與某些元素或化合物發(fā)生反應(yīng)，如與氫氣反應(yīng)生成氨氣等。氮?dú)獾姆磻?yīng)性氮?dú)馐堑厍虼髿庵泻孔罡叩臍怏w，約占大氣總量的78%。自然界中的分布（占大氣78%）氮?dú)庠诖髿庵械暮孔匀唤缰械牡獨(dú)庵饕獊?lái)源于空氣，同時(shí)也有部分來(lái)源于生物體的固氮作用和工業(yè)合成氨等過(guò)程。氮?dú)獾膩?lái)源氮?dú)庠谧匀唤缰型ㄟ^(guò)生物固氮、大氣固氮和人工合成等多種途徑進(jìn)行循環(huán)，對(duì)地球生態(tài)系統(tǒng)和人類生活具有重要意義。氮?dú)獾难h(huán)02氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)與氫氣的反應(yīng)（高溫高壓合成氨）化學(xué)反應(yīng)方程式N?+3H?→2NH?，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，需要在高溫高壓下進(jìn)行，并需要催化劑促進(jìn)反應(yīng)。反應(yīng)特點(diǎn)氮?dú)夥肿又械牡I斷裂，與氫氣發(fā)生加氫反應(yīng)，生成氨氣。該反應(yīng)是工業(yè)合成氨的重要方法。應(yīng)用領(lǐng)域合成氨是制造氮肥、硝酸等化合物的重要原料，也是工業(yè)生產(chǎn)中的重要過(guò)程?；瘜W(xué)反應(yīng)方程式N?+O?→2NO，該反應(yīng)在放電條件下進(jìn)行，例如在雷電或電弧的高溫下，氮?dú)馀c氧氣反應(yīng)生成一氧化氮。與氧氣的反應(yīng)（放電生成一氧化氮）反應(yīng)特點(diǎn)氮?dú)夥肿釉诜烹姉l件下被激活，與氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成一氧化氮。一氧化氮是一種無(wú)色無(wú)味的有毒氣體。環(huán)境影響一氧化氮在大氣中容易與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，進(jìn)而形成光化學(xué)煙霧和酸雨等環(huán)境問(wèn)題?；瘜W(xué)反應(yīng)概述這些反應(yīng)通常需要較高的溫度和引發(fā)條件，且反應(yīng)過(guò)程中會(huì)放出大量的熱。生成的氮化物通常具有較高的硬度和熔點(diǎn)。反應(yīng)特點(diǎn)實(shí)際應(yīng)用利用氮?dú)馀c活潑金屬的反應(yīng)可以制備一些特殊的氮化物材料，這些材料在電子、陶瓷等領(lǐng)域有一定的應(yīng)用價(jià)值。例如，氮化鋰可用于制備紅色熒光粉和光電材料；氮化鎂可用于制備高硬度、高耐磨性的陶瓷材料等。氮?dú)饪梢耘c一些活潑金屬（如鋰、鈣、鎂等）在加熱條件下發(fā)生反應(yīng)，生成相應(yīng)的氮化物。與活潑金屬的反應(yīng)（加熱條件下）03氮?dú)獾闹苽渑c用途原理利用空氣中各組分沸點(diǎn)不同，通過(guò)分餾的方法將氮?dú)鈴目諝庵蟹蛛x出來(lái)。工藝流程空氣凈化、壓縮、冷卻、分離、精餾等步驟。優(yōu)點(diǎn)原料豐富，成本低廉，大規(guī)模生產(chǎn)方便。缺點(diǎn)能耗較高，需要專業(yè)的設(shè)備和操作人員。工業(yè)制法（空氣分餾）原理制備方法缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)亞硝酸銨在加熱條件下分解產(chǎn)生氮?dú)?。操作?jiǎn)單，適合實(shí)驗(yàn)室小規(guī)模制備。將亞硝酸銨置于試管中，加熱至分解，收集產(chǎn)生的氮?dú)狻３杀据^高，產(chǎn)生的氮?dú)饧兌仁軄喯跛徜@純度影響。實(shí)驗(yàn)室制法（亞硝酸銨分解）合成氨原料氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)生成氨，是合成氨的重要原料，而氨是生產(chǎn)化肥和炸藥的重要物質(zhì)。氮?dú)庠诳茖W(xué)研究中的應(yīng)用氮?dú)膺€可以用于科學(xué)研究中，如作為實(shí)驗(yàn)氣體、標(biāo)準(zhǔn)氣體等，為科學(xué)研究提供可靠的實(shí)驗(yàn)條件和數(shù)據(jù)支持。制冷劑液態(tài)氮在氣化時(shí)會(huì)吸收大量熱量，因此可用作制冷劑，如醫(yī)療領(lǐng)域的低溫手術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)的冷卻等。惰性保護(hù)氣由于氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此常用作保護(hù)氣，如焊接、食品包裝等。主要用途（惰性保護(hù)氣、合成氨原料）04氮的循環(huán)與生態(tài)意義在雷電作用下，空氣中的氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)生成氮的氧化物，再經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)形成硝酸鹽，被植物吸收利用。某些微生物，如根瘤菌、藍(lán)藻等，能夠?qū)⒖諝庵械牡獨(dú)廪D(zhuǎn)化為植物可利用的氨或銨鹽，是自然界中重要的氮素來(lái)源。雷電固氮生物固氮自然固氮（雷電、生物固氮）人工固氮（工業(yè)合成氨）哈伯-博施法利用高溫高壓條件，將氮?dú)夂蜌錃夂铣蔀榘?，是工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)氨的主要方法。氨的用途氨是重要的化工原料，可用于制造化肥、炸藥等，還可用于合成硝酸、氮的氧化物等。氮循環(huán)對(duì)環(huán)境的影響（富營(yíng)養(yǎng)化等）氮氧化物污染氮氧化物是主要的大氣污染物之一，可形成光化學(xué)煙霧、酸雨等，對(duì)環(huán)境和人類健康造成危害。富營(yíng)養(yǎng)化氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)過(guò)多排入水體，導(dǎo)致藻類大量繁殖，消耗水中氧氣，使水質(zhì)惡化，造成水生生物死亡。05實(shí)驗(yàn)與探究實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)化學(xué)反應(yīng)制取氮?dú)猓Ⅱ?yàn)證其化學(xué)性質(zhì)。01演示實(shí)驗(yàn)：氮?dú)獾闹迫∨c性質(zhì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)原理：利用亞硝酸銨分解產(chǎn)生氮?dú)獾幕瘜W(xué)反應(yīng)，通過(guò)排水法收集氮?dú)狻?2實(shí)驗(yàn)步驟03檢查裝置氣密性：確保實(shí)驗(yàn)裝置不漏氣。04放置藥品并加熱：將亞硝酸銨放入試管中，加熱使其分解。05收集氮?dú)猓豪门潘ㄊ占a(chǎn)生的氮?dú)狻?6驗(yàn)證氮?dú)庑再|(zhì)：利用氧氣傳感器等設(shè)備驗(yàn)證氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)。07實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：加熱亞硝酸銨后，產(chǎn)生氣泡并放出氮?dú)猓占降牡獨(dú)獠恢С秩紵?8探究活動(dòng)：氮?dú)饣瘜W(xué)穩(wěn)定性的微觀解釋探究目的：從微觀角度解釋氮?dú)庠诔叵禄瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的原因。氮?dú)夥肿咏Y(jié)構(gòu)：氮?dú)夥肿佑蓛蓚€(gè)氮原子通過(guò)三重鍵結(jié)合而成，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定?；瘜W(xué)反應(yīng)能量變化：氮?dú)夥肿优c其他分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，需要吸收大量能量才能破壞三重鍵，因此在常溫下不易進(jìn)行。探究?jī)?nèi)容氮原子穩(wěn)定性：氮原子最外層電子數(shù)為5，通過(guò)共用電子對(duì)達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)時(shí)，需要形成三重鍵，因此氮分子在常溫下不易與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。探究結(jié)論：氮?dú)庠诔叵禄瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，主要是由于其分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、氮原子穩(wěn)定性高以及化學(xué)反應(yīng)能量變化大等因素共同作用的結(jié)果。拓展思考：氮?dú)庠谖磥?lái)的應(yīng)用前景氮?dú)庠谑称钒b中的應(yīng)用利用氮?dú)獠换顫姷男再|(zhì)，作為食品包裝中的填充氣體，防止食品氧化變質(zhì)。02040301氮?dú)庠诳萍碱I(lǐng)域的應(yīng)用氮?dú)饪梢杂米?/p>