第五章第二节第一课时氮气与氮氧化物课件高一下学期化学人教版

第一课时

氮气与氮氧化物第二节

氮及其化合物第五章

化工生产中的重要金属元素

在自然界里，氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中，部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。在雷电的环境下，大自然中的一氧化氮或微生物生命活动放出二氧化氮。产生的二氧化氮与水反应生成硝酸，硝酸可以供制氮肥。因此，俗语有云“雷雨发庄稼”。一、氮元素在自然界存在形态：游离态：主要以氮分子的形式存在于空气中。(78%)氮气氧气(21%)空气的成分(按体积)化合态：部分存在于动植物体内的蛋白质中；部分存在于土壤、海洋里的的硝酸盐和铵盐中。其他1%【任务一】氮气与氮的固定【思考】根据氮元素在周期表中的位置，推测氮气的结构及性质有何特点？（1）氮元素在元素周期表中的位置第二周期，第VA族（2）写出氮气的电子式和结构式电子式结构式NN球棍模型两个氮原子间以共价三键结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定，通常难以与其它物质反应二、氮元素的位置与结构【任务一】氮气与氮的固定①物理性质：氮气颜色状态气味密度熔点沸点溶解性气体密度与空气接近-210℃-196℃无色无味难溶于水收集氮气时用排水法不用排空法三、氮气的物理性质【任务一】氮气与氮的固定四、氮气的化学性质但高温、高压、催化剂或者放电等条件下，可以和某些物质发生反应N2+3MgMg3N2

氧化性氧化性以上反应中，氮气表现什么性？N2+O22NON2+3H22NH3还原性【任务一】氮气与氮的固定即使氧气充足，也无法被氧化成NO2阅读P12《化学史话》感受上世纪最伟大的发明！五、用途焊接金属、灯泡作保护气医疗液氮冷冻麻醉剂液氮超导材料化工原料硝酸食品包装中防腐【任务一】氮气与氮的固定六、氮的固定将游离态的N2转化为氮的化合物的过程，包括自然固氮和人工固氮益处：人工固氮如合成氨，为农作物的生长提供了必需的氮元素等害处：工业废气、汽车尾气中的氮氧化物会造成大气污染等【任务一】氮气与氮的固定判断下列说法的正误(正确的画“√”,错误的画“✕”)。1.氮在自然界中只以游离态形式存在

()2.N2在高温条件下与O2发生反应生成NO

()3.豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮属于氮的固定,发生的是化学变化()4.工业合成氨的过程是固氮的过程

()✕√√√【任务二】氮氧化物——NO和NO2【思考2】结合氮原子的结构及氮元素化合价特点，思考氮元素形成氧化物的类型有哪些？氧化物

NON2O3

N2O5

对应氮的化合价＋1＋2

＋4＋4N2ONO2N2O4＋3＋5N2O俗称笑气，具有麻醉作用酸性氧化物HNO2HNO3无色无味气体有毒NO不溶于水NO2红棕色气体，有刺激性气味有毒密度比空气大易溶于水2NO+O22NO2排水法向上排空气【任务二】氮氧化物——NO和NO2现给你一试管二氧化氮，将其倒置于水槽中，问试管内会有什么变化？红棕色气体消失，水位上升，最后水充满试管的2/3，无色气体充满试管的1/3（上部）3NO2+H2O==2HNO3+NO【任务二】氮氧化物——NO和NO2一、NO和NO2的化学性质【实验5-5】如图所示，在一支50mL的注射器里充入20mLNO，然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器，观察现象。打开弹簧夹，快速吸入10mL空气后夹上弹簧夹，观察现象。振荡注射器，再观察现象。【任务二】氮氧化物——NO和NO2一、NO和NO2的化学性质【实验5-5】实验操作在一支50mL的注射器里充入20mLNO，然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器；打开弹簧夹，快速吸入10mL空气后夹上弹簧夹，观察现象，然后再振荡注射器。现象____________________________，振荡后________________无明显现象无色气体变红棕色红棕色变为无色【任务二】氮氧化物——NO和NO22NO+O2=

2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO(工业制取硝酸)结论：在一定条件下，NO与NO2可以相互转化现象一：无色气体变红棕色NO→NO2现象二：红棕色变为无色NO2→NO实验现象分析：【任务二】氮氧化物——NO和NO2【思考3】“实验5-5”发生了哪些化学反应?如果将注射器中的NO充分转化，可以采取什么措施?上述实验对工业生产硝酸有什么启示?+O23NO2+H2O=

2HNO3+NO2NO+O2=2NO22NO+O2=2NO24NO2+O2+2H2O=4HNO34NO+3O2+2H2O=4HNO3【任务二】氮氧化物——NO和NO2原理氮的氧化物溶于水的问题首先看清原理实质，无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体溶于水，反应的实质是：

3NO2+H2O=

2HNO3+NO

2NO+O2=

2NO2故若有气体剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。工业生产硝酸的启示【任务二】氮氧化物——NO和NO2俗话说：“雷雨发庄稼”。人们也发现,在常受雷电打击的高压线附近的土壤中氮肥较多,作物生长较好。氮肥（硝酸盐）N2【学以致用】“雷雨发庄稼”中所涉及的化学原理N2O2放电NONO2O2HNO3H2O此原理，工业上可用于生成硝酸吗？NO?【学以致用】【归纳总结】一氧化氮和二氧化氮的比较性质NONO2物理性质毒性与水反应与氧气反应实验室制备收集方法对环境影响无色、无味的有毒气体，难溶于水红棕色、有刺激性气味的有毒气体不反应(难溶于水)3NO2+H2O====2HNO3+NO2NO+O2====2NO2不反应♦铜与稀硝酸反应♦铜与浓硝酸反应常用排水法常用向上排空气法导致光化学烟雾和酸雨，破坏臭氧层有毒（跟血红蛋白结合）有毒无色、无味的有毒气体，难溶于水红棕色、有刺激性气味的有毒气体不反应(难溶于水)3NO2+H2O====2HNO3+NO2NO+O2====2NO2不反应♦铜与稀硝酸反应♦铜与浓硝酸反应常用排水法常用向上排空气法导致光化学烟雾和酸雨，破坏臭氧层有毒（跟血红蛋白结合）有毒探究：联系NO2、NO的性质，若将充满NO2、NO的试管分别倒置于水槽中（如下图），并通过导管通入少量的氧气有何现象？并分析其原理。①图1中红棕色气体逐渐变为无色，试

管内液面上升，持续通入适量O2，试管内可充满水。当V(NO2)∶V(O2)＝4∶1时，NO2完全转化