氮及其化合物 讲义 高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

氮及其化合物一【学习目标】1．结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解氮及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。2．结合实例认识氮及其氧化物的性质，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化。3．认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。【素养目标】1．通过从结构分析氮和氮氧化物的性质，培养学生“宏观辨识与微观探析”的学科素养。通过对氮的氧化物的污染与防治的学习，培养学生“科学精神与社会责任”的学科素养。一、N21、物理性质N2是五色、五味的气体，不溶于水；密度1.25g/L，比空气（1.293g/L）略小；熔点−210℃，沸点−196℃。2、化学性质(1)氮元素位于元素周期表的第二周期、第ⅤA族。氮原子的最外电子层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。因此，氮原子一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质。（2）N2的电子式为从周期律分析可知氮元素是一种活泼非金属，但N2稳定的原因是N2分子中氮氮三键很稳定，不易断裂，难发生化学反应。一定条件想可与氧气、金属镁单质氢气等等反应。放电/高温放电/高温N2+O2========2NON2+3H22NH3N2+Mg==Mg3N2Mg3N2可以与水反应Mg3N2+3H2O=3Mg（OH）2+2NH3（既有沉淀又有气体放出）。3、氮的固定：将大气中游离态的氮（N2）转化为氮的化合物的过程叫作氮的固定。①自然固氮通过闪电释放的能量将氮气转化为NO等含氮化合物通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨②人工固氮：人类通过控制条件，将氮气氧化或还原为氮的化合物，如工业合成氨。应用(1)通过灼热的镁粉，可除N2中的少量氧气()(2)豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮属于氮的固定，是化学变化()(3)氮元素有负化合价、正化合价和零价，因而常温下，N2既能与氧气反应，又能与H2反应()答案×√×总结二、氮的氧化物1、一氧化氮NO是无色的无味气体（与血红蛋白结合使人中毒），不溶于水，常温下很容易与O2化合。2NO+O2=2NO2（NO遇空气变红棕常用来检验NO的存在）例：验证某无色气体为NO：向无色气体中通入O2（或空气）,无色气体变为红棕色。2．二氧化氮二氧化氮是红棕色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，标况下不是气体。NO2溶于水时生成HNO3和NO，工业上利用这一原理生产硝酸。3NO2+H2O=2HNO3+NO思考：①吸入水的现象②吸入空气后的现象③如何把NO完全转化为硝酸3、氮的多种价态氧化物氧化物的化学式N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5N元素的价态+1、+2、+3、+4、+5、-3.①N2O3是HNO2的酸酐，N2O5为HNO3的酸酐。酸酐：含氧酸脱水后的不变价的氧化物例：HNO3中氮为+5价对应酸酐就是N2O5（氮+5价）②N2O俗称笑气，有麻醉作用。③NO2与N2O4存在平衡可相互转化2NO2N2O4。④NO只能用排水法收集，不能用排空气法收集；NO2能用向上排空气法收集，不能用排水法收集。4、氮氧化物重要反应（1）碱液吸收法2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2ONO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2ONO2、NO混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件：n(NO2)不少于n(NO)。该法一般适用于工业尾气中NOx的处理。（2）催化转化法在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体N2，或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体N2和CO2。该法一般适用于汽车尾气中NOx的处理。反应通式：3NOx+2xNH3=(x+1.5)N2+3xH2O5、NO、NO2的比较NONO2颜色无色红棕色毒性有毒有毒溶解性不溶于水易溶于水与O2或与H2O反应2NO＋O2=2NO23NO2＋H2O=2HNO3＋NO收集方法排水法向上排空气法与人体、环境的关系①与血红蛋白结合，使人中毒；②转化成NO2，形成酸雨、光化学烟雾形成酸雨、光化学烟雾，破坏臭氧层应用（1）、（2015年全国）：为证明稀硝酸与铜反应产物中气体为NO，设计如图实验（实验过程中活塞2为打开状态），下列说法中不正确的是（）A．关闭活塞1，加入稀硝酸至液面a处B．在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率C．通过关闭或开启活塞1可以控制反应的进行D．反应开始后，胶塞下方有无色气体生成，还不能证明该气体为NO（2）、（2020年全国统一考试I）下列气体去除杂质的方法中，不能实现目的的是气体(杂质)方法ASO2(H2S)通过酸性高锰酸钾溶液BCl2(HCl)通过饱和的食盐水CN2(O2)通过灼热的铜丝网DNO(NO2)通过氢氧化钠溶液（3）、制备亚硝酸钙的方法是将等体积的NO、NO2的混合气体通入石灰乳中。若混合气体中两种气体的体积比：V(NO):V(NO2)>1则后果为：V(NO):V(NO2)<1则后果为：（4）、（2020海南化学高考9）.含有下列有害组分的尾气，常用NaOH溶液吸收以保护环境。吸收过程中发生歧化