寒假自习课 2024-2025学年高一化学必修第二册人教版教学课件 第五章 第二节 第1课时 氮气和氮氧化物

第二节氮及其化合物第1课时

氮气和氮氧化合物第五章化工生产中的重要非金属元素[学习目标]1.通过对氮元素“位—构—性”的分析，认识氮元素在自然界中

的存在形式，了解氮的固定的意义。2.掌握N2的性质。3.掌握NO、NO2的性质及二者相互转化(重点)。4.掌握NO、NO2与O2混合溶于水的计算(难点)。引入新课氮气是空气中含量最多的气体，你了解氮的氧化物吗？NxOy都有毒。除NO2，其他均极不稳定；除NO外均可溶于水。N2O：笑气，无色不可燃，有轻微金属味，有轻微麻醉作用。NO：信使分子，具有扩张血管、促进消化和增强记忆力的特殊功能。它一向被视为大气污染物，这是否能给我们一些启示呢？一、氮气与氮的固定1.氮元素结合氮原子结构及周期表中位置，分析其成键特点？✪一般通过共用电子对与其他原子结合构成物质。位：第二周期第ⅤA族构：核外2个电子层，最外层5个e-性：不易得3个e-，也不易失5个e-(1)N(氮)(2)氮元素在自然界中的存在游离态：空气中N2，体积分数约占78%化合态：动植物体内的蛋白质中，土壤、

海洋里的硝酸盐和铵盐中一、氮气与氮的固定1.氮元素N≡N共价三键、键能大，性质稳定，难与其他物质反应催化剂高温、高压N2+3H22NH3N2+O2

2NO放电或高温N2+3MgMg3N2点燃N2表现氧化性N2表现还原性思考写出镁条在空气中燃烧发生反应的化学方程式。2Mg＋O2==2MgO、3Mg＋N2

==

Mg3N2、2Mg＋CO2

==2MgO＋C点燃点燃点燃一、氮气与氮的固定2.氮气高能固氮(如雷雨天气N2转化为NO)生物固氮(如豆科植物根瘤菌固氮)将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程(1)概念自然固氮(2)分类人工固氮合成氨仿生固氮

(某些金属有机化合物可起到根瘤菌的作用)N2+3H22NH3催化剂高温、高压一、氮气与氮的固定3.氮的固定应用体验1.判断正误(1)N2和O2在高温的条件下会生成NO(

)(2)N2中N元素价态为0价，处于中间价态，因此既有氧化性，又有还原性(

)(3)氮气常用作焊接金属、填充灯泡、保存食品的保护气(

)(4)氮的固定中氮元素一定被氧化(

)(5)工业上将NH3转化为其他铵态化肥属于人工固氮(

)√√√××一、氮气与氮的固定应用体验2.氮在自然界中的循环如下图所示。

(1)过程①称为____________，写出合成氨反应的化学方程式：___________________________，该反应中氮气显_______(填“氧化”或“还原”)性。人工固氮N2＋3H2

2NH3氧化(2)过程②中能通过______________________的作用将空气中的氮气固定下来，写出③中固氮反应的化学方程式：___________________，该反应中氮气显_______(填“氧化”或“还原”)性。豆科植物的根瘤菌还原一、氮气与氮的固定应用体验

acd一、氮气与氮的固定2.氮在自然界中的循环如下图所示。

二、一氧化氮和二氧化氮1.NO和NO2的物理性质颜色毒性气味水溶性NONO2探究NO2溶于水实验原理分析：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO2NO

+O2

===

2NO2

2.NO和NO2的化学性质无色红棕色有毒气体有毒气体无味有刺激性气味不溶易溶装置

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①打开弹簧夹，快速吸入10mL空气后夹上弹簧夹②振荡注射器现象无明显现象①无色气体变为红棕色②红棕色气体逐渐变为无色，注射器活塞向左移动二、一氧化氮和二氧化氮2.NO和NO2的化学性质实验结论及解释

①NO不溶于水，也不与水反应，与O2反应生成红棕色NO2；

2NO

+O2==2NO2

②NO2能与水反应生成无色的NO。3NO2＋H2O==

2HNO3＋NO✪该反应中NO2既是氧化剂又是还原剂+4+5+2二、一氧化氮和二氧化氮2.NO和NO2的化学性质如果要将注射器中的NO充分转化为硝酸，可以采取什么措施？上述实验对工业上生产硝酸有什么启示？采取的措施是继续通入过量的空气。用水吸收NO2制取硝酸的反应过程中，要不断地补充空气，使NO2尽可能多地转化为硝酸。思考1二、一氧化氮和二氧化氮2.NO和NO2的化学性质若将充满NO2的试管倒置在装满水的水槽里，会有什么现象？若同时向倒置试管中不断地缓慢通入O2，最终现象是什么？

水槽中的液体最终充满整个试管二、一氧化氮和二氧化氮2.NO和NO2的化学性质思考23NO2+H2O===2HNO3+NO2NO+O2===2NO2①②①×2＋②得：①×2＋②×3得：4NO2＋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溶于水的计算(1)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，若有气体剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。(2)对于连续发生的化学反应，可用化学方程式叠加的方法而得到复合反应，

解决问题更简便。归纳总结二、一氧化氮和二氧化氮1.判断正误(1)由于NO极易与O2反应，并且其密度与空气相差不多，因此收集NO只能用排水法(

)(2)由于NO2极易与水反应且密度比空气大，因此收集NO2只能用向上排空气法(

)(3)NO2与H2O的反应中，NO2只做氧化剂(

)(4)NO和NO2都是有刺激性气味的有毒气体，它们都是大气污染物(

)√√××应用体验二、一氧化氮和二氧化氮应用体验2.现有NO2、O2的混合气体12mL，通入足量水中，充分反应后剩余气体2mL(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积可能是_______________。4mL或1.2mL4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO设原混合气体中O2的体积为V(O2)，剩余气体可能是O2，也可能是NO。二、一氧化氮和二氧化氮

随堂检测1.(2023·四川绵阳高一期中)下列说法正确的是A.氮气化学性质不活泼，原因是N的非金属性较弱B.氮气与氧气在汽车内燃机中高温反应，氧气过量直接生成NO2C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定D.“雷雨发庄稼”所包含的化学变化有N2→NO→NO2→HNO3→硝酸盐√N≡N键能大生成NO，NO进一步被氧气氧化生成NO2氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮的过程随堂检测2.(2023·日照高一期末)下列对NO和NO2的描述正确的是A.NO2与水的反应中，NO2既是氧化剂又是还原剂B.NO是无色气体，可用向上排空气法收集C.NO、NO2均可用排水法收集D.从元素化合价角度看，NO只有还原性√3NO2＋H2O===2HNO3＋NO+4+5+2

NO易与O2反应生成NO2排水法NO2与H2O反应NO中氮元素显＋2价，处于中间价态，则NO既有氧化性又有还原性随堂检测3.在同温同压下，将等体积混合而成的四组气体：①NO2＋O2、②NO2＋NO、③HCl＋N2、④SO2＋O2，分别通入体积相同的试管，并立即倒立于水槽中，如图所示。待试管内液面稳定后，剩余气体的体积依次为V1、V2、V3、V4，则剩余气体的体积最小的是A.V1

B.V2C.V3D.