5.2.1 氮气 氮的氧化物 课件 高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

新人教版高中化学必修二第五章化工生产中的重要非金属元素第二节氮及其化合物第1课时

氮气

氮的氧化物教学目标第1课时

氮气

氮的氧化物1.通过分析氮原子结构，推断含氮物质可能的化学特性，理解

结构与性质的关系。2.通过实验探究，了解NO与O2的反应，NO2与水的反应，感受

化学变化的奇妙。N位于周期表中第二周期第ⅤA族最外层5个电子，不易得3电子也不易失5电子一.氮气与氮的固定1.氮元素的结构和位置大气中的氮78%N2主要土壤海洋中的硝酸盐和铵盐

？NNNN2.氮的存在如何获取氮气？空气液化后，控制温度高于-196℃氮气性质稳定，常常作为保护气，如何将游离态态的氮转化为化合态呢？3.氮的固定将游离态的氮转化成化合态的氮大气中的氮78%N2主要土壤海洋中的硝酸盐和铵盐①自然固氮：自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气转化为含氮化合物②生物固氮：豆科植物根瘤菌将氮气转化成氨③人工固氮：工业合成氨①N2与Mg的反应：________________________；②N2与O2的反应：______________________；③N2与H2的反应：

__________________。3Mg＋N2Mg3N2点燃N2＋O22NO放电或高温3H2＋N22NH3高温

高压催化剂4.氮气的化学性质雷雨发庄稼人工固氮P12-图5-9自然界中氮的循环

氮的固定：一个反应，三个诺奖

弗里茨·哈珀1918年博施1931年埃特尔2007年发明了N2和H2直接合成氨的方法改进了反应条件，实现氨的规模化工业生产发现了合成氨的反应机理科学史话二.一氧化氮和二氧化氮氮有多种价态的氧化物，如N2O、______、______、_______、N2O3、N2O5等。NONO2

N2O4

+1+2+4+4+3+51998年诺贝尔奖获得者伊格纳罗发现少量的NO在生物体内许多组织中存在，它有扩张血管、免疫、增强记忆等功能，成为当前生命科学的研究热点，NO亦称为“明星分子”。N2O俗称“笑气”，常作麻醉剂N2O3、N2O5为酸性氧化物，分别是HNO2和HNO3的酸酐NOX一氧化氮(NO)(1)物理性质：无色、无味有毒气体，密度比空气略大，难溶于水

(2)实验室制法：3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，只能用排水法收集(3)化学性质：易被O2氧化为NO2而变红棕色：2NO＋O2=2NO2(NO的检验方法)二氧化氮(NO2)(1)物理性质：红棕色有剌激性气味的有毒气体，易溶于水且与水能发生反应(2)实验室制法：Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，只能用向上排空气法收集(3)化学性质：NO2能氧化SO2、KI等物质①与水的反应：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO②与氢氧化钠溶液的反应：2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O③与N2O4相互转化：2NO2N2O4

二.一氧化氮和二氧化氮（两种重要氧化物）【实验5-5】13实验步骤现象解释（反应式）

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2

31、请你设计实验，要求尽可能多的NO2被水吸收。将充满NO2的试管倒立在水槽中红棕色逐渐消失，试管水位上升到试管容积2/3处4NO2+2H2O+O2=4HNO3继续通入氧气水逐渐充满试管3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO+O2=2NO2往试管通入O2无色气体变成红棕色；水位继续上升，红棕色又消失3NO2+H2O=2HNO3+NO实验探究143NO2＋H2O＝2HNO3＋NO4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO31.在这个过程中要通入多少的O2，NO2才能完全转变成HNO3呢？NO2与O2以4:1的体积比（摩尔比）混合，

与足量的水反应就可以完全转变成硝酸。假如是NO和O2混合呢？当体积比是多少的时候跟足量的水反应才能完全转变成硝酸呢？2NO+O2=2NO23NO2＋H2O＝2HNO3＋NO4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3NO与O2以4:3的体积比（摩尔比）混合，

与足量的水反应就可以完全转变成硝酸。16常见NOx的尾气处理方法(2)碱液吸收法2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2ONO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O(3)催化转化：

在催化剂、加热条件下，氨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)。一般适用汽车尾气的处理。2CO+2NO===2CO2+N2催化剂（1）NOx会造成光化学烟雾，酸雨，破坏臭氧层，使水体富营养化

无色、无味

红棕3NO2＋H2O===2HNO3＋NO2NO＋O2===2NO23Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2OCu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O排水向上排空气

氮有多种价态的氧化物，如N2O、______、______、_______、N2O3、N2O5等。NONO2

N2O4

NO与NO2性质的比较NONO2物理性质

的气体，不溶于水

色、有刺激性气味的气体，易溶于水毒性有毒（跟血红蛋白结合）有毒与水反应不反应

与氧气反应

不反应实验室制取原理及收集方法________________常用________法____________________________常用______________法对环境的影响导致光化学烟雾和酸雨，破坏臭氧层课堂小结课堂练习(1)氮元素的非金属性较强，但N2的化学性质特别稳定(

)(2)可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物(

)(3)NO能够与人体里血红蛋白结合，造成人体缺氧中毒(

)(4)氮的氧化物和硫的氧化物既是形成光化学烟雾，又是形成酸雨的主要物质(

)(5)汽车尾气中有NOx，主要是汽油不充分燃烧引起的(

)(6)用湿润的淀粉-KI试纸或NaOH溶液可以鉴别溴蒸气和NO2()(7)密闭容器中2molNO与1molO2充分反应，产物的分子数为2NA()(8)NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象()(9)CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在()(10)用氢氧化钠溶液吸收工业废气中的NO2：2NO2＋2OH－===NO3-＋NO2-＋H2O()✖✖✖✖✖✖✖

能力一氮及其氧化物性质应用1．(新教材RJ必修第二册P18T8改编)下列叙述与氮元素的循环无关的是(

)A．工业合成氨的过程是固氮的过程B．自然界中，氨是动物体特别是蛋白质腐败后的产物C．液氨具有腐蚀性和毒性，在使用过程中要防止液氨泄漏D．电闪雷鸣的雨天，N2与O2会发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收2．(多选)随着我国汽车年销量的大幅增加，空气环境受到了很大的污染。汽车尾气装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示，下列说法正确的是(

)A．反应中NO为氧化剂，N2为还原产物B．汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2C．NO和O2必须在催化剂表面才能反应D．催化转化总化学方程式为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2催化剂反应过程中NO、O2为氧化剂，N2为还原产物，A项正确汽车尾气中的N2不是污染物，B项错误NO和O2的反应不需要催化剂，C项错误根据题中的图示，可将反应的过程分成如下两步写：2NO＋O2===2NO2,2NO2＋4CO===N2＋4CO2，将两步反应合并可得总化学方程式为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2，D项正确。催化剂

能力二有关氮的氧化物计算3．如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满NO2和NO气体，分别倒置于水槽中，然后通过导管缓慢通入氧气，边通边慢慢摇动试管，直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则两个试管内溶液物质的量浓度之比为(

)A．1∶1

B．5∶7C．7∶5D．4∶3两支试管中分别发生4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3、4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，则试管体积相同，则生成的硝酸的物质的量相同，且溶液的体积相同，所以两试管的硝酸浓度相同。224．将盛有12mLNO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2mL无色气体，则原混合气体中O2的体积和剩余的2mL气体分别是(

)A．1.2mL，NOB．2.4mL，O2C．3.5mL，O2D．4mL，NO解析：选A。解题依据的化学方程式：4NO2＋O2