《氮气与氮的固定-一氧化氮和二氧化氮》课件

《氮气与氮的固定一氧化氮和二氧化氮》1.通过自然界中的氮循环，了解氮循环的基本过程，认识氮循环过程中的重要物质。2.了解生物固氮和人工固氮形式，认识氮气在一定条件下能够与氧气、氢气发生反应，了解氮的固定的相关知识。3.了解氮的两种氧化物（NO和NO2）；了解自然界中形成硝酸的过程。学习目标图1氮在自然界中的循环示意图一、氮循环中的重要物质及其变化(一）氮气与氮的固定1、氮气的物理性质状态：颜色：气味：密度：溶解性：气体无色无味比空气密度略小难溶于水2、氮气的化学性质（稳定，很难与其他物质反应）①②

③

N2＋O22NO

放电N2+3Mg

Mg3N2

点燃高温、高压催化剂N2＋3H22NH3可逆反应(二)、氮的氧化物名称化合价化学式一氧化二氮N2O*一氧化氮NO三氧化二氮N2O3二氧化氮NO2四氧化二氮N2O4五氧化二氮N2O5+1+2+3+4+4+5笑气1、NO的性质：NO是一种___色______气味___溶于水的气体，常温下可与氧气反应生成_____气体。无无难NO22NO+O2=2NO2

一氧化氮有毒性，因为它结合血红蛋白的能力比一氧化碳还强！2、NO2的性质：NO2是一种____色________气味___溶于水并与水发生反应的有毒气体NO。既有氧化性又有还原性。红棕有刺激性易3NO2+H2O=2HNO3+NO此反应可用于工业制硝酸，但二氧化氮可使多种织物褪色，损坏织物和尼龙制品，对金属材料与非金属材料也有腐蚀作用。2、氮的固定⑴概念：

使空气中游离态的N2转化成含氮化合物叫做氮的固定简称固氮氮的固定自然固氮人工固氮高能固氮生物固氮合成氨仿生固氮（2）分类：1.氮气的物理性质与化学性质2.氮气的固定3.一氧化氮与二氧化氮的性质任务氮的氧化物溶于水的有关计算【问题探究】【实验探究】NO2被H2O吸收的实验NO2能溶于H2O并发生反应,为了使NO2尽可能被H2O吸收,某化学兴趣小组设计了如下实验步骤,以探究NO2被H2O吸收的程度。步骤①:将盛满NO2气体的试管倒置于盛水的水槽中,如图甲所示。步骤②:将O2缓慢通入步骤①的试管中,如图乙所示。甲

乙1.步骤①中试管内气体的颜色和水位有何变化?发生反应的化学方程式是什么?2.步骤②中试管内气体的颜色和体积怎样变化,试管内水位怎样变化?主要发生哪些反应?提示

缓慢通入O2时,试管内无色气体变为红棕色,后又变为无色,但气体体积减小,液面不断上升。发生反应:2NO+O2===2NO2,3NO2+H2O===2HNO3+NO。3.当液体充满整个试管时,通入的O2与原试管内的NO2体积之比是多少?写出总反应的化学方程式。提示

当液体充满试管时,NO2和通入的O2恰好完全反应生成HNO3,即4NO2+O2+2H2O===4HNO3,因此V(NO2)∶V(O2)=4∶1。4.在相同条件下,向同一试管中分别通入NO和O2,然后倒置于水槽中,若溶液充满试管,则通入的NO和O2的体积比为多少?写出反应的化学方程式。提示

4∶3。4NO+3O2+2H2O===4HNO3。【深化拓展】1.NO和NO2的性质对比物质NONO2颜色、状态、气味、毒性无色、无味红棕色、刺激性气味有毒气体水溶性不溶易溶且与水反应与O2反应2NO+O2===2NO2—与H2O反应—3NO2+H2O===2HNO3+NO物质NONO2与O2、H2O共同反应4NO+3O2+2H2O===4HNO34NO2+O2+2H2O===4HNO3氧化性6NO+4NH35N2+6H2O6NO2+8NH37N2+12H2O,NO2+SO2===SO3+NO,NO2能使湿润的淀粉KI试纸变蓝2.氮的氧化物溶于水的有关定量关系(1)相关反应原理3NO2+H2O===2HNO3+NO①2NO+O2===2NO2②由方程式①×2+②得:4NO2+O2+2H2O===4HNO3③由方程式①×2+②×3得:4NO+3O2+2H2O===4HNO3④(2)氮氧化物溶于水的不同情况及剩余气体分析①NO2与O2的混合气体溶于水(反应③)②NO与O2的混合气体溶于水(反应④)温馨提示

:氮的氧化物与O2的混合气体溶于水时,剩余的气体可能是O2,也可能是NO,但不可能是NO2,因为NO2会与水反应生成HNO3和NO。【素能应用】典例将VmLNO和NO2的混合气体通过水吸收后,得到无色气体A。将此无色气体A与等体积的O2通入水中充分吸收后,得到5mL无色气体B,下列说法不正确的是(

)A.气体A是NO,B气体是O2B.气体A的体积是20mLC.V的取值范围是20<V<60D.将盛有体积比为4∶1的NO2和O2混合气体的烧瓶倒立于水槽中充分反应后,烧瓶中所得溶液的物质的量浓度为

mol·L-1答案

D解析

NO不与水反应,NO2能与水反应:3NO2+H2O===2HNO3+NO,则无色气体A为NO;无色气体A与等体积的O2混合通过水后发生反应:4NO+3O2+2H2O===4HNO3,由此可知O2过量,则无色气体B为O2,A正确;由于过量的氧气为5

mL,而开始反应时NO与O2的体积相等,根据反应4NO+3O2+2H2O===4HNO3,剩余O2体积占反应前O2总体积的

,可知NO的体积为V(NO)=V(O2)=5

mL×4=20

mL,即气体A的体积是20

mL,B正确;由B可知,NO2与水反应产生的NO和原来的NO共20

mL,若NO气体全部来源于原气体,则V=20;若NO气体全部是由NO2与水反应产生,根据反应3NO2+H2O===2HNO3+NO可知V=3×20=60,则V的取值范围是20<V<60,C正确;将盛有体积比为4∶1的NO2和O2的混合气体的烧瓶倒立于水槽中充分反应,发生的反应为4NO2+O2+2H2O===4HNO3,恰好完全转化为硝酸,但由于未指明气体所处的外界条件,不能确定气体摩尔体积,就不能计算气体的物质的量及其形成的硝酸溶液的浓度,D错误。【变式设问】将NO、O2和NO2的混合气体通入水中被完全吸收,当氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3时,NO、O2和NO2的体积之比为

。

提示

1∶2∶5解析

将NO、O2和NO2的混合气体通入水中被完全吸收,反应中O2是氧化剂,NO和NO2是还原剂,若氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3,设n(O2)=1

mol,则有n(NO)+n(NO2)=3

mol,设NO、NO2的物质的量分别为x、y,则有x+y=3

mol;据得失电子守恒可得:1

mol×4=3x+y,综合上述两式可得x=0.5

mol,y=2.5

mol。根据阿伏加德罗定律及推论可知,相同条件下,气体的体积之比等于其物质的量之比,故NO、O2、NO2的体积之比为0.5

mol∶1

mol∶2.5

mol=1∶2∶5。变式训练

将40mLNO2和NO的混合气体通入倒立于水槽中盛满水的试管里,充分反应后试管中剩余20mL气体,则原混合气体中NO2和NO的体积比为(

)A.2∶1 B.1∶3 C.3∶1 D.1∶1答案

C解析

3NO2+H2O===2HNO