氮和氮的氧化物+高一下学期化学人教版必修第二册

5.2.1氮及其氧化物一、氮在自然界中的存在形态（1）游离态：主要以氮气分子的形式存在于空气中。（2）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、海洋里的硝酸盐和铵盐中。氮元素的“位—构—性”思考：判断氮元素在周期表中的位置，推测氮的原子结构、并结合原子结构判断氮元素可能有哪些性质？位置结构

性质第二周期，第ⅤA族既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质氧气21%其他成分1%氮气78%空气成分示意图氮气熔点：-210℃

沸点：-196℃

密度：1.25g/L颜色状态气味密度溶解性_____气体_____密度与空气接近___溶于水无色无味难二、氮气(1)氮气的物理性质体积分数冷冻治疗液氮食品资料：在自然界中，绝大部分氮元素以游离态的氮气分子形式存在于空气中。实验证明，在通常情况下，氮气与大多数物质很难发生化学反应，说明氮气的化学性质很不活泼。三键护体，难以断裂氮分子形成过程电子式

结构式

氮分子内两个氮原子间以__________结合，断开该化学键需要_______的能量，所以氮气的化学性质很_______。氮氮三键较多稳定(2)N2的化学性质1.从化学键的角度分析，氮气的化学性质为什么稳定?在一定条件下(如：高温、放电)，也能与O2、H2、Mg等发生反应：3.请利用氮气的化合价，判断氮气化学性质是什么?①食品的保护。例如：虾条、薯片等②焊接金属时用氮气保护金属，使其不被氧化③白炽灯中重充入氮气，防止钨丝的氧化N2+O22NO放电或高温==========还原性2.请同学举例，生活中哪些方面利用了氮气的稳定性?合成氨的反应三次获得诺贝尔化学奖。哈伯和博施等化学家经过无数次的失败和不懈努力，最终用锇作催化剂在高压、550℃的条件下以N2和H2为原料，得到浓度为8%的NH3

，为合成NH3的工业化了基础。此后，他们又经过数千次实验的尝试，改变反应条件，并寻找到廉价易得的多种含铁化合物组成的催化剂。并于1913年建立了世界上第一座合成氨厂。哈伯和博施也因此在1918年和1931年分别荣获诺贝尔化学奖。2007，德国化学家埃特尔发现了哈伯—博施法合成氨的作用机理，推动了表面化学动力学的发展，获得诺贝尔化学奖。工业合成NH3的反应中，

NH3的含量只占20%，你能分析原因吗？催化剂高温、高压N2+3H22NH3在一定条件下(如：高温、放电)，也能与O2、H2、Mg等发生反应：氧化性在一定条件下(如：高温、放电)，也能与O2、H2、Mg等发生反应：N2+3MgMg3N2点燃氧化性(2)N2的化学性质①金属镁：

N2+O22NO放电或高温N2+3H22NH3

高温高压催化剂③氢气：②氧气：N2+3Mg

Mg3N2点燃N2表现氧化性N2表现氧化性N2表现还原性氮气的化学性质稳定，通常很难与其他物质发生化学反应。可代替稀有气体作保护气体。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。【思考】汽车的燃料中一般不含氮元素，尾气中所含的NO是如何产生的？空气中的N2和O2在汽车汽缸内的高温环境下反应生成的。

小结--记背

含义:将大气中

的氮转化为

的过程叫做氮的固定。游离态含氮化合物生物固氮(如豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨)高能固氮(如雷雨天气N2转化为NO)合成氨(工业上合成氨)仿生固氮(仿生材料可起到根瘤菌的作用)分类自然固氮人工固氮“种豆子不上肥，连种几年地更肥”“雷雨发庄稼”三、氮的固定四、氮气的用途工业合成氨（1）化学性质不活泼—保护气焊接保护气充氮灯泡食品保护气（2）液氮—制造低温液氮冰淇淋医疗液氮冷冻麻醉剂（3）化肥和化工原料氮肥1、下列关于氮气的说法错误的是（）A．氮气在通常情况下不燃烧，也不支持燃烧，不能供给呼吸B．液氮可用于医学和高科技领域，制造低温环境C．利用氮气的稳定性，工业上用来替代稀有气体作焊接金属的保护气D．在高温高压、催化剂条件下与氢气反应时，氮气作还原剂D练习2.下列关于N2的说法错误的是(

)C根据氮原子的原子结构和氮元素的化合价猜测，氮的氧化物有哪些？氮的氧化物——它们都有毒，是大气污染物上述氮的氧化物中属于酸性氧化物的是

，对应的酸分别是HNO2(亚硝酸)和HNO3。N2O5和N2O3氧化物

NON2O3

N2O5

对应氮的化合价＋1＋2

＋4＋4＋5N2ONO2N2O4＋3N2O俗称笑气，具有麻醉作用思考：NO和NO2具有哪些性质？2NO2N2O4二、一氧化氮和二氧化氮二、一氧化氮和二氧化氮(1)物理性质物质颜色状态气味毒性水溶性NO_____气体_____有毒___溶于水NO2_______气体______有毒___溶于水无色无味不红棕色刺激性易NO中毒原理：与CO相似，是通过呼吸道被人体吸入后与血红蛋白结合，使其失去携带O2的能力，导致中毒。人体中极少量的NO有助于促进血管扩张,防止血管栓塞。

NO在调节心脑血管、神经和免疫系统等方面有着十分重要的生物学作用和医学前景，受到人们的普遍重视。①

实验室在放电条件下使N2和O2反应，实验过程中观察到反应器中产生浅红棕色气体，

你能分析原因吗？(2)化学性质2NO+O2==2NO2

②将盛有H2O和NO的集气瓶打开，再关上，你会看到神奇的变化，试着分析原因？3NO2+H2O=2HNO3+NO③将盛满NO的试管倒置于水槽中，NO不溶于水，通过玻璃导管向试管内缓缓通入O2,试管内的气体最终被全部吸收掉，请你书写总反应方程式？④将盛满NO2和O2的试管倒置于水槽中，待充分反应后，试管内充满液体，你能试着分析试管中NO2和O2的配比吗？4NO＋3O2＋2H2O===4HNO34NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3NO2与O2以4︰1的体积比混合，与足量的水反应就可以完全转变成硝酸。NO2与O2上述实验对工业上生产硝酸有什么启示?⑤上述实验对工业上生产硝酸有什么启示?硝酸工业常在吸收反应进行过程中补充一些空气，使生成的NO被氧化为NO2，NO2溶于水又生成硝酸和NO，经过多次的氧化和吸收，能够尽可能地转化为硝酸。⑥汽车尾气会有氮的氧化物尾气生成，他们是怎么来的？应该如何除去？汽车尾气系统中都安装了催化转化器，使NO和CO在催化剂作用下向无毒无害的N2和CO2转化。2NO+2CO

N2+2CO2催化剂⑦NO和NO2都有毒，硝酸工业尾气怎么处理？NO2是不是酸性氧化物？⑧在新疆与青海交界处有一山谷，人称“魔鬼谷”。经常电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击毙。然而谷内却是牧草茂盛，四季常青。雷雨条件下，N2是如何转变成硝酸盐（NO3-）的？硝酸与土壤中矿物质作用形成可溶性硝酸盐，成为氮肥被植物吸收。N2＋O2===2NO（无色）放电2NO＋O2=2NO2（红棕色）3NO2＋H2O=2HNO3＋NO硝酸型酸雨的形成土壤N肥氮和氮的氧化物N的存在形式氮的氧化物无色无味气体，难溶于水红棕色、刺激性气味气体，易溶于水

有毒，

2NO+O2===2NO2有毒，

3NO2+H2O===2HNO3+NO氮N2的化学性质氮的固定一氧化氮NO二氧化氮NO2空气，土壤、海洋，动植物自然固氮人工固氮还原性氧化性1.下列关于氮的氧化物的说法中，正确的是(

)A.氮的氧化物都是酸性氧化物B.氮的氧化物都既有氧化性，又有还原性C.NO2与H2O反应生成HNO3，所以NO2是酸性氧化物D.NO和NO2均有毒D练习B2.下列对NO、NO2的描述，不正确的是()A．NO2是红棕色气体，易溶于水，不是酸性氧化物B．NO可以用排水法收集，但不能由N2和O2直接化合而得到C．NO、NO2在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物D．将盛满NO的试管打开塞子置于空气中，无色气体变为红棕色思考：氮是自然界各种生物体生命活动不可缺少的重要元素，