5.2.1+氮气和氮的氧化物++课件++2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

第1课时氮气与氮的固定

一氧化氮和二氧化氮第五章

第二节

氮及其化合物情景导学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。谚语“雷雨发庄稼”的科学道理是什么呢？

思考与讨论【问题1】结合课本12页图5-9，思考为什么雷电多发的“魔鬼谷”四季常青？雷雨使空气中的氮气转化成了硝酸盐，也就是产生了氮肥。1.氮的固定(1)概念：把大气中游离态的氮转变为氮的化合物的过程。(2）分类：（1）自然固氮：大自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气转化为含氮的化合物，或豆科植物根瘤菌将氮气转化为氨。（2）人工固氮：如工业合成氨。新知讲授

氮是自然界各种生物体生命活动不可缺少的重要元素，自然界是怎样通过氮的循环为生物体提供氮元素的呢？【问题2】自然条件下，为什么氮气需要在雷雨条件下才能转化为硝酸盐？思考与讨论1．画出氮的原子结构示意图，指出氮在元素周期表中的位置，写出氮气的电子式和结构式。第二周期、第A族？N+7252．氮元素是活泼的非金属元素，为什么氮气的性质很稳定？氮分子内两个氮原子间以共价三键结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定，通常难以与其它物质反应。新知讲授(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1.氮的结构和性质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。最重要的人工固氮途径——合成氨1909年，德国化学家哈伯经过反复的实验研究后发现，在500~600℃、17.5~20.0MPa和锇为催化剂的条件下，反应后氨的含量可达到6%以上，具备了工业化生产的可能性。哈伯(F.Haber，1868-1934)为了把哈伯合成氨的实验室方法转化为规模化的工业生产，德国工程师博施作出了重要贡献。合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就，在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题，是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。催化剂高温、高压N2+3H22NH3(1)

NO的性质新知讲授二、认识氮的重要氧化物实验探究【实验5-5】二氧化氮溶于水的实验二、认识氮的重要氧化物实验装置实验操作实验现象实验结论在一支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，振荡注射器打开弹簧夹，快速吸入10mL空气后夹上弹簧夹振荡注射器(2)

NO2的性质实验探究实验装置实验操作实验现象实验结论在一支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，振荡注射器打开弹簧夹，快速吸入10mL空气后夹上弹簧夹振荡注射器无明显现象NO无色气体，不溶于水气体由无色变为红棕色，气体体积减小NO2与水发生反应生成了无色的NO2NO+O2==2NO2气体又从红棕色变为无色，且气体体积减小思考与讨论1．根据上述实验，总结NO、NO2的物理性质。2．上述实验过程中发生了哪些化学反应？从氧化还原反应的角度分析，上述反应中NO和NO2的作用(氧化剂或还原剂)是什么？

NONO2物理性质无色有毒、不溶于水的气体红棕色有毒、有刺激性气味的气体，密度比空气的大，易液化，易溶于水化学性质与水反应不反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO(工业上利用这一原理制取HNO3)与O2反应2NO＋O2===2NO2不反应【思考】实验室如何收集NO和NO2气体？二、认识氮的重要氧化物2NO+2CO

N2+2CO2催化剂新知讲授NO有毒or有用？资料卡片NO是一种血管内皮扩张因子，它可以引起血管的扩张，从而帮助降低血压，增加相应器官的供血。还可以有降低血糖、抗衰老、清除自由基、抑制血管动脉硬化等多种作用。有机硝酸类药物如硝酸甘油用于治疗心绞痛的机理现已被证明为有NO的生成。资料卡片目前，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。思考与讨论3．若将注射器中的NO充分转化，应采取何种措施？4．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。3NO2+H2O

2HNO3+NO用注射器不断吸入空气，然后使注射器的气体与水充分反应2NO+O2==2NO24NO+3O2+2H2O===4HNO34NO2+O2+2H2O===4HNO35.NO和NO2都有毒，硝酸工业尾气怎么处理？2NO2+2NaOH

NaNO2+NaNO3+H2ONO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O废气处理NO2是不是酸性氧化物？氮元素形成氧化物的类型有哪些？氧化物

NON2O3

N2O5

对应氮的化合价＋1＋2

＋4＋4N2ONO2N2O4＋3＋5N2O俗称笑气，具有麻醉作用酸性氧化物HNO2HNO3思考与讨论二、认识氮的重要氧化物二、认识氮的重要氧化物【问题3】雷雨条件下，N2是如何转变成硝酸盐（NO3-）的？N2???雷雨+50NO3-你能否将这个雷电固氮的过程用价类二维图的形式表示出来？N2+O2NO雷电HNO3水NO3-NO2结论：新知讲授物质类别化合价氢化物单质氧化物