5.2.1+氮气及氮的氧化物+【一课一优】课件-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

课时1氮气及氮的氧化物第二节氮及其化合物氮气与氮的固定01一氧化氮和二氧化氮02氮氧化合物溶于水的计算03课标要求1.

掌握氮的固定概念与常见形式，理解氮气的结构、稳定性及

典型化学反应原理。2.

认识一氧化氮、二氧化氮的物理性质、化学性质及二者间相

互转化的反应规律。3.

掌握氮氧化物溶于水的反应原理，能进行相关定量计算并理

解反应比例关系。【知识目标】课标要求【素养目标】1.

宏观辨识与微观探析：从宏观上认识氮气与氮氧化物的性质，从微观结构

探析氮气稳定及氮氧化物转化的本质原因。2.

证据推理与模型认知：依据氮氧化物溶于水的反应事实，构建计算模型，

能基于证据进行定量推理与运算。3.

科学探究与创新意识：通过氮氧化物转化实验探究，体验科学探究过程，

形成基于实验分析问题的创新意识。新课导入思考：你了解氮及其化合物吗？通过视频你能总结一下氮气及其化合物的性质和用途吗？新课导入氮及其化合物PART01氮气与氮的固定氮元素在自然界中的存在形式1.游离态的氮——主要以氮分子的形式存在于空气中(78%)氮气氧气(21%)空气的成分(按体积)空气中的氮气氮元素在自然界中的存在形式2.化合态的氮——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-性位置

结构

性质第二周期第ⅤA族+725既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。①常见的化合价有＋1、＋2、＋3、＋4、＋5、－3。②氮元素的非金属性比氧元素弱，比碳元素强。一、氮气与氮的固定1.氮气的物理性质颜色状态气味密度溶解性_____气体_____

密度与空气接近___溶于水无色无味难收集氮气时用排水法！

熔点：-210℃

沸点：-196℃✪提醒特性：易液化氮气在低温加压时可以液化形成液氮，液氮汽化会吸热使温度降低。冷冻治疗液氮食品2.氮气的结构电子式：结构式：N2化学式：NN

NN一、氮气与氮的固定3.氮气的化学性质——稳定性

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

，通常情况下

与其他物质发生化学反应。共价三键(N≡N)较高稳定很难焊接保护气食品保护气充氮灯泡一、氮气与氮的固定从氮元素的价-类二维图，推测氮气具有什么化学性质。N2中的化合价是0价，故N2既有氧化性，又有还原性【思考讨论】化合价氢化物

单质

氧化物

酸

碱

盐

+5+4+3+20-3N2HNO3NO2NONH3

NH4+NO-33.氮气的化学性质——氧化性

氮气的化学性质稳定，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。I.N2与H2反应生成NH3，化学方程式为

。II.在点燃条件下与Mg反应，方程式为

。催化剂高温、高压N2+3H22NH3N2+3Mg

Mg2N3点燃一、氮气与氮的固定3.氮气的化学性质——还原性还原性：____________________________。N2+O2========2NO放电或高温一、氮气与氮的固定1、判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)N2在高温条件下与O2发生反应生成NO2。(

)(2)氮原子与其他原子只能形成共价键，不能形成离子键(

)(3)氮气常用作焊接金属、填充灯泡、保存食品的保护气(

)(4)白磷(P4)空气中自燃而氮气稳定存在，说明非金属性P比N强(

)××√×(5)闪电时氮气与氧气化合生成NO,属于自然固氮。(

)(6)将氨转化为固态铵盐的过程属于人工固氮。(

)(7氮气化学性质很稳定,所以镁着火时,可用氮气灭火。(

)

√××随堂演练4.氮的固定

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固氮)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”一、氮气与氮的固定【拓展提升】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。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。由于合成氨工业生产的实现和相关研究对化学理论与技术发展的推动，哈伯和博施都获得了诺贝尔化学奖。合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就哈伯

博施【拓展提升】

化学仿生学是一门横跨化学与分子生物学领域的交叉科学，模拟生物体内的化学反应过程、模拟生物体内的物质输送过程，及模拟生物体内的能量转换等是其主要研究内容。化学仿生学

近年来，基于理论计算研究推测，活泼的氮化物中间体的生成与氢化还原放氨，可能是通过多个铁中心的协同作用而得以实现的，但是迄今为止仍然缺乏可靠的实验证据3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OHC．正戊烷和新戊烷 D．和【答案】C随堂演练C2、关于氮气的性质的说法中，错误的是A．氮在自然界中既以游离态存在，又以化合态存在B．通常条件下，氮气性质很不活泼C．氮气可在氧气中燃烧生成一氧化氮D．大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OHC．正戊烷和新戊烷 D．和【答案】C随堂演练A3、下列关于物质使用及其解释不对应的是选项N2物质使用解释A液氨可用作制冷剂氨气分解时吸收热量B常用作保护气氮气的化学性质不活泼C漂粉精作游泳池消毒剂遇空气易生成强氧化性物质D氮化硅可用于制作耐高温轴承氮化硅熔点高，硬度大A．AB．BC．CD．D3．下列各选项中物①工业合成氨②NO2和H2O反应生成HNO3和NO③NO被空气氧化为NO2④豆科植物的根瘤菌将氮气转变成硝酸盐等⑤Mg在N2中燃烧生成Mg3N2⑥植物从土壤中吸收含氮肥料A．①②③⑤

B．①④⑤C．①③⑥D．①④⑤⑥质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OHC．正戊烷和新戊烷 D．和【答案】C随堂演练B4、下列反应属于氮的固定的是（）①工业合成氨②NO2和H2O反应生成HNO3和NO③NO被空气氧化为NO2④豆科植物的根瘤菌将氮气转变成硝酸盐等⑤Mg在N2中燃烧生成Mg3N2⑥植物从土壤中吸收含氮肥料A．①②③⑤

B．①④⑤

C．①③⑥

D．①④⑤⑥PART02一氧化氮和二氧化氮【思考讨论】

据说在新疆与青海两省区交界处有一狭长山谷，这里经常在风和日丽的晴天顷刻电闪雷鸣，下起雷雨，奇怪的是这里牧草茂盛，四季常青，被当地牧民称为“魔鬼谷”。为什么魔鬼谷牧草旺盛?有句谚语“雷雨发庄稼”，你明白其中的化学道理吗?【思考讨论】

雷雨发庄稼，将N2转化为硝酸盐要经过几步转化，从元素化合价角度思考。+O2+O2+H2O+NH3N2NONO2HNO3

NH4NO3N2+O2

2NO放电或高温=========2NO+O2===2NO2NO和NO2具有哪些性质？【思考】氮的氧化物N2O(笑气)NON2O3NO2N2O4N2O5氮元素化合价______________________＋1＋2＋3＋4＋4＋5(1)N2O俗称笑气。具有麻醉作用(2)N2O3、N2O5是酸性氧化物（酸酐），可以与水反应分别生成HNO2、HNO3(3)NO2与N2O4可相互转化：2NO2（红棕色）⇌N2O4（无色）N的氧化物的种类——它们都有毒，是大气污染物【思考】NO和NO2具有哪些性质？酸酐：含氧酸失去水后的氧化物二、一氧化氮和二氧化氮氧化物颜色气味毒性状态水溶性收集方法NONO2无色红棕色无味刺激性气味有毒有毒气体气体不溶易溶排水法向上排空气法1.一氧化氮和二氧化氮的物理性质二、一氧化氮和二氧化氮[实验]如图所示，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，观察现象。打开弹簧夹，快速吸入10mL空气后夹上弹簧夹，观察现象。振荡注射器，再观察现象2.一氧化氮和二氧化氮的化学性质二、一氧化氮和二氧化氮实验装置

实验操作在一支50mL的注射器里充入20mLNO，观察颜色

，

然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器现象___________结论无色NO难溶于水无明显现象2.一氧化氮和二氧化氮的化学性质二、一氧化氮和二氧化氮实验装置

实验操作打开弹簧夹快速吸入10mL空气后夹上弹簧夹，观察现象，然后再振荡注射器现象________________,振荡后________________结论无色气体变红棕色红棕色变为无色在一定条件下，NO和NO2可以相互转化。2.一氧化氮和二氧化氮的化学性质二、一氧化氮和二氧化氮(1)NOx在紫外线作用下与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生光化学烟雾。(2)NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面形成酸雨。(3)破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。(4)NO与血红蛋白结合使人中毒。3.氮氧化物对环境的污染二、一氧化氮和二氧化氮PART03氮氧化合物溶于水的计算【思考讨论】

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?

若将充满NO2的试管倒置于水槽中，试管中的红棕色逐渐褪去，水槽里的水倒吸入试管中，最终试管里剩余气体占

若同时向倒置试管中通入O2，则水槽中的液体最终充满整个试管。2NO+O2===2NO2

①

3NO2+H2O===2HNO3+NO

②①×3+②×2总的化学方程式为4NO+3O2+2H2O===4HNO3三、氮氧化合物溶于水的计算1.NO与O2同时通入水中

3NO2+H2O===2HNO3+NO

①2NO+O2===2NO2

②①×2+②

总的化学方程式为4NO2+O2+2H2O===4HNO32.NO2和O2混合气体溶于水的计算三、氮氧化合物溶于水的计算3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OHC．正戊烷和新戊烷 D．和【答案】C随堂演练A

3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OHC．正戊烷和新戊烷 D．和【答案】C随堂演练A6、某化学兴趣小组利用如图装置进行下列操作：一支注射器中吸入45mLNO2，然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，充分振荡后，打开弹簧夹，快速吸入15mL由N2和O2组成的混合气体[其中V(N2)：V(O2)=4:1]后夹上弹簧夹，充分振荡后，注射器中剩余气体的成分及气体总体积分别为(所有气体均处于常温常压下)A．NO和N2，23mL B．NO2和N2，45mL C．NO和N2，45mL D．NO，23mL【课堂小结】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3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OHC．正戊烷和新戊烷 D．和【答案】C随堂演练D1．N2能大量存在于空气中，且能维持固定含量的最主要原因是A．氮元素的非金属性弱

B．氮元素的非金属性强