5.2氮及其化合物++课件++2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

第二节氮及其化合物第五章化工生产中的重要非金属元素

1940年至1960年间，在美国洛杉矶，发生了严重的有毒烟雾污染大气的事件-------光化学烟雾。那么光化学烟雾到底是什么，这一节课我们就来学习和光化学烟雾污染有关的一种物质元素----N。

氮元素位于元素周期表的第二周期，VA族N原子结构+725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结合氮元素在元素周期表中的位置

1.自然界中的氮元素的存在①游离态：主要以的形式存在于空气中,约占空气的78%（体积分数）。②化合态：部分存在于动植物体内的中；

部分存在于土壤、海洋里的和中。氮分子蛋白质硝酸盐铵盐一.氮气与氮的固定2.氮气的性质熔点：-210℃沸点：-196℃密度：1.25g/L颜色气味状态密度溶解性无色无味气体密度比空气稍小难溶于水液氮（1）物理性质收集氮气时用排水法不用排空气法氮气结构特点：

由于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，通常情况下难以与其他物质发生化学反应，无法被大多数生物体直接吸收。N

N2.氮气的性质（2）化学性质电子式结构式

①稳定性常温下，N2的化学性质很稳定，通常情况下难以与其他物质发生化学反应反应焊接保护气食品保护气充氮灯泡（2）化学性质但在高温、放电等条件下，氮分子获得了足够的能量，使

N≡N

断裂，也可以和一些物质发生化学反应。①金属镁：___________________，氮气表现性；氧化③氢气：_______________________，氮气表现性；②氧气：_____________________，氮气表现

性。氧化还原（2）化学性质3、氮的固定1.含义----将大气中游离态的氮转化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。自然固氮和人工固氮都是化学变化二.一氧化氮与二氧化氮1、一氧化氮和二氧化氮的性质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（1）物理性质排水法向上排空气法一氧化氮的性质NONO是无色、无味的有毒气体，难溶于水，常温下能与氧气反应2NO+O22NO2

(红棕色）实验室如何收集、检验NO？【思考】收集：排水法检验：无色气体变为红棕色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。二氧化氮的性质NO2NO2是红棕色、有剌激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水，能与水发生反应。3NO2+H2O=2HNO3+NO（工业上利用这一原理生产硝酸）标准状况下，22.4LNO2是1mol吗？不是酸性氧化物2NO2N2O4

(无色）实验5-5P13实验装置

实验操作在一支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，观察现象，然后再振荡注射器现象____________________________,振荡后________________无明显现象无色气体变红棕色红棕色变为无色实验5-52NO+O2===2NO23NO2+H2O===2HNO3+NO你知道“雷雨发庄稼”背后的原理吗？1.下列关于N2的叙述错误的是（）A.N2既可作氧化剂又可作还原剂B.在雷雨天，空气中的N2和O2可反映生成NOC.氮的固定是将N2转化成含氮的化合物D.1molN2可与3molH2完全反应生成2molNH3解析：N2和H2生成氨气的反应时可逆反应，不能完全转化D练习与应用2.科研人员实现了温和条件下光催化合成，其原理如图所示。该过程A.属于自然固氮 B.只有极性键的断裂C.未发生氧化还原反应 D.加快了的生成速率D【详解】A．科研人员实现了温和条件下光催化合成，属于人工固氮，A错B．氮氮三键、氢氢键均为非极性键，反应时非极性键断裂，故B错误；C．氮气和氢气反应生成氨气，N、H元素化合价改变，属于氧化还原反应，故C错误；D．是合成的催化剂，加快了的生成速率，故D正确；氨的工业制法电子式：结构式：1、氨分子的电子式和结构式：氨分子的空间结构：分子形状：三角锥形三、氨气-----NH31.氨气的物理性质P13

无色、有刺激性气味的气体密度比空气小极易溶于水1:700易液化可做制冷剂氨很容易液化，液化时放热。液氨汽化时要吸收大量的热，使周围温度急剧降低。三、氨气-----NH3实验5-6

氨极易溶解于水，用什么实验可以证明这一性质呢？（2）溶液为什么变为红色？（3）实验成败的关键是什么？（1）氨为什么会形成喷泉（该实验的原理）？a.烧瓶干燥；b.装置的气密性好；c.收集的气体纯度尽可能高。氨气溶于水溶液显碱性。

氨极易溶于水，使烧瓶内外形成较大的压强差；现象：烧杯中的酚酞溶液由玻璃管进入烧瓶，形成红色喷泉。思考

实验操作：打开止水夹，挤出胶头滴管中的水。气体吸收剂原理喷泉是一种常见的自然现象，其产生的原因是存在压强差。产生喷泉的原理是什么？NH3HClNH3、HCl均属于极易溶于水(常温下,NH3—1：700,HCl—1：500)CO2SO2Cl2三种气体均为酸性气体,均能与强碱溶液反应NaOH溶液水①减少“上瓶”的压强②增加“下瓶”的压强NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-氨的水溶液（俗称氨水）显弱碱性，能使酚酞溶液变红或使红色石蕊试纸变蓝。氨气溶于水时，大部分的NH3分子与H2O分子结合成NH3·H2O（一水合氨）三、氨气-----NH33、化学性质NH3·H2O是弱碱，为弱电解质，可以部分电离。氨水的保存方法：氨水对许多金属有腐蚀作用，所以不能用金属容器盛装氨水。通常把氨水盛装在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里。说明：一水合氨很不稳定，受热易分解。

NH3·H2ONH3↑+H2O1.根据图5-11“氨溶于水的喷泉实验”装置图，以下说法不正确的是（）A.该实验证明氨气极易溶于水B.烧瓶充满氯气，胶头滴管和烧杯中加入浓碱液也可能形成喷泉C.红色喷泉说明氨水显碱性D.烧杯中换成其他液体无法形成喷泉课堂练习（课本P18T4）D氮及其化合物的“价一类”二维图自然固氮人工固氮硝态氮肥铵态氮肥

预测氨气还可能具有的性质

氨跟酸的反应氨气是一种碱性气体，氨几乎能与所有的酸（难溶性酸如H2SiO3除外）反应生成铵盐。NH3+HCI===NH4Cl三、氨气-----NH33、化学性质

（2）氨跟酸的反应——生成铵盐沾有浓盐酸和浓氨水的玻璃棒靠近会产生大量白烟NH3是中学阶段唯一一种碱性气体

浓硫酸没有挥发性，浓硝酸有挥发性，挥发性酸（HCl、HNO3等）遇氨气均有白烟生成；难挥发性酸H2SO4、H3PO4无此现象。检验氯气管道是否泄漏【应用】

管道工人用浓氨水检验氯气管道是否漏气，如果管道某处漏气，会产生白烟，原理是什么?(已知2NH3+3Cl2====N2+6HCl)提示:若氯气管道漏气，发生反应:2NH3+3Cl2====N2+6HClNH3+HCl====NH4Cl产生的白烟是固体NH4Cl。3、化学性质

（3）氨的催化氧化——氨跟氧气反应4NH3+5O24NO+6H2O催化剂△注意，产物是NO氨中氮元素的化合价为-3价。氨具有还原性，氨的催化氧化是工业制硝酸的基础。【例1】下列有关物质性质和用途说法错误的是（

）A．液氨可用作制冷剂 B．MgO熔点很高，可用于制造耐火材料C．SO2可用作食品防腐剂 D．ClO2可用于杀菌消毒，H2O2不可以四、铵盐-----NH4+1.概念绝大多数铵盐是(

)或(

)晶体,都(

)于水。白色无色易溶铵盐是NH4+和酸根离子组成的化合物。2.常见铵盐四、铵盐-----NH4+氯化铵【NH4Cl，俗称氯铵】；铵盐属于铵态氮肥。常用氮肥有铵态氮肥和尿素【CO(NH2)2

】硫酸铵【(NH4)2SO4

，俗称硫铵，又称肥粉】；硝酸铵【NH4NO3，俗称硝铵、炸药】；碳酸氢铵【NH4HCO3，俗称碳铵】3.化学性质四、铵盐-----NH4+①受热易分解NH4ClNH3↑+HCl↑△NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O↑△(NH4)2CO32NH3↑+CO2↑+H2O↑△绝大多数铵盐都易溶于水，受热易分解，与碱反应会放出氨。②铵盐与碱的反应：四、铵盐-----NH4+3.化学性质2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3△铵态氮肥不能和碱性物质混合施用的原因（1）铵盐溶液与碱液混合，不加热：（2）铵盐溶液与碱液混合，加热：实验5-7P14在实验室中，常利用铵盐与强碱反应产生氨这一性质来检验铵根离子的存在和制取氨。五、铵根离子的检验：（2）检验无色溶液中是否存在NH4＋的方法：样品强碱

△气体湿润

红色石蕊蓝色取少许样品与碱混合于试管中共热，将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，若试纸变蓝，则证明样品中含有NH4+。取少许样品于试管中，放入碱后加热，用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟产生，则证明样品中含有NH4+

。六、实验室制取氨气思考与讨论：

图5-13为实验室制取氨的简易装置示意图。请仔细观察实验装置，思考如何检验试管中已收集满氨，如何吸收处理实验中多余的氨。装置验满试剂原理固+固→加热型或蘸浓盐酸的玻璃棒靠近有白烟生成(与氧气的制取装置相同)氯化铵晶体、消石灰固体2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O+2NH3↑收集湿润的红色石蕊试纸变蓝向下排空气法，并在试管口塞上棉花防止NH3和空气对流，保证NH3的纯度。六、实验室制取氨气防倒吸碱石灰、固体氧化钙、固体氢氧化钠干燥不能用无水CaCl2会反应产生CaCl2∙8NH3

浓硫酸、P2O5等酸性干燥剂也不能干燥NH3尾气处理酸溶液或水六、实验室制取氨气1、下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是()A.只有①B.只有③C.①③D.②③

C课后练习【解析】实验室制备NH3的方法不只一种，除课本介绍的由NH4Cl与碱石灰反应制取之外，其他的只要合理亦可。①装置中NH4Cl加热分解产生的NH3、HCl很容易在管口重新化合成NH4Cl，而无法收集到NH3。③装置在加热时，管口应略向下倾斜，以防止冷凝水倒流使试管底部破裂。2.可用于干燥NH3的试剂是()A.浓硫酸

B.碱石灰

C.活性炭

D.五氧化二磷B【详解】A．浓硫酸是酸性干燥剂，会与碱性气体NH3发生反应生成铵盐，A错B．碱石灰是碱性干燥剂，与NH3不反应且能有效吸水，B符合题意；C．活性炭主要通过物理吸附作用去除杂质，但干燥能力较弱，通常不作为干燥剂使用，C不符合题意；D．五氧化二磷是酸性干燥剂，会与NH3反应生成磷酸盐，D不符合题意；①纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。一、硝酸③密度比水大，（1.5027g/cm3）；1.物理性质②能以任意比溶于水；④沸点低：83℃；⑤常用浓硝酸的浓度为69％，98％的浓硝酸叫作“发烟硝酸”。

浓硝酸见光或受热时发生反应(1)HNO3的不稳定性一般将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并避光放置于阴凉处2.化学性质问题一：久置的浓硝酸为何呈黄色？硝酸分解生成的NO2溶于硝酸中问题二：如何保存硝酸？

浓硝酸久置浓硝酸4HNO3====4NO2↑+O2↑+2H2O或光照2.化学性质(2)HNO3的酸性HNO3=H+

+NO3-强酸，完全电离与金属反应不产生H2★注意：H+与酸、碱指示剂作用与金属作用与金属氧化物作用与碱作用与某些盐作用与指示剂显色硝酸酸稀硝酸石蕊溶液由紫色变为红色浓硝酸石蕊溶液由紫色变为红色，后褪色与碱反应与碱性氧化物反应与弱酸盐反应Fe(OH)3+3HNO3=Fe(NO3)3+3H2OCuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2OCaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+CO2↑+H2O实验5-8P15实验5-82.化学性质(3)HNO3的强氧化性①

与Cu反应Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)===

3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O硝酸的浓度不同，与金属反应的产物也不同。浓硝酸的还原产物为NO2，稀硝酸的还原产物为NO②常温下浓硝酸能使Fe、Al发生钝化加热时：Al+6HNO3(浓)===Al(NO3)3+3NO2↑+3H2OFe+6HNO3(浓)===Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O△△2.化学性质(3)HNO3的强氧化性常温下，Fe、Al与浓H2SO4或浓HNO3反应，生成了致密的氧化膜，阻止酸与内层金属进一步反应，从而保护了金属，这个过程叫做“钝化”

常温下可用铁制品或铝制品盛放浓硝酸，但要注意密封，以防硝酸挥发变稀后与铁、铝反应。S+6HNO3(浓)===H2SO4+6NO2↑+2H2O△③

与非金属反应2.化学性质(3)HNO3的强氧化性将一块红热的木炭投入浓硝酸中现象：剧烈反应，产生红棕色气体反应方程式：C+4HNO3(浓)===

CO2↑+4NO2↑+2H2O

硝酸：是一元酸、强酸、氧化性酸、低沸点酸、不稳定性酸、易溶性酸。硝酸是重要的化工原料，也是化学实验室里必备的重要试剂。在工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。思考与讨论P16写出有关化学方程式:N2→NH3:________________________________。NH3→NO:_______________________________。NO→NO2:_______________________________。NO2→HNO3:_____________________________。4NH3+5O24NO+6H2O2NO+O2===2NO23NO2+H2O===2HNO3+NO催化剂高温、高压N2+3H22NH3

煤、石油和金属矿物以及机动车在使用过程中，会生成SO2和氮氧化物。他们会引起呼吸道疾病，危害人体健康，甚至致人死亡。SO2以及氮氧化物在大气中会形成酸雨，正常雨水由于溶解了CO2，pH约为5.6，酸雨的pH小于5.6三、酸雨及防治SSO2SO3H2SO4硫酸型酸雨：硝酸型酸雨：NO2HNO3酸雨：主要指pH小于5.6

的雨水，其主要是含有硫酸和硝酸。成因：主要是大气中的SO2与NOx溶于水形成的。三、酸雨及防治酸雨有很大的危害，能直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化，还会加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。(1)对人体的直接危害首先是它的刺激性，其次是它会形成硫酸雾和硫酸盐雾，其毒性比SO2大，能浸入人的肺部，引起肺水肿等疾病而使人致死。(2)引起河流、湖泊的水体酸化，严重影响水生动物生长。(3)破坏土壤、植被、森林。(4)腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料等。(5)渗入地下，可引起地下水酸化，酸化后的地下水中铝、铜、锌、镉等对人体有害金属元素的含量会偏高。2.酸雨的危害(1)调整能源结构，积极开发新能源(2)对煤（其中含硫为0.3%-5%)进行处理，如选洗加工、综合开发、在煤中加入适量的生石灰、对排放的烟进行处理等(3)种植能够吸收SO2的有关树木(如臭椿、垂柳、柳杉）等(4)加强工厂废气的回收处理(5)改进汽车尾气的处理技术，控制尾气排放3.酸雨的防治3.物质的性质决定其用途，下列物质性质与其用途不匹配的是(

)选项物质性质物质用途A液氨汽化时大量吸热液氨可用作制冷剂B铁可与稀硫酸反应生成H2铁制容器可用于盛装浓硫酸CCl2与水反应生成的HClO具有强氧化性Cl2可用于自来水消毒D钾的化合物在灼烧时火焰呈现特定颜色钾的化合物可用于制作烟花【详解】铁溶于稀硫酸中是因为Fe位于H前面，铁容器盛装浓硫酸是因为“钝化”，B错误。B4.如图是常用的气体发生装置示意图。该装置适合于(

)

A.用铜屑和浓硫酸制备SO2

B.用铜片和浓硝酸制备NO2C.用浓盐酸和MnO2制备Cl2

D.用固体NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3B【详解】根据图示和仪器判断，反应是固体＋液体而且不需要加热，B符合要求。5.下列做法不符合绿色发展理念的是

（

）A.积极开发原子利用率高的化工生产工艺B.积极提高煤和石油作为燃料使用的比例C.推广尾气处理技术，减少大气污染物排放D.研发可降解高分子材料，减少“白色污染”BA．开发原子利用率高的工艺减少废弃物，符合绿色化学原则，A正确；B．提高化石燃料煤和石油使用比例会增加污染和碳排放，违背绿色发展理念，B不符合题意；C．推广尾气处理技术可减少污染物排放，符合环保要求，C正确；D．研发可降解材料减少白色污染，符合可持续发展，D正确；6.下列物质溶