5.2.1 氮气与氮的氧化物（课件）-【思维课堂】2022-2023学年高一化学同步精品备课系列（人教版2019必修第二册）

第五章 化工生产中的重要非金属元素 第二节 氮及其化合物 课时1 氮气与氮氧化物 思维课堂 学习目标 1. 通过分析氮气分子的结构，了解氮气的化学稳定性； 2. 实验探究一氧化氮和二氧化氮的性质,了解自然界中形成硝酸的过程。 氮及其化合物 实验探究 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 ? 思维课堂 氮气 在我们空气中含量最多的就是氮气， 为何大多数农作物不能直接利用吸收氮气而需要施氮肥？ 5 氮气 1. 氮元素在元素周期表中的位置存在 第二周期，第 VA族 2. 写出氮气的电子式和结构式。 电子式 结构式 N  N    N N 球棍模型 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。 6 氮气化学性质 氮气的化学性质稳定，通常很难与其他物质发生化学反应。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。 ①金属镁： N2 + O2 2NO 放电或高温 N2 + 3H2 2NH3 高温 高压 催化剂 ③氢气： ②氧气： N2 + 3Mg Mg3N2 点燃 氧化性 氧化性 还原性 7 氮的固定 (1) 含义: 将大气中 的氮转化为 的过程叫做氮的固定。 (2) 分类: 游离态 含氮化合物 NH3→NH3·H2O能称为氮的固定吗？ 分类 自然固氮 高能固氮(如雷雨天气N2转化为NO) 生物固氮(如豆科植物的根瘤菌固氮) 人工固氮 合成氨(工业上合成氨) 仿生固氮(某些金属有机化合物可起到根瘤菌的作用) 氮的固定 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，或者通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨，从而实现自然固氮。 人 工 固 氮 合 成 氨 工业合成氨 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。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。 人 工 固 氮 合 成 氨 思维 课堂 NO与NO2   NO NO2 物理性质 无色、不溶于水 红棕色、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 实验室如何收集NO和NO2气体？ 二氧化氮溶于水 实验探究 NO与NO2 实验 装置 实验 操作 在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，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 无色气体变红棕色 红棕色变为无色 NO难溶于水 无明显现象 14 NO与NO2 实验 装置 实验 操作 打开弹簧夹快速吸入10 mL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。 15 实验现象分析 2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO (工业制取硝酸) 结论：在一定条件下，NO 与 NO2 可以相互转化。 现象一：无色气体变红棕色 NO → NO2 现象二：红棕色变为无色 NO2 → NO 如果将注射器中的NO充分转化，可以采取什么措施？ 上述实验对工业生产硝酸有什么启示？ 思考与讨论 ① NO与O2同时通入水中 2NO+O2===2NO2 ①