5.2.1 氮气和氮氧化物 课件 2022-2023学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第二节　氮及其化合物 第1课时 氮气和氮氧化物 “死亡谷”——青藏高原上的那棱格勒峡谷，每当牧民和牲畜进入后，风和日丽的晴天顷刻电闪雷鸣，狂风大作，人畜常遭雷击而倒毙。奇怪的是这里牧草茂盛，水草肥美，这是为什么呢？ 情 景 引 入 第二周期，第ⅤA族 +7 2 5 既不容易得到 3 个电子，也不容易失去 5 个电子。 位置 结构 性质 目标一 氮气与氮的固定 (1)氮 1．氮元素 一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质 大气中N2 NH3 尿素及动植物遗体 土壤中的微生物 氮素化肥 ①游离态：主要以N2分子的形式存在于空气中。 ②化合态：存在于动植物体内的蛋白质中，土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。 (2)氮元素在自然界中的存在 颜色 气味 状态 密度 水溶解 无色 无味 难溶 气体 密度比空气稍小 液氮 2．氮气 思考1 根据氮原子核外电子排布和氮气分子的结构，推测氮气的化学活性。 断开氮氮三键需要较多的能量，化学性质比较稳定，通常情况下很难与其他物质发生化学反应。 N2 N N     N N +7 2 5 氧化性 还原性 氧化性 纯净的氮化镁 含杂质的氮化镁 离子化合物 在高温、放电等条件下，氮气可以与镁、氢气、氧气等发生反应。 写出镁条在空气中燃烧发生反应的化学方程式。 思考2 氮的固定 概念：将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程 分类 自然固氮 — 高能固氮 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) 3．氮的固定 目标一 氮气与氮的固定 ( N2＋O2 ==== 2NO ) 放电 哈伯 人 工 固 氮 合 成 氨 博施 合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就。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 MPa~20.0 MPa和锇为催化剂的条件下，反应后氨的含量可超过6%，具备了工业化生产的可能性。德国工程师博施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也作出了重要贡献。 科 学 史 话 判断正误 (1)N2和O2在高温的条件下会生成NO(　　) (2)N2中N元素价态为0价，处于中间价态，因此既有氧化性，又有还原性 (　　) (3)氮气常用作焊接金属、填充灯泡、保存食品的保护气(　　) (4)氮的固定中氮元素一定被氧化(　　) (5)工业上将NH3转化为其他铵态化肥属于人工固氮(　　) √ 练习1 √ √ × × 练习2 (2022·浙江高一检测)自然界中时刻存在着氮的转化。实现氮按照一定方向转化一直是科学领域研究的重要课题，如图为N2分子在催化剂的作用下发生的一系列转化示意图： 下列叙述正确的是 A.N2→NH3，NH3→NO均属于氮 的固定 B.在催化剂a作用下，氮原子发生了氧化反应 C.N2很稳定，不支持任何物质的燃烧 D.使用催化剂a、b均可以提高单位时间内生成物的产量 √ N2→NH3，发生了还原反应 游离态的氮→氮的化合物 (1)氮的固定为将游离态的N2转化为化合态含氮物质的过程，为氧化还原反应。 (2)氮气性质的“一惰性两反应”。氮气化学性质很稳定，通常状况下，很难与其他物质反应，但是在一定条件下， 也能与氢气、氧气等反应。 (3)氮元素是多价态元素。氮气中氮 元素处于中间价态，故氮气既有氧 化性(与H2反应)，又有还原性(与O2反应)。 特别提醒 目标二 一氧化氮和二氧化氮 氮的氧化物 N2O(笑气) NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5 氮元素化合价 ____ ___ ____ ___ ____ ____ ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋4 ＋5 上述氮的氧化物中属于酸性氧化物的是 。 N2O5和N2O3 氮的氧化物都有毒，是大气污染物 1．NO和NO2的物理性质 颜色 状态 气味 水溶性 NO 无色 气态 无味 不溶 NO2 红棕色 气态 有刺激性气味 易溶 装置   操作 在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，然后吸入5 mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器 ①打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹 ②振荡注射器 现象 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ①无色气体变为＿＿＿＿ ②＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 无明显现象 红棕色 红棕色气体逐渐变为无色，注射器活塞向左移动 2．NO和NO2的化学性质 (1)实验探究 (2)实验结论及解释 ①NO不溶于水，也不与水反应，与O2反应生成红棕色的NO2： 2NO＋O2===2NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ②