5.2.1 氮气 氮的氧化物（精讲课件）-2022-2023学年高一化学同步学习高效学讲练（人教版2019必修第二册）

第二节 氮及其化合物 第1课时 氮气 氮的氧化物 2019人教版 必修第二册 第五章 化工生产中的重要非金属元素 本课件内嵌有高清视频供老师参考使用 视频：氮气 二氧化氮溶于水的实验 本页可自行删除 【考纲要求】 了解氮元素的存在和结构，了解氮气的物理性质和化学性质； 通过了解氮的固定，认识化学对社会和工农业生产的重要作用； 了解一氧化氮和二氧化氮的物理性质和化学性质。 知识导航 知识导航 为了更好地保护文物,部分博物馆启用“真空充氮杀虫灭菌消毒机”来处理和保护文物,将文物放入该机器内(氮气浓度可高达99.99%),密封三天,好氧菌和丝状霉菌都会被灭杀。该机器具有此类功能,主要与氮气的性质有关。请你结合相关化学知识回答,下列关于氮气的哪些说法是正确的? ①氮气的化学性质不活泼　②氮气不能供给呼吸　 ③氮气能抑制菌类的生长　④氮气能吸收部分水分　 ⑤氮气不能与任何物质反应 ①②③正确 课堂导入 1.原子结构 氮元素位于第二周期、第VA族。氮原子最外电子层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。因此氮原子一般通过共用电子对与其它原子相互结合构成物质。 常见的化合价有 ＋1、＋2 、＋3 、＋4 、＋5 、－3， 其氧化物有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5共有六种， 其中N2O5是HNO3的酸酐，N2O3是HNO2的酸酐（氮的氧化物都有毒）。 2.自然界中的存在形态 a.游离态:以氮分子的形式存在于空气中。  b.化合态:存在于动植物体内的蛋白质中,以及土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。 一.氮气 1.物理性质 纯净的N2是一种无色无味的气体，难溶于水，在空气中 约占五分之四左右。 2.化学性质 （1）常温下，N2的化学性质不活泼，可代替稀有气体作保护气体。 原因： 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。 （2）在放电条件或高温下氮气跟氧气化合生成一氧化氮 （3）镁在氮气中燃烧 （4）人工合成氨 二．氮的固定和循环 1．将游离态氮转变为化合态氮的过程叫氮的固定。 2．分类 （1）自然固氮 （2）人工固氮：工业合成氨 3.氮的循环 三.二氧化氮和一氧化氮 氮的氧化物 NO NO2 物理性质 颜色 无色 红棕色 毒性 有毒 有毒 溶解性 不溶于水 易溶于水 化学性质 与O2反应 2NO＋O2=2NO2 不反应 与H2O反应 不反应 3NO2＋H2O=2HNO3＋NO 【实验探究】二氧化氮溶于水的实验 实验 装置 实验 操作 在如图注射器里充入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 打开弹簧夹,快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹 振荡注射器 实验 现象 化学 方程式 　 无明显现象 无色气体 变为红棕色 红棕色气体变浅至消失,有无色气体生成,注射器活塞向内滑动 2NO+O2 === 2NO2　、3NO2+H2O === 2HNO3+NO　 【规律总结】 1.常见的NOx尾气处理方法 ①碱液吸收法 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。一般适合工业尾气中NOx处理。 ②催化转化法 在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。 2.有关氮氧化物溶于水计算的两种方法 无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体，反应的实质是 3NO2＋H2O==2HNO3＋NO，2NO＋O2==2NO2， 故若有气体剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。 (1)关系式法： ①若NO和O2通入水中，总关系式为4NO＋3O2＋2H2O==4HNO3。 ②若NO2和O2通入水中，总关系式为4NO2＋O2＋2H2O==4HNO3。 (2)电子守恒法 当NOx转化为硝酸时要失去电子，如果是NOx与O2混合， 则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。 【典例1】在一定条件下，将NO2和O2的混合气体12 mL通入足量水中，充分反应后剩余2 mL气体(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积为(　　) ①1.2 mL　 ②2.4 mL　 ③3 mL　 ④4 mL A．①②　　　B．②③ C．③④ D．①④ 【答案】D　 【典例2】将盛有1 mol NO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中