5.2.1 氮气及氮的氧化物-【备课优选】2022-2023学年高一化学同步优选备课课件(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 第一节 氮及其化合物 第1课时 氮气及氮的氧化物 资料卡片 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， 为促进世界农业发展做出了重大贡献。 人 工 固 氮 合 成 氨 科学史话 氮气 任务驱动一 阅读课本，解决以下问题 氮元素在元素周期表中的位置 氮元素在自然界中的存在形式 氮气的结构及性质 氮的固定 氮气 氮元素在元素周期表中的位置 氮元素位于元素周期表的第二周期，VA族。 +7 2 5 N 氮原子结构示意图： 氮气 氮元素在自然界中的存在形式 氮原子的最外层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。一般通过共用电子对与其他原子结合。 在自然界里，氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中，部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。 氮是自然界各种生命体不可缺少的重要元素 空气中氮气的体积分数约为78% 氮气 物理性质 氮气是无色、无味的气体 密度比空气稍小 熔、沸点低 难溶于水 结构式： 电子式： 结构 氮气 性质稳定不活泼、有氧化性和还原性（有-3、+1、+2、+3、+4、+5价） N2在高温、放电等条件下，N2获得足够的能量，使N≡N断裂。 N2+O2 2NO 放电或高温 ======= N2 + 3H2 2NH3 催化剂 高温、高压 N2 + 3Mg === Mg3N2 点燃 还原性 氧化性 氧化性 化学性质 氮气 根据自然界中的氮循环，认识氮的固定 任务驱动二 氮气 氮的固定 一氧化氮和二氧化氮 任务驱动三 阅读课本，解决以下问题 一氧化氮和二氧化氮的物理性质和化学性质 一氧化氮和二氧化氮的相互转化 一氧化氮和二氧化氮 一氧化氮 物理性质 无色气体，不溶于水 一氧化氮 化学性质 有毒 2NO+O2===2NO2 一氧化氮和二氧化氮 二氧化氮 物理性质 红棕色有刺激性气味的气体 易溶于水 密度比空气大 易液化 一氧化氮和二氧化氮 二氧化氮 化学性质 有毒 3NO2+H2O===2HNO3+NO 一氧化氮和二氧化氮 任务驱动四 实验5-5 实验 操作 在一支50 mL的注射器里充入20mL NO，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________________ 无明显现象 无色气体变红棕色 红棕色变为无色 一氧化氮和二氧化氮 任务驱动五 实验5-5发生了哪些化学反应？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？ 2NO+O2===2NO2 3NO2+H2O===2HNO3+NO 措施： 可以用注射器不断吸入空气，然后使注射器里的气体充分与水反应 反应方程式： 一氧化氮和二氧化氮 任务驱动五 启示： 硝酸工业常在吸收反应进行过程中，补充一些空气，使生成的NO被氧化成NO2，NO2溶于水又生成HNO3和NO，经过多次氧化和吸收，NO2可以比较完全被水吸收，能够尽可能地转化为HNO3 解题启示： 把上述两个反应式加起来，可以分别得到： 4NO+3O2+2H2O===4HNO3 4NO2+O2+2H2O===4HNO3 知识拓展——NO 计算机模拟的NO分子的图像 硝化甘油 — 百年历史的古老炸药和心脏病内服药 患有动脉硬化的病人，因血块堵住了动脉的血管，血肌供氧量的减少，引起胸部的疼痛，有时甚至导致心肌梗塞。服用硝化甘油，就是提供了NO，扩大了心肌血管，增大了血流量。 伊格纳罗博士和他的两位工作伙伴(芬奇戈特博士、穆拉博士）成功发现氧化氮（国内称一氧化氮）是一种可以传递信息的气体，它可以通过细胞薄膜(membrane)，去调节另一细胞的功能；他们的发现，开创生物系统(biological systems)信息传递的新理论。正是这一重大发现和对氧化氮的研究使伊格纳罗博士获得1998年诺贝尔生物医学奖。 明星分子：NO 伊格纳罗 知识拓展——NO 本节小结 谢谢 EV录屏3.9.7软件录制 L