5.2 氮及其化合物 第1课时 2022-2023学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

人教版必修第二册 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 第1课时 氮气与氮的固定 1. 了解氮元素的存在; 2. 了解氮的固定及其类型,认识其在生产中的意义; 3. 掌握氮气的性质,认识合成氨在氮的循环及其农业生产中的意义。 学习目标:1分钟 问题导学:7分钟 带着如下问题,阅读课本11-12页 1. 氮元素在周期表中的位置及其存在? 2. 氮气的物理性质和化学性质? 3. 氮的固定的定义及其类型? 一、氮元素在元素周期表中的位置、氮存在 N 氮元素位于元素周期表的第_周期,第_族,氮原子的最外层有_个电子,一般通过_与其他原子结合。 二 ⅤA 5 共用电子对 点拨精讲:18分钟 自然界中的氮元素 氮 元素 动植物蛋白质 土壤、海洋中 硝酸盐和铵盐 空气中的氮气 氮是生命物质的重要组成元素,是构成蛋白质和核酸不可缺少的元素,是农作物生长所必需的元素。 在自然界中,氮既有游离态又有化合态。 二、氮气 1. 物理性质 颜色 状态 气味 密度 溶解性 _ 气体 _ 密度与空气接近 _溶于水 无色 无味 难 由于断开N2分子中两个氮原子间的_需要较多的能量,所以常温下,氮气的化学性质_,通常很难与其他物质发生化学反应,无法被大多数生物体直接吸收。 2. 化学性质 ①还原性: ②氧化性: 催化剂 高温、高压 N2 + 3H2 2NH3 N2 + 3Mg Mg3N2 点燃 N2 + O2 2NO 放电或高温 ========== 共价三键 很稳定 但在一定条件下,氮气能与Mg,H2,O2等发生反应。 1. 自然固氮(高能固氮、生物固氮) 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, 三、氮的固定 将大气中_的氮转化为_的过程叫做氮的固定。 游离态 氮化合物 N2 + O2 2NO 放电 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。 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,在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题,是化学和技术对社会发展与进步得巨大贡献. 2. 人工固氮 工业合成氨 不仅为农作物的生长提供了必需的氮元素,而且为化工产品(如炸药、农药、燃料等)的生产提供了重要的原料。 自然界中氮的循环 一、氮元素在元素周期表中的位置、氮存在 二、氮气 1.氮气的物理性质 2.氮气分子结构与化学性质 ①还原性: ②氧化性: 催化剂 高温、高压 N2 + 3H2 2NH3 N2 + 3Mg Mg3N2 点燃 N2 + O2 2NO 放电或高温 ========== 三、氮的固定 含义: 将大气中_的氮转化为_的过程叫做氮的固定。 游离态 氮化合物 自然固氮(高能固氮、生物固氮) 人工固氮 工业合成氨 课堂小结:2分钟 1.下列关于氮气的说法中错误的是( ) A.通常情况下N2性质很稳定,所以N2可以在电焊时作保护气 B.N2+O2 == 2NO,该反应是汽车尾气造成污染的主要因素之一 C.N2在空气中约占的质量比为五分之四 D.在反应3Mg+N2 == Mg3N2中,N2作氧化剂 高温 点燃 当堂检测:12分钟 2.关于氮气的性质的说法中,错误的是( ) A.氮在自然界中既以游离态存在,又以化合态存在 B.通常条件下,氮气性质很不活泼 C.氮气可在氧气中燃烧生成一氧化氮 D.大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环 3.属于工业固氮的是( ) A.用N2和H2合成氨 B.闪电将空气中N2转化为NO C.用NH3和CO2合成尿素 D.固氮菌将氮气变成氨 4.下列反应不属于氮的固定反应是( ) A.N2 + 3Mg Mg3N2 B.N2 + 3H2 2NH3 C.2NO + O2 == 2NO2 D.N2 + O2 2NO 5. 氮气的化学性质_,通常很难与其他物质发生化学反应。 ① 还原性:_(化学方程式) 稳定 N2 + O2 2NO 放电或高温 ========== ② 氧化性:a. N2与H2反应生成NH3,方程式为_ b. 在点燃条件下与Mg反应,方程式为_ 催化剂 高温、高压 N2 + 3H2 2NH3 N2 + 3Mg Mg3N2 点燃 1-4:CCAC 板书设计: 一、氮元素在元素周期表中的位置、氮存在 二、氮气 1.氮气的物理性质 2.氮气的化学性质 ①还原性: ②氧化