5.2.1 氮及其化合物（1）【教学课件】-【优课堂】2022-2023学年高一化学同步备课系列（人教版2019必修第二册）

第二节 氮及其化合物 第1课时 第五章 化工生产中的重要非金属元素 1 2 1 本节重点 本节难点 氮气的性质及用途 氮气与氮的固定 知识导航 农谚有云：“种豆子不上肥，连种几年地更肥” 空气中氮元素丰富，但大多数的植物不能直接利用，豆科植物与根瘤菌共生可以将氮气转化成植物需要的氮素营养，同时固定的氮素也会释放到土壤中，从而被其他植物利用。 那么，自然界是怎样通过氮的循环为生物体提供氮元素的呢？ 新课导入 游离态：主要以 的形式存在于空气中。 化合态：部分存在于动植物体内的 中；部分存在于土壤、海洋里的 中。 氮气与氮的固定 氮元素在自然界中的存在 氮分子 蛋白质 硝酸盐和铵盐 (78%) 氮气 氧气 (21%) 空气的成分(按体积) 知识梳理 元素周期表中的位置 氮气与氮的固定 氮元素位于元素周期表中：第二周期 ⅤA族 知识梳理 氮原子得失电子情况 氮气与氮的固定 氮原子的最外电子层有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他原子相互结合构成物质。 氮原子结构示意图 N +7 2 5 知识梳理 观察实验桌上的氮气，总结氮气的物理性质 探究一 氮气 氮气与氮的固定 知识梳理 氮气 氮气 氮气与氮的固定 氮气的物理性质 颜色 状态 密度 气味 无色 气体 密度比空气大 无味 溶解性 难溶于水 收集氮气时用排水法不用排空法 知识梳理 氮气在空气中的体积分数为78%，化学性质稳定，这是为什么呢？ (从化学键的角度分析) 知识梳理 氮分子内两个氮原子间以_______________结合，断开该化学键需要_______的能量，所以氮气的化学性质很_______，通常情况下_________与其他物质发生化学反应，无法被大多数生物体直接吸收。 氮气的稳定性 氮气与氮的固定 氮气 共价三键(N≡N) 较多 稳定 很难 分子结构 氮气 知识梳理 用途 化学性质不活泼—保护气 焊接金属时用氮气作保护气 灯泡中充氮气以延长使用寿命 食品包装中充氮气以防腐 氮气与氮的固定 氮气 氮气的用途 知识梳理 液氮 — 制造低温 用途 医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术 超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能 氮气的用途 氮气与氮的固定 氮气 知识梳理 化肥和化工原料 氮肥 硝酸 用途 氮气的用途 氮气与氮的固定 氮气 知识梳理 氮气与氮的固定 在高温、放电等条件下，氮分子获得了足够的能量，使N≡N断裂，氮气能够与镁、氧气、氢气等物质发生化合反应，氮气分子中氮元素化合价为0，是氮元素的中间价态，在一定条件下能表现出氧化性或还原性。 氮气 氧化性 还原性 +金属镁 N2＋3Mg Mg3N2 点燃 -3 0 +氢气(工业合成氨) N2＋3H2 2NH3 高温、高压 催化剂 -3 0 +氧气 N2＋O2 2NO 放电或高温 +2 0 知识梳理 氮气与氮的固定 氮气的固定 概念 游离态 的氮 氮的 化合物 分类 01 自然固氮 雷电/大气/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) 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) 02 人工固氮 氮的固定 知识梳理 请同学们回顾所学内容，判断下列问题的对与错 问题1 氮元素有多种化合价，其最高正价为＋5价(　　) 氮原子与其他原子只能形成共价键，不能形成离子键(　　) 氮气常用作焊接金属、填充灯泡、保存食品的保护气(　　) 白磷(P4)在空气中能自燃而氮气能稳定存在，说明磷元素非金属性比氮元素强 (　　) 硝酸盐在某些细菌作用下转化成氮气为自然固氮(　　) 在高温、高压、催化剂条件下，1 mol N2与3 mol H2混合可生成2 mol NH3 (　　) 问题2 问题3 问题4 问题5 问题6 典例精讲 观察氮在自然界中的循环，回答相关问题 探究二 氮气与氮的固定 知识梳理 大部分以氮气的形式存在，少部分以化合物的形式(如硝酸盐、铵盐、蛋白质等)