5.2.1 氮气和氮氧化物-【备课好帮手】2022-2023学年高一化学同步教学课件（人教版2019必修第二册）

第五章 化工生产中重要的非金属元素 第二节 氮及其化合物 第一课时 氮气和氮氧化物 学习目标 1. 了解氮元素的存在及氮的固定。 2. 掌握NO、NO2的性质。 3. 了解NO、NO2、O2溶于水的简单计算（对生成硝酸的启示）。 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 N 原子结构 +7 2 5 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。 氮元素在自然界中的存在： 游离态：以氮分子（N2）的形式存在于空气中。 化合态：存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中及动植物体内的蛋白质中。 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 N 原子结构 +7 2 5 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。 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） 氮气 氮气的物理性质和化学性质 是一种无色无味的气体，难溶于水，密度与空气相近。在空气中 约占五分之四左右。 N2 氮元素的存在 自然界中，氮元素主要以氮气的形式 存在于空气中，部分存在于动植物体 内的蛋白质中，存在于土壤、 海洋里的硝酸盐和铵盐中 1. 氮气的物理性质 氮气 N2 2. 氮气的化学性质 电子式 结构式 N2 化学式 N  N    N N 的结构： 氮氮键很难断裂，通常情况下，氮气的化学性很质稳定、不活泼，不易与其他物质反应 氮气的物理性质和化学性质 氮气 镁在氮气中燃烧 2. 氮气的化学性质 氮气的物理性质和化学性质 氮气 镁条在空气中燃烧，固体产物有几种？ 三种。Mg3N2、MgO、C（镁条可以在CO2 中燃烧） 3. 氮的循环：把空气中游离态的氮转变为氮的化合物的过程。 氮气的物理性质和化学性质 氮气 3. 氮的循环 （1）自然固氮：大自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气转化 （2）人工固氮： 如工业合成氨。 分类 为含氮的化合物或豆科植物根瘤菌将氮气转化为氨。 氮气的物理性质和化学性质 氮气 4. 氮气的用途 ①化合物制造：化肥、氨、硝酸等化合物的制造；②惰性保护：惰性保护介质，速冻食品；③制冷剂：低温粉碎等的制冷剂、冷却剂；④电子工业：电子工业中的外延、扩散、化学气相淀积、离子注入、等离子干刻、光刻等；⑤标准物：用作标准气、校正气、零点气、平衡气等。 氮气的物理性质和化学性质 氮气 B 【例1】下列关于氮气的叙述，正确的是（ ） A．氮气性质稳定，即使在高温下也很难跟其他物质发生反应 B．氮气比空气轻，且不溶于水 C．氮气无氧化性，也无还原性，不跟其他物质反应 D．氮气可与许多物质发生化学反应，所以氮气的化学性质活泼 NO 无色、有毒气体、不溶于水 红棕色、有刺激性气味、有毒气体、易溶于水 NO2 1. 物理性质 一氧化氮和二氧化氮 一氧化氮和二氧化氮 如何收集 NO、NO2 气体？ NO 用排水法，NO2 用向上排空气法 2.化学性质 无明显现象，NO不溶于水 无色气体变为红棕色，注射器活塞向左移动，说明NO与O2 反应生成红棕色的 NO2 红棕色气体变为无色，NO2 溶于水生成无色的NO。 (1)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。 (2)打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹 (3)振荡注射器 一氧化氮和二氧化氮 一氧化氮和二氧化氮 2.化学性质 2NO + O2 === 2NO2 3NO2 + H2O === 2HNO3 + NO 6NO + 4NH3 5N2 + 6H2O 2NO + 2CO N2 + 2CO2 NO2 + SO2 === NO + SO3 NO的强还原性： NO的弱氧化性： NO2的氧化性（较强）： 遇空气立即变为红棕色 NO2与水反应： 一氧化氮和二氧化氮 一氧化氮和二氧化氮 自身化合：2NO2 N2O4 生活中利用该反应进行汽车尾气处理 【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＋2N