7.1 氮的固定 课件 2022-2023学年高一下学期化学苏教版（2019）必修第二册

第一单元 氮的固定 专题7 氮与社会可持续发展 学习目标 核心素养 学习目标 核心素养 1.了解氮的固定。 2.认识氮氧化物的性质和用途。 1.建立认知模型，并能运用模型解释氮氧化物与水的反应。 2.具有安全意识和严谨求实的科学态度，认识氮氧化物的污染。 氮的固定 新课导入 氮的固定 新课导入 氮的固定 德国化学家弗里茨·哈伯 空气中含量最多的是氮气，氮是农作物生长必需元素。20世纪初，德国化学家哈伯首次合成氨，人类进入新的农业时代。 氮元素的存在 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。 氮是自然界各种生物体生命活动不可缺少的重要元素，自然界是怎样通过氮的循环为生物体提供氮元素的呢？ 一、氮分子的结构 知识拓展 温故知新 空气的组成稳定，其总体积中约 是氮气，约 是氧气。 氮气可能具有怎样的性质？ 氮分子的具有什么样的结构？ 一、氮分子的结构 78% 21% 性质稳定，与大多数物质难反应。 知识梳理 一、氮分子的结构 游离态：N2 ∶N⋮⋮N∶ N≡N 1．自然界中氮元素 化合态：硝酸盐、铵盐等 2．氮气物理性质 无色、无味，密度比空气稍小，难溶于水 3．电子式： 结构式： 液氮 结构决定性质化学性质？ 知识梳理 一、氮分子的结构 4．氮气化学性质 通常状况下，N2的化学性质不活泼 N≡N 氮氮三键键能较大 催化剂 高温、高压 N2 + 3H2 2NH3 N2 + O2 2NO 放电或高温 N2 + 3Mg Mg3N2 点燃 反应中氮气表现什么性质？ 氧化性 氧化性 还原性 二、自然固氮 新课导入 大气中N2 NH3 尿素及动植物遗体 土壤中的微生物 氮素化肥 自然界中氮的循环 二、自然固氮 新课导入 大自然通过闪电、火山爆发等释放的能量将氮气转化为含氮的化合物，或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。 交流讨论 空气中的氮气如何转化为含氮的化合物？ 1．氮的固定： （1）将空气中游离态的氮转化成含氮化合物，简称固氮。 （2）分类 二、自然固氮 知识梳理 合成氨 (N2＋3H2 2NH3) 仿生固氮 高能固氮(N2＋O2 2NO) 生物固氮(豆科植物根瘤菌) 自然固氮 人工固氮 10% 高温高压 催化剂 90% 二、自然固氮 学以致用 例1.氮在自然界中的循环如下图所示。 (1)过程①称为_________，写出合成氨反应的 化学方程式：__________________，该反应中氮气显_____性(填“氧化”或“还原”，下同) (2)过程②中能通过________________的作用将空气中的氮气固定下来，写出③中固氮反应的化学方程式：_________________，该反应中氮气显______性。 (3)过程④中的亚硝酸盐有毒，工业上若直接排放将会造成环境污染。已知NaNO2遇到还原性较强的 会被还原为N2，在废液中加入下列物质不能使NaNO2无害化排放的是_____(填字母)。 a.H2O2　 b.NH4Cl　c.KNO3　　d.NaOH 人工固氮 氧化 催化剂 高温、高压 N2 + 3H2 2NH3 豆科植物根瘤菌 还原 acd 二、自然固氮 归纳总结 (1)氮的固定必须为将游离态N2转化为化合态含氮物质的过程，为氧化还原反应。 (2)氮气性质的“一惰性、两反应”。氮气化学性质很稳定，通常状况下，很难与其他物质反应，但是在一定条件下也能与氢气、氧气等反应。 (3)氮元素是多价态元素，氮气中氮元素呈0价，处于中间价态，故氮气既有氧化性(与H2反应)，又有还原性(与O2反应)。 二、自然固氮 2．一氧化氮、二氧化氮 视频导学 闪电有助于生成氮氧化合物 交流讨论 “雷雨发庄稼”怎么解释？ 2NO + O2 === 2NO2 N2＋O2===2NO 放电 3NO2 + H2O === 2HNO3 + NO 二、自然固氮 2．一氧化氮、二氧化氮 氮的固定实验 视频导学 二、自然固氮 2．一氧化氮、二氧化氮 视频导学 氮的氧化物 N2O NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5 +1 氮元素的常见化合价： +2 +3 +4 +5 思考交流 2NO + O2 === 2NO2 (1) NO NO能使人中毒，其原理与CO相似 无色无味气体，不溶于水，有毒 NO不能与O2大量共存 只 能 用 排 水 法 收 集 ①物理性质 ②化学性质 二