5-2-1氮气、氮的氧化物 课件 2022-2023学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第五章 化工生产中的重要非金属元素 第二节　氮及其化合物 第1课时 氮气、氮的氧化物 氮元素在元素周期表中的位置： N 第二周期，VA族 氮原子结构示意图： +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。 在自然界里，氮元素主要以N2的形式存在于空气中，空气中氮气的体积分数约为78%，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。 氮元素的化合价 -3 0 +1 +2 +3 +4 +5 NH3 NH4Cl N2 N2O （笑气） NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5 HNO3NaNO3 吸入纯粹该品气体能迅速引起麻醉状态和窒息，因此，必须与氧混合使用。诱导时间短。若不补充维持剂量，可迅速苏醒。该品可用于马、反刍动物、犬和猫的维持麻醉。 一、氮气 1、物理性质: 无色、无味、难溶于水的气体 2、N2的结构: 结构式： 电子式： 3、化学性质: N2的性质_______，但在__________等条件下，可获得足够的能量，使共价三键断裂，从而具有________和________。 很稳定 氧化性 还原性 高温、放电 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 4、氮的固定：将游离态的氮转变为氮的化合物的过程。 自然固氮 人工固氮： 雷电固氮： 生物固氮： 豆科植物的根瘤菌固氮 N2 + O2 == 2NO 放电 工业合成氨： N2 + 3H2 2NH3 催化剂 高温、高压 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 P12 6 自然界中氮的循环 5、N2的用途: (1)合成氨、制硝酸、氮肥的重要原料 (2)保护气：焊接金属；填充灯泡；保存食品 (3)液氮作冷冻剂，应用于医学、科技等领域 空气 降温加压 液态 蒸发 N2 O2 6、制备 工业上： 空气 N2 CO2 N2 C，△ 碱 实验室： 将NH3通过灼热的CuO 另一方法：NH4Cl饱和溶液和NaNO2饱和溶液混合加热 NH4Cl + NaNO2 NaCl + N2↑+ 2H2O b.p -195.8℃ b.p -183℃ 先气化 2NH3 + 3CuO N2 + 3Cu + 3H2O 二、氮的氧化物 +1 +2 +3 +4 +5 N2O NO N2O3 NO2 N2O5 (笑气) N2O4 2NO2 ⇌N2O4 放热反应 红棕色 无色 其中属于酸性氧化物的是_____________，它们还是____________的酸酐，NO2_____酸性氧化物，NO是______氧化物。 N2O3、N2O5 HNO2、HNO3 不是 不成盐 酸酐是某含氧酸脱去一分子水或几分子水，所剩下的部分，酸酐中决定酸性的元素的化合价不变。只有含氧酸才有酸酐。无氧酸是没有酸酐的。 二、氮的氧化物——NO、NO2 1、物理性质: 物质 颜色 状态 气味 毒性 水溶性 特性 NO NO2 无色 红棕色 气体 气体 无味 刺激性 有毒 有毒 不溶 易溶 生物信使分子 易液化 NO有毒，易与血红蛋白结合。核酸是细胞内的具有遗传功能的物质，NO属于细胞间的通讯物质，没有NO，再多的细胞无法协同工作，相互发挥作用，生命信息传递不出去毫无意义，只有两者有机结合起来才能共同承担人体新陈代谢的任务。 2、NO、NO2化学性质: 实验5-5 在一支50 mL的注射器里充入20mL NO，