5.2.1 氮气和氮的氧化物 课件 2022-2023学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第二节　氮及其化合物(1) ——N2、NOx 高一化学备课组 第五章 化工生产中的重要非金属元素 回顾：N的“位”“构”“性” 1 位置： 2 结构： 第二周期 V A族 3 性质： 原子结构示意图 +7 2 5 氮元素非金属性——比氧弱，比碳强 硝酸的酸性——比磷酸强 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 4 自然界存在： 【P11】 主要以 N2 的形式存在于空气中 动植物体内的蛋白质中 土壤、海洋里的硝酸盐\铵盐中 一、氮气的结构、性质及用途 1.氮气的物理性质 颜色 气味 密度 溶解性 沸点 无色 无味 1.25 g/L 比空气稍小 难溶于水 -196 ℃ 液氮可作冷冻剂 收集氮气时用排水法不用排空气法 一、氮气的结构、性质及用途 2.氮气的结构 电子式： 结构式： 预测N2的化学性质： N≡N 断开N≡N化学键需要较多的能量， 共价键很牢固，氮气化学性质很稳定。 氮气可用作保护气 一、氮气的结构、性质及用途 下列反应体现 N2 的 氧化性 or 还原性？ 即使 Mg、Ca、Sr、Ba 等活泼金属，只有在加热的情形下才能反应。 在高温高压及催化剂条件下，才能和 H2 反应生成 NH3。 在放电的情况下才能和 O2 化合生成 NO。 3.氮气的化学性质 氧化性 N2 显 氧化性 N2 显 还原性 N2 显 -3 -3 +2 一、氮气的结构、性质及用途 4.氮气的制备、用途 工业上由液态空气分馏来获得氮气 实验室：亚硝酸铵（NH4 NO2）固体加热归中 -3 +3 用途：冷冻剂、保护气、食品加工助剂、合成氨/硝酸等 二、自然界中氮的循环 “魔鬼谷“之谜 在新疆与青海交界处有一山谷，常常电闪雷鸣，并有大量牲畜死亡，当地牧民称之为“魔鬼谷”，但是这里却牧草茂盛，四季长青。 Q: 阅读教材第11-12页， 分析归纳 “自然固氮”、“人工固氮”的概念。 二、自然界中氮的循环 1.氮的固定 概念：将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程 分类 自然 固氮 高能固氮 (雷雨天气N2转化为NO) 生物固氮 (豆科植物的根瘤菌固氮) 人工 固氮 合成氨 (工业合成氨) 仿生固氮 (某些有机催化剂可起到类似根瘤菌的作用) 二、自然界中氮的循环 2.氮的循环 N2 NO +雨水 + 矿物质(复分解) 铵盐 氨 氨或铵盐 亚硝酸盐 硝酸盐 +O2 +O2 +O2 NO2 硝酸 三、氮的氧化物 属于 酸酐\酸性氧化物 的只有 —— N2O3 和 N2O5 化合价： +1 +2 +3 +4 +5 N2O（笑气） NO N2O3 NO2、N2O4 N2O5 无色 红棕色、无色 N2O 俗名笑气，是一种麻醉剂 N2O3 是亚硝酸(HNO2)的酸酐【不稳定】 N2O5 是硝酸(HNO3)的酸酐，是一种白色固体 ＋1 ＋3 ＋5 三、氮的氧化物——NO和NO2 1. 物理性质 物质 颜色 状态 气味 毒性 水溶性 NO _____ 气体 _____ 有毒 ___溶于水 NO2 _______ 气体 _______ 有毒 ___溶于水 无色 无味 不 红棕色 刺激性 易 三、氮的氧化物——NO和NO2 现象: 结论: 1. 观察到NO2为红棕色气体; 2. 与水反应后，试管中液面上升，小试管内红棕色气体消失； 3. 紫色石蕊变红。 红棕色NO2气体与水发生反应生成硝酸和无色的NO气体； NO难溶于水。 1. 在一支小试管里装有一定量NO2气体，观察颜色。 2. 打开橡胶塞，放入盛有水的水槽中一段时间，观察现象。 3. 取少量溶液，加入紫色石蕊试液，测溶液酸碱性。 操作: 实验探究 3NO2+H2O＝2HNO3+NO 2NO+O2＝2NO2 三、氮的氧化物——NO和NO2 ① NO→NO2: _____________________ ② NO2→NO: _____________________________ 2 NO + O2 = 2 NO2 3 NO2 + H2O = 2 HNO3 + NO NO在常温下很容易与O2化合，生成NO2 NO2溶于水时生成HNO3和NO，工业上利用这一原理生产HNO3 2. 化学性质 +2 +4 +4 +5 +2 如何收集？ 4NO2 + O2 + 2H2O ＝ 4HNO3 NO2、O2何比例混合通入水，气体完全吸收？ “雷雨作用”的固氮过程（雷雨发庄稼） 写出转化过程中化学反应