5.2氮及其化合物 课件 2023-2024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 湖北省利川市第一中学 氢化物 单质 氧化物 酸 盐 -3 0 +1 +5 N2 NH3 N2O NO N2O3 NO2和N2O4 N2O5 HNO2 HNO3 NH4+ NO3- +2 +3 +4 你能说出哪些含氮物质？ 化合价 物质类别 ①游离态：主要以氮分子的形式存在于空气中。 ②化合态：部分存在于动植物体内的蛋白质中；部分存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。 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 1、 氮气的物理性质 颜色 状态 气味 密度 溶解性 _____ 气体 _____ 密度与空气接近 ___溶于水 无色 无味 难 一、氮气与氮的固定 作保护气、填充灯泡，焊接金属等 N N 2、 氮气的化学性质 氮气的化学性质_____，通常很难与其他物质发生化学反应。 稳定 N2+O2 2NO 放电或高温 ========== ② 氧化性 a. N2与H2反应生成NH3，化学方程式为 。 b. 在点燃条件下与Mg反应，方程式为 。 催化剂 高温、高压 N2 + 3H2 2NH3 N2 + 3Mg Mg3N2 点燃 N N ① 还原性：_____________________________ (1) 含义: 将大气中_______的氮转化为___________的过程叫做氮的固定。 (2) 分类: 3、氮的固定 游离态 氮的化合物 自然界中氮的循环 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) 为了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。 人 工 固 氮 合 成 氨 【科学史话】 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。 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 一氧化氮 二、一氧化氮和二氧化氮 二氧化氮 NO中毒原理：与CO相似，是通过呼吸道被人体吸入后与血红蛋白结合，使其失去携带O2的能力，导致中毒。 2、化学性质【实验5-5】 实验 装置 实验 操作 在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，然后吸入5mL 水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器 打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹，观察现象，然后再振荡注射器 现象 ___________ _________________, 振荡后________________ 无明显现象 无色气体变红棕色 红棕色变为无色，注射器活塞向内移动 结论：在一定条件下，NO与NO2可以相互转化。 反应的化学方程式为 ①NO→NO2: _____________________; ②NO2→NO: _____ __________________(工业制取硝酸)。 2NO+O2 == 2NO2 3NO2+H2O == 2HNO3+NO NO和NO2分别采用什么方法收集？ 常温下NO能与O2反应，只能用排水法收集； NO2能与水反应生成NO，故只能用排空气法收集。 【思考与讨论】 原理 解答氮的氧化物溶于水的计算问题首先明确原理，无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体，反应的实质是3NO2+H2O===2HNO3+NO，2NO+O2===2NO2，故若有气体剩余只能是NO或O2，不能是NO2。 工业生产硝酸的启示 【思考与讨论】 实验5-5中发生了哪些化学反应？如果要将注射器中的NO充分转化，可以采取什么措施？上述实验对工业上生产硝酸有什么启示？ （1） NO与O2同时通入水中 2NO+O2 == 2NO2