内容正文:
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 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮
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新人教版(2019)高中化学必修第二册
【学习目标与核心素养】
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【学习目标与核心素养】
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)。
核心素养
1、通过学习氮及氮的氧化物的知识培养学生论据推理与模型认知的化学核心素养。
2、通过氮的氧化物溶于水的实验进一步训练学生的操作技能,培养学生科学探究与实验创新的化学核心素养。
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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。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。
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一、氮气
(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
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一、氮气
N N
(3) 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。
① 还原性:_____________________________
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 Mg2N3
点燃
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(1) 含义: 将大气中_______的氮转化为___________的过程叫做氮的固定。
(2) 分类:
二、氮的固定
游离态
含氮化合物
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二、氮的固定
大气中N2
NH3
尿素及动植物遗体
土壤中的微生物
氮素化肥
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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为含氮的化合物,或者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。
二、氮的固定
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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。
合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就。
人 工 固 氮
合 成 氨
二、氮的固定【科学史话】
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氮的固定实验
二、氮的固定【实验室固定】
N2+O2 ==== 2NO
放电
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三、一氧化氮和二氧化氮
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三、一氧化氮和二氧化氮
(1) 物理性质
物质 颜色 状