5.2.1 氮和氮的氧化物（同步课件）-2023-2024学年高一化学同步精品课堂（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 课时1 氮及氮的氧化物 贰 知识导航 本节重点 本节难点 氮的性质 壹 氮的氧化物 贰 课堂导入 走近科学之解密“雷雨发庄稼” 探究课堂 氮的存在形式 空气中的氮气 土壤海洋中硝酸盐和铵盐 动植物蛋白质 探究课堂 氮的物理性质 颜色 状态 气味 密度 溶解性 无色 气体 无味 密度与空气接近，略小 难溶于水 氧气21% 其他成分1% 氮气78% 空气成分示意图 氮气 氧气 其他成分 0.78 0.21 0.01 探究课堂 氮元素的位置与结构 （1）氮元素在元素周期表中的位置 第二周期，第 VA族 （2）写出氮气的电子式和结构式。 电子式 结构式 N  N    N N 球棍模型 两个氮原子间以共价三键结合，断开该化学键需要较多的能量， 所以氮气的化学性质很稳定，通常难以与其它物质反应。 探究课堂 氮气的化学性质 但高温、高压、催化剂或者放电等条件下，可以和某些物质发生反应。 N2 + 3Mg Mg3N2 氧化性 氧化性 以上反应中，氮气表现什么性？ N2 + O2 2NO N2 + 3H2 2NH3 还原性 探究课堂 氮气的用途 化学性质不活泼——保护气 食品包装中充氮气以防腐 灯泡中充氮气以延长使用寿命 液氮——制造低温 液氮冰淇淋 利用液氮进行冷冻治疗 探究课堂 氮气的用途 化肥和化工原料 氮肥 工业合成氨 探究课堂 氮的固定 将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。 思考：NH3→NH3·H2O能称为氮的固定吗？ 分类 自然固氮 高能固氮(如雷雨天气N2转化为NO) 生物固氮(如豆科植物的根瘤菌固氮) 人工固氮 合成氨(工业上合成氨) 仿生固氮(某些金属有机化合物可起到根瘤菌的作用) 探究课堂 自然界中氮的循环 探究课堂 【例1】下列关于氮气性质的说法中正确的是A．点燃条件下，N2在氧气中燃烧生成NOB．点燃时，N2与金属Mg反应生成Mg3N2，N2作还原剂C．合成氨反应中，N2发生氧化反应D．氮气的化学性质稳定，其原因是两个氮原子之间以共价三键结合 D 探究课堂 【例2】N2是空气的重要组成部分，因此有科学家根据蒸汽机的原理，设计制造出液氮蒸汽机，即利用液态氮的蒸发来驱动机车，从而达到环境保护的目的。其主要依据是A．液态氮的沸点为-195.8 ℃，远低于常温B．N2在空气中燃烧放热C．N2与H2反应放热D．N2在空气中约占78%(体积分数) A 探究课堂 【例3】下列反应中，不属于氮的固定的是A．N2和H2在一定条件下合成NH3B．豆科植物把空气中的氮气转化为化合态的氮C．雷电时，空气中的N2与O2反应生成NOD．由NH3制碳酸氢铵和尿素 D 探究课堂 不同价态的氮的氧化物 氧化物   NO N2O3     N2O5 对应氮的化合价 ＋1 ＋2   ＋4 ＋4 ＋5 N2O NO2 N2O4 ＋3 N2O俗称笑气，具有麻醉作用 酸酐 HNO2 含氧酸 酸酐 HNO3 含氧酸 探究课堂 一氧化氮 二氧化氮 探究课堂 物质 颜色 状态 气味 水溶性 收集方法 NO 气体 ___溶于水 NO2 气体 ___溶于水 无色 无味 不 排水法 NO NO2 红棕色 刺激性 易 向上排空气 氮的氧化物的物理性质 探究课堂 氮的氧化物的化学性质 2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 结论：在一定条件下，NO 与 NO2 可以相互转化。 现象一：无色气体变红棕色 NO → NO2 现象二：红棕色变为无色 NO2 → NO (工业制取硝酸) 【课本实验5-5】在一支50 mL 的注射器里充入20 mL NO,然后吸入5 mL 水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器，观察现象。打开弹簧夹，快速吸入10 mL 空气后夹上弹簧夹，观察现象。振荡注射器，再观察现象。 探究课堂 “实验5-5”发生了哪些化学反应 ? 如果将注射器中的 NO 充分转化，可以采取什么措施 ? 上述实验对工业生产硝酸有什么启示 ? + O2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 2NO + O2 = 2NO2 2NO + O2 = 2NO2 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 氮的氧化物的化学性质 探究课堂 若把NOx与O2的混合气体通入水中会发生什么反应？剩余气体是什么？ 关系式法 ① NO2和O2的混合气体 ② NO2和O2的混合气体 V(NO2):V(O2) < 4