5.2.1 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮 课件 2023-2024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 第五章 化工生产中的重要非金属元素 ——氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮 1 （大气：N2及少量的NH3、NO、NO2） 雷电作用 产生NO NH3 根瘤菌固氮 人工合成NH3 酸雨HNO3 动物遗体或者排泄物 铵盐或者氨 硝酸盐 NO经氧化等转化 亚硝酸盐 植物吸收产生蛋白质 硝酸盐 分解产生氮气 硝化作用 NO、NO2 NO、NO2 2 -3 0 +2 +4 +5 氢化物 单质 氧化物 酸 碱 盐 NH3 N2 NO 2 、N2O4 NO HNO3 HNO2 NaNO3 NaNO2 +3 NH3·H2O NH4·Cl 氮元素的价类二维图 3 氮的固定 游离态的氮 氮的化合物 N2 含“N”物质 一、氮的固定 概念：将大气中 的氮转化为 的过程 游离态 氮的化合物 5 氮的固定 分类 自然固氮 高能固氮(雷雨或者火山喷发) 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作用) 高能固氮 生物固氮 合成氨 仿生固氮 6 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 科学史话 7 在我们空气中含量最多的就是氮气， 为何大多数农作物不能直接利用吸收氮气而需要施氮肥？ 二、氮气 8 N的位置？ N的电子结构 第二周期、第ⅤA族 最外层有5个电子 1.氮元素的非金属性比氧元素弱，比碳元素强 ，也比磷强。 硝酸的酸性比碳酸强，也比磷酸强。 2.氮元素的最高价态为+5，最低价态为-3。 结构决定性质 2.1 氮元素的“位-构-性” +7 2 5 9 ①游离态：主要以 的形式存在于空气中。 ②化合态：部分存在于动植物体内的 中；部分存在于土壤、海洋里的 中。 氮气分子 蛋白质 硝酸盐和铵盐 2.2氮元素在自然界中的存在形式 氮元素在自然界中主要以游离态存在，部分以蛋白质，硝酸盐和铵盐的形式存在。 10 2.3 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 氮气占空气体积的78% 11 (1)氮分子内两个氮原子间以 结合，断开该化学键 需要 的能量，所以氮气的化学性质很 ，通常情况下 与其他物质发生化学反应。因此无法被大多数生物体直接吸收。 共价三键(N≡N) 较多 稳定 很难 电子式 结构式 氮氮三键 稳定 很难 12 ①金属镁： ， （Li、Mg、Ca） ②氢气： ， 氧化性 还原性 人工合成氨 2.4 氮气的化学性质 可逆反应 N2+3Mg===Mg3N2 点燃 N2+3H2====2NH3 催化剂 高温高压 N2+O2======2NO 放电 或高温 13 物质 颜色 密度 状态 气味 毒性 水溶性 NO 气体 有毒（与血红蛋白结合） ___溶于水 NO2 气体 有毒 溶于水 3.1 一氧化氮和二氧化氮的物理性质 无色 无味 不 红棕色 刺激性 易 与空气相近 大于空气 三、一氧化氮和二氧化氮 14 三、一氧化氮和二氧化氮 实验 装置 实验 操作 在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，观察颜色 ， 然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器 现象 ___________ 结论 无色 无色气体变红棕色 红棕色变为无色 NO难溶于水 无明显现象 15 三、一氧化氮和二氧化氮 实验 装置 实验 操作 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