5.2 第1课时 氮气和氮氧化物课件 2023-2024学年高一化学人教版（2019）必修第二册

第5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 氮气和氮氧化物 1 导入一 “死亡谷”———青藏高原上的那棱格勒峡谷,经常出现刚才还风和日丽的晴天顷刻之间便电闪雷鸣、狂风大作的天气,但奇怪的是,这里的牧草茂盛、水草肥美,这是为什么呢? 导入二 在国民经济和日常生活中,氮气有广泛的用途。我们可以将它充灌在电灯泡里,防止钨丝的氧化,延长灯泡的使用寿命。还可用它来代替惰性气体作焊接金属时的保护气,容易腐败的食物也可以充入氮气作为保护气。那么氮气为什么可以作保护气呢? 导入三 通过上节课的学习,我们认识了自然界中硫元素的多样性及其化合物之间的相互转化,而氮元素也是地球上含量丰富的一种元素,且与我们的生态息息相关。这节课我们就来学习氮元素的有关知识。 思路一 一、氮气与氮的固定 展示氮元素的“位-构-性”: 氮原子一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质。 一、氮气与氮的固定 氮元素在自然界中的存在形式: 游离态:主要以氮分子的形式存在于空气中。 化合态:存在于动植物体内的蛋白质中,土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。 氮气的物理性质： 颜色 气味 状态 密度 溶解性 无色 无味 气体 比空气略小 难溶于水 一、氮气与氮的固定 根据氮原子的核外电子排布和氮气分子的结构,推测氮气的化学性质。 氮分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)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,通常情况下难以与其他物质发生反应。 一、氮气与氮的固定 氮气的化学性质:在高温、放电等条件下,氮分子获得了足够的能量,使 N≡N断裂,氮气可以与镁、氢气、氧气等发生化合反应。 1.与金属镁反应: 2.与非金属反应: 一、氮气与氮的固定 小试牛刀 写出镁条在空气中燃烧的化学方程式。 一、氮气与氮的固定 阅读教材,了解氮的固定。 一、氮气与氮的固定 阅读教材“科学史话”栏目,了解“合成氨”的重要性。 合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就,在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题,是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。 一、氮气与氮的固定 小试牛刀 1.判断正误 (1)N2和 O2在高温条件下反应会生成 NO。 ( ) (2)N2中 N元素价态为0价,处于中间价态,因此既有氧化性,又有还原性。 ( ) (3)氮气常用作焊接金属、填充灯泡、保存食品的保护气。 ( ) (4)氮的固定中氮元素一定被氧化。 ( ) (5)工业上将 NH3转化为其他铵态化肥属于人工固氮。( ) × × √ √ √ 一、氮气与氮的固定 2..自然界中时刻存在着氮的转化。实现氮按照一定方向的转化一直是科学领域研究的重要课题,如图为 N2分子在催化剂的作用下发生的一系列转化示意图: 下列叙述正确的是 ( ) D 二、NO和NO2 的性质 氮元素是多价态元素,不同价态的氮元素可形成的氧化物的化学式应如何书写呢? 1.氮的氧化物 氮的氧化物 N2O(笑气) NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5 氮元素的化合价 +1 +2 +3 +4 +4 +5 物质 颜色 状态 气味 水溶性 NO NO2 2.归纳 NO和 NO2的物理性质 无色 气态 无味 不溶 红棕色 气态 有刺激性气味 易溶 二、NO和NO2 的性质 探究 NO、NO2 的化学性质。 1.实验内容: 装置 操作 (1)在一支50mL的注射器里充入20mLNO,然后吸入5mL水, 用乳胶管和弹簧夹封住管口,振荡注射器,观察现象; (2)打开弹簧夹,快速吸入10mL空气后夹上弹簧夹,观察现象; (3)振荡注射器,再观察现象 现象 (1)无明显变化; (2)无色气体变为红棕色; (3)气体又变为无色,同时注射器的活塞向内移动 二、NO和NO2 的性质 2.实验结论及解释: (1)NO不溶于水,也不与水反应。 (3)NO2能与水反应生成无色的 NO: 3NO2+H2O 2HNO3+NO (2)NO与 O2反应生成红棕色的 NO2: 2NO+O2 2NO2。 二、NO和NO2 的性质 如果要将注射器中的 NO 充分转化为硝酸,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? 采取的措施是继续通入过量的空气。上述实验对工业上生产硝酸的启示是:在用水吸收 NO2制取硝酸的过程中,要不断地补充空气,使 NO2尽可能多地转化为硝酸 二、NO和NO2 的性质 NO2能溶于水并发生反应,为了使 NO2尽可能地被水吸收,设计了如下实验步骤,以探究 NO2被水吸收的程度。 步骤①:将盛满 NO2气体的试管倒置于盛水的水槽中,如图甲所示。观察