第3章重要的非金属元素第三节氮及其化合物（课件）《无机化学》教学同步（化学工业出版社）

第3章重要的非金属元素 第三节氮及其化合物 思考与讨论 1．画出氮的原子结构示意图，指出氮在元素周期表中的位置，写出氮气的电子式和结构式。 第二周期、第A族？ N +7 2 5 2．氮元素是活泼的非金属元素，为什么氮气的性质很稳定？ 氮分子内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。 新知讲授 1.N2的化学性质 氮气的化学性质稳定，通常很难与其他物质发生化学反应。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。 ①金属镁： N2 + O2 2NO 放电或高温 N2 + 3H2 2NH3 高温 高压 催化剂 ③氢气： ②氧气： N2 + 3Mg Mg3N2 点燃 氧化性 氧化性 还原性 3 新知讲授 2.氮的固定 (1)概念：把空气中游离态的氮转变为氮的化合物的过程。 (2）分类： （1）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，或豆科植物根瘤菌将氮气转化为氨。 （2）人工固氮：如工业合成氨。 新知讲授 氮是自然界各种生物体生命活动不可缺少的重要元素，自然界是怎样通过氮的循环为生物体提供氮元素的呢？ 5 实验探究 实验装置 实验操作 实验现象 实验结论 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 打开弹簧夹，快速吸入 10 mL空气后夹上弹簧夹 振荡注射器 无明显现象 NO无色气体，不溶于水 注射器中气体由无色变为红棕色，注射器塞子向左移动 NO与空气中的O2发生反应生成红棕色的NO2 注射器中气体由红棕色变为无色，注射器塞子继续向左移动 NO2与水发生反应生成了无色的NO 思考与讨论 1．根据上述实验，总结NO、NO2的物理性质。 2．上述实验过程中发生了哪些化学反应？从氧化还原反应的角度分析，上述反应中NO和NO2的作用(氧化剂或还原剂)是什么？ 3．若将注射器中的NO充分转化，应采取何种措施？写出转化过程的总反应化学方程式。 4．上述实验对工业上生产硝酸有什么启示？ 硝酸工业常在吸收反应进行过程中补充一些空气，使生成的NO被氧化为NO2， NO2溶于水又生成硝酸和NO，经过多次的氧化和吸收，可以比较完全被水吸收，能够尽可能地转化为硝酸。 知识讲授   NO NO2 物理性质 无色、不溶于水的气体 红棕色、有刺激性气味的气体，密度比空气的大，易液化，易溶于水 化学性质 与水反应 不反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO (工业上利用这一原理制取HNO3) 与O2反应 2NO＋O2===2NO2 不反应 2. NO和NO2 【思考】实验室如何收集NO和NO2气体？ 新知讲授 一、氨的性质 颜色 气味 状态 密度 溶解性 沸点 无色 刺激性 气体 1.氨的物理性质 比空气小 极易溶于水（约1:700） -33.5℃，易液化 液氨用作制冷剂 【思考】1、画出的电子式、结构式。 三角锥形 2、如何设计实验证明极易溶于水？ 实验探究 【实验5-6】氨溶于水的喷泉实验 实验装置 操作 打开弹簧夹，挤压胶头滴管，让水进入烧瓶 现象 烧杯中的液体经玻璃管喷入烧瓶形如喷泉，烧瓶内溶液呈红色 思考讨论 挤压胶头滴管，滴管里少量的水进入烧瓶，氨几乎全部溶于水中，使烧瓶内压强急剧减小，烧瓶内外形成较大压强差；大气压将水压入烧瓶，形成喷泉；由于NH3溶于水的溶液呈碱性，导致酚酞溶液显红色。 1、烧瓶内为什么会形成喷泉？溶液为什么变成红色？ 2.某同学做该实验时，打开止水夹后将胶头滴管内的水挤入烧瓶内，可并未产生喷泉，试分析实验失败可能的原因是什么？ ①装置气密性不好 3.若将NH3换为NO2，能否形成喷泉？若能形成，则实验后液体能否充满烧瓶？ 能，但不能充满烧瓶。 ②收集的NH3纯度较低 ③烧瓶不干燥等 3NO2＋H2O = 2HNO3＋NO 思考讨论 4、含水的胶头滴管在实验中的作用？ 吸收氨气，使瓶内压强减小，引发水上喷。 5.若实验室只有单孔塞，能否用右图装置进行喷泉实验？如能，应如何引发喷泉？ 能。用热毛巾捂住烧瓶一会后，打开止水夹，就会产生喷泉。 新知讲授 2.氨的化学性质 （1）与水反应 部分电离：NH3·H2O NH4++OH- NH3+H2O NH3·H2O（一水合氨） ① NH3·H2O为可溶性一元弱碱，能使红色石蕊试纸变蓝。 ② NH3·H2O不稳定，易分解。 △ NH3·H2O====NH3↑+H2O 实验室用过量氨水与可溶性铝盐(如Al