5-2.1氮气和氮的氧化物 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（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 第1课时　氮气与其氧化物 二十四节气——中国文化独特的一份美 氮原子很难得失电子形成离子键， 一般与其他原子形成共用电子对 化合价： -3、 0、+1 、 +2、 +3、 +4、 +5 位置 第二周期、第ⅤA族 结构 性质 非金属性：O＞N＞C；N＞P 硝酸的酸性比磷酸强 氮元素的位构性 +7 2 5 O N C P 自然界的存在形式 3 一、氮气（N2） 1、氮气的物理性质 无色、无味、无毒的气体，难溶于水，比空气稍轻，熔沸点低。 思考：写出N2的电子式？ 结构式? 预测N2的化学性质？ :N :: N: ‥ N≡N N2常温不活泼，很难与其它物质发生化学反应。----作保护气 (焊接金属、填充灯泡、保鲜食品等) 一、氮气（N2） 2、氮气的化学性质 1)常温不活泼，很难与其它物质发生化学反应。 2)高温或放电等条件下能与Mg、H2、O2等物质发生化合反应 N2的还原性 N2的氧化性 ③与Mg反应： N2+O2======== 2NO 放电 N2+3H2 2NH3 N2+3Mg === Mg3N2 ①与O2反应： ②与H2反应： 高温、高压 催化剂 点燃 (或高温) :N :: N: ‥ CO2+2Mg === 2MgO+C 点燃 背景介绍：氮——生命元素 氮是动植物生长不可或缺的重要元素，是蛋白质的重要成分，占蛋白质分子质量的16%——18%。 氮在植物生命活动中占有极重要的地位。在氮磷钾三元素中，作物对氮元素需求量最大，作物的整个生长周期都对氮有需求。因此，在所有必须营养元素中，氮是限制作物生长和形成产量的首要因素。 第 ‹#› 页 3、氮的固定 1）.概念： 2）.类型 将游离态的氮转变为氮的化合物。 (1)自然固氮 ①雷电作用: ②生物固氮： 如豆科植物的根瘤菌固氮。 (2)人工固氮: 工业上合成氨。 N2+3H2 高温、高压 催化剂 2NH3 即：N2 氮的化合物 氮的固定 N2+O2=== 2NO 放电 哈伯 (F.Haber，1868-1934) 种豆子不上肥， 连种几年地更肥 ----6种重要氧化物 氧化物 性 质 N2O NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5 +1 +2 +3 +4 +4 +5 ---- 亚硝酐 硝酸酐 ---- ---- ---- 酸 酐 俗名笑气, 麻醉剂 红棕色 气体 无色气体 无色无味气体 过渡：氮的氧化物 特别提醒　 (1)氮的氧化物都是大气污染物。 (2)空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素。 (3)空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等。 二、一氧化氮和二氧化氮 1． NO和NO2的物理性质 颜色 毒性 气味 水溶性 NO 无色 有 无味 不溶 NO2 红棕色 有 有刺激性气味 易溶 特别提醒： ① NO有毒，使人中毒原理与CO相似； ② NO不能与O2大量共存，收集气体只能用排水法； ③ NO2密度比空气大、易液化、易溶于水。 操作一：在一支50 mL的注射器里充入20mLNO，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。操作二：打开弹簧夹，快速吸入10mL空气，夹上弹簧夹。 操作三：振荡注射器，再观察现象。 【实验5-5】 P13 操作 操作一 操作二 操作三 现象 原因 无色气体， 无明显变化 NO难溶于水 气体变为红棕色 2NO+O2 = 2NO2 红棕色消失，得到无色溶液,体积小于35mL 3NO2＋H2O=2HNO3＋NO (工业制取硝酸) 操作一：在一支50 mL的注射器里充入20mLNO，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。 操作二：打开弹簧夹，快速吸入10mL空气，夹上弹簧夹。 操作三：振荡注射器，再观察现象。 【实验5-5】 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 2NO + O2 = 2NO2 ×3 ×2 +） 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 NO 将尾气(NO)中通入适量的氧气后再溶解于水，经过多次循环氧化、溶解，可充分利用原料，并减少NO的排放，保护环境。 NH3 NO NO2 HNO3+NO O2 O2 H2O O2 【思考与讨论】 实验5-5对工业生产硝酸有什么启示？ ③ ① ② 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O Pt △ 3NO2 +H2O = 2HNO3 +NO 2NO +O2 = 2NO2 ① ② ③ 理论上，原料中每1molNH3可以制得1molHNO3 ? N2 + O2 ======= 2NO 放电