第五章第二节第一课时 氮气与氮氧化物 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第一课时 氮气与氮氧化物 第二节 氮及其化合物 第五章 化工生产中的重要金属元素 在自然界里，氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中，部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。在雷电的环境下，大自然中的一氧化氮或微生物生命活动放出二氧化氮。产生的二氧化氮与水反应生成硝酸，硝酸可以供制氮肥。因此，俗语有云“雷雨发庄稼”。 新课导入 一、氮元素在自然界存在形态： 游离态：主要以氮分子的形式存在于空气中。 (78%) 氮气 氧气 (21%) 空气的成分(按体积) 化合态：部分存在于动植物体内的蛋白质中；部分存在于土壤、海洋里的的硝酸盐和铵盐中。 其他1% 【任务一】氮气与氮的固定 【思考】根据氮元素在周期表中的位置，推测氮气的结构及性质有何特点？ （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 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 二、氮元素的位置与结构 【任务一】氮气与氮的固定 ①物理性质： 氮气 颜色 状态 气味 密度 熔点 沸点 溶解性 气体 密度与空气接近 -210 ℃ -196 ℃ 无色 无味 难溶于水 收集氮气时用排水法不用排空法 三、氮气的物理性质 【任务一】氮气与氮的固定 四、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 【任务一】氮气与氮的固定 即使氧气充足，也无法被氧化成NO2 阅读P12《化学史话》感受上世纪最伟大的发明！ 五、用途 焊接金属、灯泡作保护气 医疗液氮冷冻麻醉剂 液氮超导材料 化工 原料 硝酸 食品包装中防腐 【任务一】氮气与氮的固定 六、氮的固定 将游离态的N2转化为氮的化合物的过程，包括自然固氮和人工固氮 益处：人工固氮如合成氨，为农作物的生长提供了必需的氮元素等 害处：工业废气、汽车尾气中的氮氧化物会造成大气污染等 【任务一】氮气与氮的固定 判断下列说法的正误(正确的画“√”,错误的画“✕”)。 1.氮在自然界中只以游离态形式存在 (　　) 2.N2在高温条件下与O2发生反应生成NO (　　) 3.豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮属于氮的固定,发生的是化学变化(　　) 4.工业合成氨的过程是固氮的过程 (　　) ✕ √ √ √ 随堂练习 【任务二】氮氧化物——NO和NO2 【思考2】结合氮原子的结构及氮元素化合价特点，思考氮元素形成氧化物的类型有哪些？ 氧化物   NO N2O3     N2O5 对应氮的化合价 ＋1 ＋2   ＋4 ＋4 N2O NO2 N2O4 ＋3 ＋5 N2O俗称笑气，具有麻醉作用 酸性氧化物 HNO2 HNO3 无色无味气体 有毒 NO 不溶于水 NO2 红棕色气体，有刺激性气味 有毒 密度比空气大 易溶于水 2NO + O2 2NO2 排水法 向上排空气 【任务二】氮氧化物——NO和NO2 现给你一试管二氧化氮，将其倒置于水槽中，问试管内会有什么变化？ 红棕色气体消失，水位上升，最后水充满试管的2/3， 无色气体充满试管的 1/3（上部） 3NO2+H2O==2HNO3+NO 【任务二】氮氧化物——NO和NO2 一、NO和NO2的化学性质 【实验5-5】如图所示，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。打开弹簧夹，快速吸入10mL空气后夹上弹簧夹，观察现象。振荡注射器，再观察现象。 【任务二】氮氧化物——NO和NO2 一、NO和NO2的化学性质 【实验5-5】 实验 操作 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，观察现象，然后再振荡注射器。 现象 ___________ _________________，振荡后________________ 无明显现象 无色气体变红棕色 红棕色变为无色 【任务二】氮氧化物——NO和NO2 2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO (工业制取硝酸) 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