5.2.1 氮气与氮的氧化物 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

走进奇妙的化学世界 2023-2024 必修第二册 第五章 化工生产中的重要非金属 第二节 氮及其化合物 位置 第二周期、第VA族 结构 性质 既不容易得3个电子 也不容易失5个电子 N一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质 氮是自然界各种生物体生命体活动不可缺少的重要元素，自然界中氮元素是怎样存在的呢？ 主要化合价：-3、0、+2、+4、+5 氮元素在自然界中有两种存在形态： 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% （1）物理性质：无色、无味的气体，密度与空气接近，难溶于水 氮气 熔点：-210 ℃ 沸点：-196 ℃ 密度：1.25 g/L 思考 对比氧气和氮气的沸点，如何从空气中获得氮气？ 一、氮气与氮的固定 1. 氮气 氧气 熔点：-218.4 ℃ 沸点：-183 ℃ 密度：1.25 g/L 空气（气态） 低温 加压 空气（液态） N2（气态） O2（液态） 【思考】氮气在低温加压可以液化成液氮，液氮汽化会吸热使温度降低， 你知道液氮有什么用途么？ 医疗上可在液氮冷冻 麻醉下做手术 液氮食品 低温超导 （2）分子组成与结构： 分子式： 电子式： 结构式： 空间结构： 球棍模型： N2 直线型 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，通常情况下很难与其他物质发生化学反应，但在高温、放电等条件下能和一些物质发生化学反应。 （3）氮气的化学性质： ①与金属单质（Mg、Li、Ca、Sr、Ba、Al等）反应 需要加热才能发生 N2 + 3Mg Mg3N2 氧化性 Mg3N2 +6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑ ②与非金属单质（O2、H2、B、Si等）反应 N2 + O2 2NO 还原性 N2 + 3H2 2NH3 氧化性 自然固氮 人工固氮： 高能固氮(如雷雨天气N2转化为NO) 生物固氮(如豆科植物的根瘤菌固氮) 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的作用) 将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定 离子化合物 氮元素 动植物蛋白质 土壤海洋中硝酸盐和铵盐 空气中的氮气 自然界中的氮元素 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？ 自然界中氮的循环图 通过视频，了解氮在自然界中的循环 （4）氮气的制备： ①工业制法：工业上由液态空气分馏来获得氮气 ②实验室制法： NH4Cl+NaNO2 NaCl+N2+2H2O === 加热 （5）氮气的用途： ①氨气是合成氨、制硝酸的重要材料 硝酸 ②氮气常用作保护气，用于焊接金属、填充灯泡、保护食品等 注意焊接金属镁时不能用氮气做保护气 ③液氮可用作制冷剂，应用于医学、科技等领域 科学史话 科学史话 例 1-1 (2021广东茂名期中)下列关于自然界中氮循环(如图5-2-1)的说法不正确的是（） A. 氮元素均被氧化B.工业合成氨属于人工固氮C.含氮无机物和含氮有机物可相互转化D. 碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环 A 1.(浙江嘉兴一中期中)下列过程不属于氮的固定的是 ( )A. 闪电时大气中氮的氧化物的生成B. 由 NH₃制备 NH₄ClC.用N₂ 和 H₂ 合成氨D. 豆科植物的根瘤菌把大气中的氮气转化成NH₃ B 例 1-2 (2021 江苏宿迁期中)下列关于氮气的说法错误的是A. 氮气在通常情况下不燃烧，也不支持燃烧，不能 供给呼吸B.液氮可用于医学和科技领域，制造低温环境C.利用氮气的稳定性，工业上用来替代稀有气体作焊接金属的保护气D. 在高温、高压、催化剂条件下与氢气反应时，氮 气作还原剂 D 据说在新疆与青海两省区交界处有一狭长山谷，这里经常在风和日丽的晴天顷刻电闪雷鸣，下起雷雨，奇怪的是这里牧草茂盛，四季常青，被当地牧民称为“魔鬼谷”。为什么魔鬼谷牧草旺盛 ? 有句谚语“雷雨发庄稼”， 你明白其中的化学道理吗 ? 思维拓展 雷雨发庄稼，将N2转化为硝酸盐要经过几步转化，每一步转化分别是什么？ +O2 +O2 +H2O +NH3 N2 NO NO2