3.3.1 氮气 氮氧化物 课件 2023-2024学年高一上学期化学鲁科版（2019）必修第一册

第3章 物质的性质与转化 第三节 氮的循环 3.3.1 自然界中的氮循环 氮的固定 联想·质疑 俗语说“雷雨发庄稼” “一场雷雨一场肥”， 这隐含着什么原理？ 交流·研讨 自然界中的氮的循环涉及许多氮及其化合物。 请指出所列化合物的物质类别和其中氮元素的化合价。 NH3 N2 NO NO2 HNO3 NH3·H20 NH4+ NO3— 一、自然界中氮的循环 氮的循环涉及地球上生物圈的方方面面。 1.氮元素在自然界中的存在形式：游离态和化合态。 2.自然界中氮的循环 氮在自然界中的循环示意图 二、氮气的性质和氮的固定 氮的固定概念：将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程 氮的固定方式： 3.氮的固定 NH3经催化氧化生成NO （ ） 人工固氮 生物固氮：90% 如豆科植物 高能固氮：10% 如闪电固氮 自然固氮 氮的 固定 高温、高压 催化剂 N2+3H2 2NH3 合成氨 仿生固氮(常温常压）：金属有机物 含氮化合物之间的转化不属于氮的固定。 × 大气中的氮气 硝酸盐等含氮化合物 根瘤菌 放电 氮氧化物 生物转化 氨基酸 土壤和水体 微生物 分解 和NH3 蛋白质 降水 3．人类活动的影响 (1)氮气 氨气→氮肥、硝酸等含氮化合物。 (2)燃烧反应产生的氮氧化物参与氮的循环。 化学方法 仿生固氮: 某些金属有机化合物可以起到根瘤菌的作用,这些金属有机化合物做催化剂实现了常温常压固氮 合成氨：一个反应，三个诺奖 弗里茨·哈珀 1918年 博施 1931年 埃特尔 2007年 发明了N2和H2 直接合成氨的方法 改进了反应条件，实现 氨的规模化工业生产 发现了合成氨 的反应机理 二、氮气的性质和氮的固定 4.氮气的物理性质 颜色 气味 状态 溶解性 密度 无色 无味 气态 难溶于水 比空气略小 5.氮气的化学性质 ①氮气的还原性： ②氮气的氧化性： N2＋O2==2NO 放电 N2＋3H2 2NH3 高温高压 催化剂 点燃 3Mg＋N2==Mg3N2 化学性质稳定 eg：粮食保存、焊接金属的保护气、灯泡填充气 液氮作制冷剂是利用：A.N2汽化吸热 B.N2化学性质不活泼 可逆反应：相同条件下，同时向正反两个方向进行的反应。 特征：不能进行到底，反应物、生成物同时存在 N2、O2直接化合得到NO2 （ ） 气体颜色由无色变为红棕色 × √ 2、氮气的实验室制法：(固液加热制气体) 氮气的密度与空气的接近,只能用排水法收集。 深化拓展 氮气工业制法 1、空气中含有大量的氮气,空气是工业制氮气的主要来源,生产方法主要是分离液态空气,并制得液态氧。 NH4Cl + NaNO2 N2↑ + NaCl + 2H2O 先挥发 后挥发 三、氮的氧化物 1.氮的主要氧化物 化合价 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋5 对应氧化物 N2O   NO  N2O3 NO2 N2O4   N2O5  笑气 可吸入麻醉剂 新型毒品 酸性氧化物？ 2NO2 N2O4 氮的氧化物都有毒！！！ HNO2 HNO3 2NO2+2NaOH NaNO2+NaNO3+H2O。 三、氮的氧化物 2.NO和NO2 ②一氧化氮化学性质 与氧气反应: 2NO + O2 == 2NO2 气体由无色变为红棕色 有利有弊： （1）NO结合血红蛋白能力比CO还强，造成人体缺氧 （2）作为传递神经信息的“信使分子” （3）在扩张血管、提高免疫力、增强记忆力等方面有着重要作用 可用来检验NO存在 ①一氧化氮物理性质 无色、无味、有毒、气体，难溶于水 收集方法？ 排水法 ③具有弱氧化性 6NO＋4NH3 ==== 5N2＋6H2O 催化剂 △ 三、氮的氧化物 2.NO和NO2 ①二氧化氮物理性质 ②二氧化氮化学性质 红棕色、刺激性气味、有毒、气体，易溶于水 收集方法？ 向上排空气法 红棕色气体变为无色；集气瓶中水面上升，但未充满集气瓶；集气瓶内无色气体接触到空气变成红棕色。 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO→工业制取硝酸 ⑤自身二聚 ③具有强氧化性 能与SO2反应，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 ④能与碱溶液反应 2NO2＋2NaOH === NaNO3＋NaNO2＋H2O 2NO2 N2O4(无色气体) （1）二氧化氮能使多种织物褪色、损坏多种织物和尼龙制品，对金属和非金属材料也有腐蚀作用。 （2）与水反应制硝酸