5.2.1 氮气和氮的固定 课件- 2024-2025学年高一化学同步课件(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 第一课时 氮气和氮的固定 课堂总结与练习 03 新课讲授 02 目录 Contents 课程标准与核心素养 01 课程标准与核心素养 01 课程标准 1.从价类二维的角度认识元素化合物 2.通过分析氮的原子结构，推断含氮物质可能具有的化学特性，理解结构与性质的关系 3.通过对氮的固定的学习以及应用，诊断并发展学生对化学学科价值的认识 核心素养 通过结构决定性质培养“证据推理与模型认知”。 结合生活实例强化“科学态度与社会责任”。 新课讲授 02 情境引入 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？ 情境引入 （大气：N2及少量的NH3、NO、NO2） 雷电作用 产生NO NH3 根瘤菌固氮 人工合成NH3 酸雨HNO3 动物遗体或者排泄物 铵盐或者氨 硝酸盐 NO经氧化等转化 亚硝酸盐 植物吸收产生蛋白质 硝酸盐 分解产生氮气 硝化作用 氮元素 存在形态 —在自然界里，氮元素主要以氮气分子的形式存在于空气中（约占78%） —少部分存在于生物的蛋白质中、以及土壤、海洋中的硝酸盐和铵盐。 游离态 化合态 1.氮元素在自然界的存在形式 氮元素 最外层有5个电子 1.氮元素的非金属性比氧元素弱，比碳元素强 ，硝酸的酸性比磷酸强。 2.氮元素的最高价态为+5，最低价态为-3。 结构决定性质 2.氮元素的“位-构-性” 第二周期、第ⅤA族 氮元素 -3 0 +2 +4 +5 氢化物 单质 氧化物 酸 碱 盐 NH3 N2 NO 2 、N2O4 NO HNO3 HNO2 NaNO3 NaNO2 +3 NH3·H2O NH4·Cl 氮元素的价类二维图 氮气 在我们空气中含量最多的就是氮气， 为何大多数农作物不能直接利用吸收氮气而需要施氮肥？ 氮气 1. 氮气的物理性质 颜色 状态 气味 密度 溶解性 _____ 气体 _____ 密度与空气接近 ___溶于水 无色 无味 难 氮气 (1)氮分子内两个氮原子间以 结合，断开该化学键 需要 的能量，所以氮气的化学性质很 ，通常情况 下 与其他物质发生化学反应。因此无法被大多数生物体直接吸收。 较多 氮氮三键 稳定 很难 电子式 结构式 3.氮气的结构 氮气 4. 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可作保护气 ①金属镁： ， （Li、Mg、Ca） ②氢气： ， 氧化性 人工合成氨 可逆反应 N2+3Mg===Mg3N2 点燃 N2+3H2====2NH3 催化剂 高温高压 氮肥 尿素 碳酸氢铵 氯化铵 硝酸铵 CO(NH2)2 NH4Cl NH4NO3 NH4HCO3 制备 应用 氮气 4. 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可作保护气 还原性 N2+O2======2NO 放电 或高温 氮气 5. 氮气的用途 （1）合成氨气 （2）惰性保护气： 瓜果、食品、粮仓、灯泡等填充气; （3）冷冻剂： 速冻和食品运输、低温超导、低温麻醉、低温保存生物组织等; 合成氨工业很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题; 氮的固定 N2 含“N”物质 概念：将大气中 的氮转化为 的过程 游离态 氮的化合物 氮的固定 高能固氮 生物固氮 自然固氮 人工固氮 合成氨 仿生固氮 氮的固定 分类 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) 自然固氮 人工固氮 N2+O2 2NO 放电或高温 ========== 催化剂 高温、高压 N2 + 3H2 2NH3 最重要的途径 氮的固定 自然界中的氮循环 氮的固定 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 HNO3 NH4NO3 课堂总结与练习 03 知识小结 N2的结构 N2的性质 稳定 + 反应 氮的固定 氮的循环 N2 → 氮的化合物 N2 + 3H2 2NH3 高温、高压 催化剂 N2+3Mg===Mg3N2 点燃 N2+O2======2NO 放电 或高温 课后作业 1.下列关于氮气的用途，叙述错误的是（ ） A.在灯泡中充入氮气以延长使用寿命 B.焊接金属时常用氮气作保护气 C.用氮气作火箭的燃料 D.用氮气生产氨气制造氮肥 C 课后作业 2.下列关于氮气的叙述，错误的是（ ） A.氮气既可以做氧化剂又可以做还原剂 B.在雷雨天，空气中的氮气和氧气可以反应生成一氧化氮 C.氮的固定是将氮气转化成含氮化合物 D.1 mol氮气可与3 mol氢气完全反应生成2 mol氨气 D 课后作业 3.自然界的氮循环如图所示，下列说法正确的是（ ） A.①中N2与O2反应生成NO2是自然固氮 B.②中合成氨属于人工固氮 C.③中的氮元素被氧化 D.氮循环过程中没有氧元素参加 B 课后作业 4.下列氮气的用途叙述中，分别应用了氮气的什么性质？ ①文物馆将贵重文物保存在氮气中____________。 ②氮气是合成氨工业的重要原料____________。 ③雷电是自然界重要的固氮方式____________。 ④医疗上，液氮是常见的冷冻剂__________________________________________。 N2的稳定性 N2的氧化性 N2的还原性 N2的沸点低，液氮易汽化，且汽化吸收热量 谢谢大家 POWERPOINT DESIGN $$