5.2 氮气和氮氧化物 课件 2024-2025学年高一化学人教版（2019）必修第二册

宾县第一中学 课时1 氮气和氮氧化物 人教版2019必修第二册 第五章 第二节 氮及其化合物 氮及其化合物 01 氮气与氮的固定 一、氮元素 1.位置 第二周期V A族 2.原子结构 N +7 2 5 不易得 3e- 不易失 5e- 一般通过 与其他原子结合 3.存在 ⑴游离态——主要以氮分子的形式存在于空气中 ⑵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、海洋里的硝酸盐和铵盐中 共用电子对 不易得 ≠ 不能得 4.化合价 -3、0、+1、+2、+3、+4、+5 二、氮气 1.结构 2.物理性质 怎么收集氮气？ 颜色 状态 气味 密度 溶解性 气体 无色 无味 难溶于水 密度与空气接近 收集氮气时用排水法不用排空气法 3.化学性质 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。 可代替稀有气体作保护气体。 电灯泡、食品包装——保护气 (1)与氧气 3.化学性质 N2 + O2 2NO 雷雨发庄稼 汽车尾气中氮氧化物存在的原因 (2)与氢气 以上两个反应氮气分别作什么剂？ N2 + 3Mg Mg3N2 氮化镁 (3)与金属镁 4.氮的固定 将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程 （1）自然固氮： 大自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气转化为含氮的化合物， 或豆科植物根瘤菌将氮气转化为氨。 （2）人工固氮： (高能固氮) (生物固氮) 如工业合成氨。 典例精讲 (1)N2在高温条件下与O2发生反应生成NO2。(　　) (2)氮原子与其他原子只能形成共价键，不能形成离子键(　　) (3)氮气常用作焊接金属、填充灯泡、保存食品的保护气(　　) (4)白磷(P4)空气中自燃而氮气稳定存在，说明非金属性P比N强(　　) × × √ × (5)闪电时氮气与氧气化合生成NO，属于自然固氮。(　　) (6)人们将氨气转化为固态铵盐的过程属于人工固氮。(　　) (7氮气化学性质很稳定，所以镁着火时，可用氮气灭火。(　　) (8)高温、高压、催化剂条件下，1molN2与3molH2混合可生成2molNH3。( 　 ) √ × × × 02 一氧化氮和二氧化氮 三、氮的氧化物 1.N2O （5种正价，6种化合物） （笑气）无色有甜味的气体，有轻微麻醉作用，并能致人发笑，已被列入《危险化学品目录》 2.NO (1)物理性质 无色无味的有毒气体，不(难)溶于水。 (2)化学性质 ①一氧化氮具有还原性，常温下，很容易被氧化。 2NO＋O2＝2NO2 即 不稳定： ②一氧化氮具有氧化性，与CO、NH3反应，生成氮气。 汽车尾气催化转化装置 2NO＋2CO 2CO2＋2N2 催化剂 3.N2O3 4.NO2 亚硝酸的酸酐；酸性氧化物 （信息题） (1)物理性质 红棕色、有刺激性气味的有毒气体，密度 > 空气，易液化，易溶于水。 (2)化学性质 ①与水反应 （工业制硝酸） 红棕色气体颜色变浅至消失，液面上升至试管的2/3 实验探究 如图所示，在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，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10 mL空气后夹上弹簧夹，观察现象。振荡注射器，再观察现象。 【实验5-5】 氮氧化合物溶于水的实验现象 实验 装置 实验 操作 在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，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 现象 ___________ 结论 无色 NO难溶于水 无明显现象 氮氧化合物溶于水的实验现象 实验 装置 实验 操作 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________________ 结论 无色气体变红棕色 红棕色变为无色 在一定条件下， NO和NO2可以相互转化。 工业制取硝酸的原理 思考与讨论 实验5-5中发生了哪些化学反应？如果要将注射器中的NO充分转化，可以来取什么措施？上述实验对工业上生产硝酸有什么启示？ （1）如果要将注射器中的 NO 充分转化，可以采取什么措施 ? + O2 + H2O 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 2NO + O2 = 2NO2 2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 可以用注射器不断吸入空气，然后使注射器里的气体充分与水反应 （2）上述实验对工业生产硝酸有什么启示 ? 硝酸工业常在吸收反应进行过程中，补充一些空气，使生成的NO被氧化成NO2，NO2溶于水又生成HNO3和NO，经过多次氧化和吸收，NO可以完全转化为HNO3，减少环境污染。 ①与水反应 ②与NaOH反应 2NO2+ 2NaOH ==NaNO3+ NaNO2 +H2O 3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO ③氧化性 a. NO2+ SO2 == NO+ SO3 b. 可以使湿润的淀粉-KI 试纸变蓝 5.N2O4 6.N2O5 白色固体；硝酸的酸酐；酸性氧化物 2NO2(红棕色) ⇌N2O4(无色) 四、氮氧化物溶于水的计算 3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO ① 标准状况下，VL NO2通入水中，求溶液中溶质的浓度？ 2NO＋O2＝2NO2 3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO …… 四、氮氧化物溶于水的计算 NO2＋ O2＋ H2O＝ HNO3 ② 四、氮氧化物溶于水的计算 恰好完全反应 V( NO2 ) : V( O2 ) < 4:1 = 4:1 > 4:1 过量，剩余气体为 过量，剩余气体为 NO＋ O2＋ H2O＝ HNO3 ③ 四、氮氧化物溶于水的计算 恰好完全反应 过量，剩余气体为 过量，剩余气体为 V( NO ) : V( O2 ) < 4:3 = 4:3 > 4:3 NO2＋ NO＋ O2＋ H2O＝ HNO3 ④ 恰好完全反应 过量，剩余气体为 过量，剩余气体为 V( NO2 ) : V( NO ) < 1:1 = 1:1 > 1:1 四、氮氧化物溶于水的计算 来源：汽车尾气、硝酸场废气 五、氮氧化物的来源和危害 危害：酸雨 光化学烟雾 臭氧层空洞 2NO2 + 2NaOH ==NaNO3 + NaNO2 + H2O 氮的氧化物都有毒，需尾气处理： NO2 + NO + 2NaOH ==2NaNO2 + H2O 课堂小结 雷雨天氮的循环 N2 O2 放电 NO NO2 O2 HNO3 H2O NO3- 进入土壤 N2 + O2 2NO 放电 2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO Lavf58.28.100 Lavf59.34.101 EV录屏3.9.3软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $$