5.2.1氮与氮的氧化物 课件-2024-2025学年高中化学人教版（2019）必修第二册

第五章 化学生产中的重要非金属元素 第二节 氮及其化合物 第1课时——氮与氮的氧化物 1.自学教材：根据氮原子结构推测氮元素存在形态 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；还存在于煤，石油等化石燃料当中。 氮元素在自然界中既有游离态，有化合态 一. 氮与氮气 氮气的结构 结构式： 电子式： 2.从氮气的结构并推测氮气的性质 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，无法被大多数生物体直接吸收。 推测氮气的性质： 共价三键(N≡N) 较多 稳定 很难 氮气在空气中的体积分数为78%，化学性质稳定，这是为什么呢？ (从化学键的角度分析) 从氮气类别、价态推测氮气的性质 从价态角度分析：有氧化性和还原性、非金属通性 （化合价有-3、0、+1、+2、+3、+4、+5） 从类别角度分析：非金属单质的通性 N2+O2 2NO 放电或高温 ==== N2 + 3H2 2NH3 催化剂 高温、高压 N2 + 3Mg === Mg3N2 点燃 3：自学教材，推测氮气的性质 讨论：1.N2能与Na反应吗？ Mg3N2能与水、盐酸反应吗 （2）分类 01 自然固氮 a、雷电/大气/高能固氮 (如雷雨天气N2转化为NO) b、生物固氮 (如豆科植物的根瘤菌固氮) a、合成氨 (工业上合成氨) b、仿生固氮 (某些金属有机化合物可起到根瘤菌的作用) 02 人工固氮 4：自学教材，了解氮的固定 ⑴定义： 将大气中_______的氮转化为___________的过程叫做氮的固定。 游离态 含氮化合物 1909年，德国化学家哈伯经过反复的实验研究后发现，在500~600℃、17.5~20.0MPa和锇为催化剂的条件下，反应后氨的含量可达到6%以上，具备了工业化生产的可能性。 哈伯 (F.Haber，1868-1934) 为了把哈伯合成氨的实验室方法转化为规模化的工业生产，德国工程师博施作出了重要贡献。由于合成氨工业生产的实现和相关研究对化学理论与技术发展的推动，哈伯和博施都获得了诺贝尔化学奖。 合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就，为促进世界农业发展做出了重大贡献。 人 工 固 氮 合 成 氨 科学史话 7 用途 （1）化学性质不活泼—保护气 焊接金属时用氮气作保护气 灯泡中充氮气以延长使用寿命 食品包装中充氮气以防腐 5：氮气的用途 （2）液氮 — 制造低温 用途 医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术 超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能 5：氮气的用途 了解氮元素在自然界中的循环 那么，氮氧化物(NOx)有哪些呢？性质如何？ 光化学烟雾 N2O NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5 N2 NH3 +l +2 +3 +4 +4 +5 -3 0 不同价态的氮的氧化物 (笑气) (酸性氧化物) 酸酐 (酸性氧化物) 酸酐 HNO2 HNO3 注意：1.N元素为变价元素，与S相似 2.酸酐：含氧酸失去水后的氧化物 二、 一氧化氮和二氧化氮 1. 物理性质 物质 颜色 状态 气味 毒性 水溶性 特性 NO NO2 无色 无味 红棕色 刺激性 气体 气体 有毒 有毒 不溶 易溶 易液化 二、 一氧化氮和二氧化氮 一氧化氮 二氧化氮 【实验5-5】 (1)在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，观察颜色：无色 ，然后吸入5 mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器。现象：注射器内无明显变化 结论： 。 (2)打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹，现象：注射器内气体变为红棕色； 结论： ；振荡注射器。现象气体的红棕色消失，得到无色溶液 结论： 。 NO难溶于水 NO和O2反应生成NO2 NO2和H2O发生反应 思考与讨论：写出上述过程中的化学方程式 2、一氧化氮和二氧化氮的相互转化 2NO+O2===2NO2 3NO2+H2O===2HNO3+NO (工业制取硝酸) NO2属于酸性氧化物吗？ 二、 一氧化氮和二氧化氮 讨论：1.将装满NO分别通入水槽中，现象 把上述两个反应式加起来，可以分别得到（总反应）： 4NO+3O2+2H2O===4HNO3 实验探究： 2.往试管中通入少量O2，现象 3.若要整支试管充满液体， NO与O2应该满足怎么样的比例， 讨论：1.将装满NO2通入水槽中，现象 把上述两个反应式加起来，可以分别得到（总反应）： 4NO2+O2+2H2O===4HNO3 实验探究： 2.往试管中通入少量O2，现象 3.若要整支试管充满液体，NO2与O2 应该满足怎么样的比例， 上 述 实 验 对工 业 上 生 产 硝 酸 有 什么启示？ 小结 二、 一氧化氮和二氧化氮性质 2NO+O2===2NO2 3NO2+H2O===2HNO3+NO (工业制取硝酸) 1、 NO和NO2相互转化 2、 NO和NO2与氧气、水同时作用 4NO+3O2+2H2O===4HNO3 4NO2+O2+2H2O===4HNO3 方程式可以随便相加吗？ 实验探究： 4.若氧气通入少量，两支试管所剩气体分别是什么？ 若氧气通入足量，两支试管所剩气体分别是什么？ NOx与氧气通入水中，所剩气体为NO或者O2 现有NO2、O2的混合气体12 mL，通入足量水中，充分反应后剩余气体2 mL(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积是 A.1.3 mL B.2.4 mL C.3 mL D.4 mL或1.2 mL √ 知识拓展： 3. NOx与氧气通入水中专题计算 NOx与氧气通入水中，所剩气体为NO或者O2 知识拓展： 4. NOx的其他性质-价态观 NO NO2 深度思考 1.俗话说“雷雨发庄稼”，试说出其中的原理，写出反应的化学方程式。 2. $$