5.2 氮及其化合物 讲义 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第二节　氮及其化合物

 

课题1　氮气和氮氧化物

学习目标

1. 能从键能的角度认识氮气的稳定性及其氧化反应。

2. 能用氧化还原反应的知识分析一氧化氮、二氧化氮之间的相互转化。

3. 了解氮循环对生态平衡的重要作用。

 

活动方案

1. 认识氮气的稳定性。

下表中的数据为使1 mol物质分裂为原子需要的能量，化学上称之为键能，其单位为 kJ/mol。

(1) 从上述数据可以看出，四种气体中化学性质最稳定的是哪种气体？

 

 

 

 

(2) 下列氮气的用途中，哪些利用了氮气的稳定性？

①博物馆将一些贵重画页、书卷保存在充满氮气的圆筒里。

②医生利用液氮“冷刀”做手术，可以减少出血或不出血。

③工业上利用氮气制取氨气、硝酸、化肥和炸药等。

④用氮气填充汽车轮胎可以延长汽车轮胎的使用寿命。

⑤焊接金属时用氮气保护金属使其不被氧化。

⑥在灯泡中填充氮气以防钨丝被氧化或挥发。

2. 在高温、放电等条件下，氮气能够与镁、氧气和氢气等物质发生化合反应。

(1) 镁可以在氮气中燃烧，工业上用N2、H2在高温、高压和有催化剂的条件下合成氨气，分别写出这两个反应的化学方程式。

 

 

 

 

 

 

 

(2) 如右图所示，在放电条件下使氮气与氧气发生反应。

实验过程中观察到玻璃管内产生浅红棕色的气体，通入少量氧气后，浅红棕色的气体变为红棕色气体。写出玻璃管中发生反应的化学方程式。

已知：NO为无色气体，NO2为红棕色气体。

 

 

 

 

1. 探究氮氧化物的性质。

实验1：如右图所示，在一支50 mL的注射器里充入约10 mL NO，然后吸入5 mL水，用弹簧夹夹住乳胶管，振荡注射器，观察现象。

实验2：打开实验1的弹簧夹，吸入10 mL空气，用弹簧夹夹住乳胶管，观察现象。再振荡注射器，观察现象。取少量注射器中的溶液，向其中滴加紫色石蕊试液。

实验3：在注射器中充入15 mL NO2，然后吸入5 mL水，用弹簧夹夹住乳胶管，振荡注射器，观察现象。打开弹簧夹，吸入10 mL空气，观察现象。

(1) 分别写出实验1、2、3中的实验现象，并进行分析。

 

 

 

(2) 写出上述实验中发生反应的化学方程式。

 

2. 探究一氧化氮、氧气与水的反应。

如右图所示，将盛满NO的试管倒置于水槽中，NO不溶于水。通过玻璃导管向试管内缓缓通入氧气，直至试管中的气体最终完全被吸收掉。

(1) 写出上述过程总反应的化学方程式。

 

 

(2) 上述整个过程中，若产生1 mol HNO3，转移电子的物质的量为多少？

 

 

 

3. 探究二氧化氮、氧气与水的反应。

如右图所示，将盛满NO2和O2的试管倒置于水槽中，待充分反应后，试管中的气体最终完全被吸收掉。

(1) 写出上述过程总反应的化学方程式。

 

 

(2) 上述整个过程中，若产生1 mol HNO3，转移电子的物质的量为多少？

 

 

 

4. NO、NO2都是对人体有害的气体，你认为工业上生产硝酸时，应如何充分利用原料，减少污染？