5.2氮及其化合物 第1课时 氮气和氮氧化物 课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

人教版 高二年级 选择性必修二 第2节 第1课时 氮气和氮氧化物 第五章 高中化学 必修二 新课导入 一、氮气与氮的固定 1.氮元素 N 7 氮 位置： 结构： 性质：既不易得到 个电子，也不易失去 个电子 第二周期第ⅤA族 3 5 一般通过 （形成 ）与其他原子结合 共用电子对 共价键 自然界 游离态 （单质） 化合态 （化合物） 主要以 的形式存在 存在于动植物体内的 中，土壤、海洋里的 中 N2 蛋白质 硝酸盐和铵盐 化学式 电子式 结构式 2.氮气 （1）物理性质 （2）结构 N2 颜色 气味 状态 水溶性 密度 _____ _____ 气体 ____溶于水 比空气略小（占78%） 无色 无味 难 化学键形成 放出能量，自身能量降低，变稳定 化学键断裂 吸收能量，自身能量升高，变活泼 排水法收集 N≡N断裂需要消耗较多能量，化学性质稳定 （3）化学性质 弱还原性 N2 + O2 === 2NO 放电或高温 弱氧化性 3Mg + N2 === Mg3N2 自然固氮 人工固氮 Mg在空气中燃烧可以得到哪几种产物？ MgO、Mg3N2、C （4）实验室合成N2 NaNO2 + NH4Cl = NaCl + N2↑ + 2H2O +2 0 +4 +5 -3 3.氮的固定与氮的循环 将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。 自然固氮 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) 人工固氮 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) 教材P12 最重要的人工固氮 俗语说“雷雨发庄稼”，体现了怎样的氮元素转化过程？ N2 O2 NO O2 NO2 H2O HNO3 NH3 NH4NO3 课堂练习 1.下列关于氮气的说法中错误的是(　　) A.通常情况下N2性质很稳定，所以N2可以在电焊时作保护气 B.N2+O2 2NO，该反应是汽车尾气造成污染的主要因素之一 C.N2在空气中约占的质量比为 4/5 D.在反应3Mg+N2 Mg3N2中，N2作氧化剂 高温 高温 C 2.下列属于氮的固定的是（ ） A．植物从土壤中吸收氮肥 B．大豆的根瘤菌将含氮的化合物转变为植物蛋白质 C．将空气中的氮气转变为含氮化合物 D．NO和O2反应生成NO2 C 二、氮的氧化物 1.氮的不同价态氧化物 氧化物的化学式 N2O NO N2O3 NO2、N2O4 N2O5 氮元素的价态 +1 +2 +3 +4 +5 ①氮的氧化物都有毒 ②只有N2O3 、N2O5是酸性氧化物 ③N2O俗称“笑气” 颜色与状态 气味 水溶性 收集方法 NO NO2 无色气体 红棕色气体 无味 刺激性气味 不溶 易溶 2.一氧化氮和二氧化氮 向上排空气法 排水法 2.一氧化氮和二氧化氮 反应现象 ①吸入水后气体体积 ； ②吸入空气后气体变为 色； ③ 振荡后气体逐渐变为 色，活塞向 移动（气体体积变 ）。 反应结论 ①NO不溶于水； 3NO2+H2O=2HNO3+NO 反应方程式 2NO+O2=2NO2 ②NO在常温下很容易与氧气化合形成NO2; ③NO2可溶于水且与水反应生成硝酸和NO 不变 红棕 无 左 小 NO NO2 O2 H2O 拓展探究 1.如何将注射器中的NO完全转化为硝酸?本实验对工业生产硝酸有什么启示？ 采取的措施是继续通入过量的空气。上述实验对工业上生产硝酸的启示是在用水吸收NO2制取硝酸的反应过程中，要不断地补充空气，使NO2尽可能多地转化为硝酸。 2.如果同时向水中通入NO和O2，恰好完全转化为HNO3，则NO和O2的物质的量之比是多少？同时向水中通入NO2和O2呢？ 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 3.如果将NO、NO2、O2的一种或多种气体与足量水反应，若有气体剩余，则剩余气体可能是什么？ 剩余气体只能是NO或者O2 3.NO与NO2与水反应的相关计算 例题：现有NO2、O2的混合气体12mL，通入足量水中，充分反应后剩余气体2mL（同温同压），则原混合气体中O2的体积可能是 mL。 1.2或4 ①若剩余气体为NO，则NO2过量 3NO2+H2O=2HNO3+NO 直接与水反应的NO2的体积为6mL 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 与O2反应的NO2和O2的总体积为（12-6）mL O2体积为(12-6)/5mL ②若剩余气体为O2，则O2过量 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 与O2反应的NO2和O2的总体积为（12-2）mL 参加反应的O2体积为(12-2)/5mL O2总体积为[(12-2)/5+2]mL 3.NO与NO2与水反应的相关计算 练习：一定条件下，将盛有12mLNO和NO2 混合气的试管到立于盛满水的水槽中,充分反应后，容器内残留6mL的气体,则原混合气中NO与NO2的体积比为(　 　) A.1 :3 B 3:1 C.2:3 D.3:4 A 3NO2+H2O=2HNO3+NO 剩余气体为NO，包括原有的NO和反应生成的NO NO 3x mL x mL y mL 3x+y=12 x+y=6 x=3 y=3 如何使用差量法计算呢？ 补充积累 1.NO2、NO的尾气处理： 2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O 2.NO2可以进行自身二聚，生成N2O4，故NO2中总混有N2O4： 2NO2(红棕色) ⇌ N2O4(无色) 3.如何区分Br2和NO2 （1）物理方法：用CCl4吸收，能吸收且溶液为橙红色的是Br2，不能被吸收的为NO2 （2）化学方法：和水反应，溶液为橙黄色的为Br2，溶液为无色且有无色气体剩余的是NO2 注意：Br2和NO2都能使淀粉-KI试纸变蓝 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$