3.2 氮及其重要化合物 第1课时（教学课件） 化学沪科版必修第一册

该高中化学课件聚焦氮气性质、氮的固定及氮氧化物性质，以农谚“种豆子不上肥，连种几年地更肥”导入，结合根瘤菌固氮实例，引导学生从生活现象过渡到氮气存在形态、固氮方式及氮氧化物转化，构建“生活-化学原理-应用”的学习支架。 其特色在于融合科学探究与科学思维，通过实验探究NO和NO₂相互转化（如推动针筒使氧气进入NO烧瓶观察颜色变化）、对比表格归纳性质，培养学生证据推理与模型建构能力。典型范例与技能实战题强化应用，助力学生深化理解，也为教师提供清晰教学脉络与丰富素材。

第2章 海洋中的卤素资源 3.2 氮及其重要化合物 第1课时 固氮 沪科版2020必修第一册 氮的固定 2 氮气 1 知识导航 知识导航 明·学习目标 1.知道氮气的性质； 2.知道氮的固定及其固定方式； 3.了解一氧化氮、二氧化氮的化学性质； 农谚有云：“种豆子不上肥，连种几年地更肥” 空气中氮元素丰富，但大多数的植物不能直接利用，豆科植物与根瘤菌共生可以将氮气转化成植物需要的氮素营养，同时固定的氮素也会释放到土壤中，从而被其他植物利用。 那么，自然界是怎样通过氮的循环为生物体提供氮元素的呢？ 引·新课导入 01 氮气 一种无色、无味的气体，密度与空气接近，难溶于水。 氧气21% 其他成分1% 氮气78% 空气(气态) 空气(液态) 蒸发 低温 加压 O2(液态) N2(气态) -183℃ O2沸点 空气成分示意图 氮气 熔点：-210 ℃ 沸点：-196 ℃ 密度：1.25 g/L 思考工业上如何制取氮气? 氮 气 氮气的物理性质 探·知识奥秘 氮气 氧气 其他成分 0.78 0.21 0.01 液氮 — 制造低温 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 氮 气 氮气的用途 探·知识奥秘 游离态：主要以 的形式存在于空气中。 化合态：部分存在于动植物体内的 中；部分存在于土壤、海洋里的 中。 氮分子 蛋白质 硝酸盐和铵盐 (78%) 氮气 氧气 (21%) 空气的成分(按体积) 氮 气 氮元素在自然界中的存在 探·知识奥秘 A 1.N2是空气的重要组成部分，因此有科学家根据蒸汽机的原理，设计制造出液氮蒸汽机，即利用液态氮的蒸发来驱动机车，从而达到环境保护的目的。其主要依据是 A．液态氮的沸点为-195.8 ℃，远低于常温 B．N2在空气中燃烧放热 C．N2与H2反应放热 D．N2在空气中约占78%(体积分数) 析·典型范例 9 02 氮的固定 将游离态的氮转变为氮的化合物叫做氮的固定。 有自然固氮和人工固氮两种。 游离态 的氮 氮的化合物 氮的固定 大气固氮：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； 生物固氮：通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨，从而实现自然固氮。 氮的固定 自然固氮 探·知识奥秘 大气固氮过程物质的转化 N2 + O2 2NO 高温或放电 2NO + O2 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 氮的固定 探·知识奥秘 NO NO是无色、无味的有毒气体，难溶于水，常温下能与氧气反应 2NO + O2 2NO2 (红棕色） 实验室如何收集、检验NO？ 【思考】 收集：排水法 检验：无色气体变为红棕色 NO中毒原理：与CO相似，是通过呼吸道被人体吸入后与血红蛋白结合，使其失去携带O2的能力，导致中毒。 氮的固定 一氧化氮的性质 探·知识奥秘 NO2 NO2 是红棕色、有剌激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水，能与水发生反应。 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO（工业上利用这一原理生产硝酸） 标准状况下，22.4 L NO2是 1 mol 吗？ 不是酸性氧化物 2NO2 N2O4 (无色） 氮的固定 二氧化氮的性质 探·知识奥秘 仿生固氮： (某些金属有机化合物可起到根瘤菌的作用) 合成氨 ：(工业上合成氨) N2＋3H2 2NH3 高温、高压 催化剂 合成氨工厂 氮的固定 人工固氮 探·知识奥秘 一、酸的化学性质 微点拨 NO NO2 颜色 无色 红棕色 毒性 有毒 有毒 溶解性 难溶于水 易溶于水 与O2或与H2O反应 2NO＋O2=2NO2 3NO2＋H2O=2HNO3＋NO 收集方法 排水法 向上排空气法 与人体、 环境的关系 ①与血红蛋白结合，使人中毒；②形成酸雨、光化学烟雾 形成酸雨、光化学烟雾 氮的固定 探·知识奥秘 16 1.下列反应中，不属于氮的固定的是 A．N2和H2在一定条件下合成NH3 B．豆科植物把空气中的氮气转化为化合态的氮 C．雷电时，空气中的N2与O2反应生成NO D．由NH3制碳酸氢铵和尿素 D 析·典型范例 2.下列关于氮及其化合物的说法正确的是 A．N2化学性质稳定，可用作保护气 B．NO、NO2均为大气污染气体，在大气中可稳定存在 C．NO、NO2均无色气体 D．NO、NO2均能与水发生反应 A 析·典型范例 3.2 氮及其重要化合物 第1课时 自然固氮 人工固氮 高能固氮 生物固氮（豆科植物的根瘤菌固氮 合成氨 仿生固氮 理·核心要点 氮气 氮气的性质 氮元素的存在形态 1.下列关于氮气的说法中，正确的是 A．通常情况下，氮气性质比较稳定 B．可在氧气中燃烧，生成一氧化氮 C．1 mol N2与3 mol H2完全反应生成2 mol NH3 D．氮元素是活泼的非金属元素，氮气在化学反应中只能作氧化剂 A 练·技能实战 2.下列关于氮的固定，说法不正确的是 A．在雷雨天，N2可直接转化NO B．工业上将氨转化为硝酸和其他含氮化合物的过程被称之为人工固氮 C．氮的固定的过程中氮原子有可能被氧化，也有可能被还原 D．一些豆科植物的根瘤菌可以将空气中的N2转化为硝酸盐 B 练·技能实战 3.下列关于NO和NO2的说法正确的是 A．NO2是红棕色气体，与水反应生成硝酸，所以属于酸性氧化物 B．NO2不能由N2和O2直接化合得到 C．NO和NO2均既可以用排空气法收集又可以用排水法收集 D．NO在空气中可以长久的存在 B 练·技能实战 （1）气体由无色变为红棕色 2NO＋O2=2NO2 （2）烧瓶中红棕色气体又变为无色 烧杯中导气管中液面上升 3NO2＋H2O=2HNO3-＋NO （3）5NO＋3MnO4-＋4H＋=5NO3-＋3Mn2＋＋2H2O 4.为了有效实现NO和NO2的相互转化，设计如图实验。按图组装好实验装置，并检查装置气密性，实验前用排水法收集半瓶NO气体。 （1）打开止水夹，推动针筒活塞，使氧气进入烧瓶，观察到的现象是______，产生此现象的化学方程式为______。 （2）关上止水夹，轻轻摇动烧瓶，观察到的现象为① ______；② ______，产生此现象的化学方程式为______。 （3）烧杯中盛放的是酸性高锰酸钾溶液，能吸收尾气，已知NO能与MnO4-在酸性条件下反应生成NO和Mn2＋，写出该反应的离子方程式 ______。 练·技能实战 感谢 您的聆听 THANKS 沪科版2020必修第一册 $