5.2.1氮和氮的氧化物 课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版必修第二册

该高中化学课件聚焦氮及氮的氧化物，系统涵盖氮的存在形式、结构性质、氮的固定及NO、NO₂等氧化物的性质与转化，通过思考讨论（如氮元素周期表位置、原子结构）和探究课堂（如氮气化学性质实验、NO₂与水反应）衔接知识，以问题与实验为支架构建学习脉络。 其亮点在于融合实验探究与问题驱动，通过“雷雨发庄稼”谚语解析、NO₂与水反应实验等落实科学探究与实践，借助电子式分析氮气稳定性体现结构决定性质的化学观念，叠加法计算气体体积比培养科学思维。氮循环视频及尾气处理内容渗透科学态度与责任，学生能深化物质转化理解，教师可依托结构化知识体系提升教学效率。

第五章 化工生产中的重要非金属元素 第二节 氮及其化合物 课时1 氮及氮的氧化物 贰 知识导航 本节重点 本节难点 氮的性质 壹 氮的氧化物 贰 提示：氮元素位于元素周期表的第二周期、第 族，氮元素的非金属性比氧元素 ，比碳元素 ，硝酸的酸性比磷酸 。 ⅤA 弱 强 强 5 得失 共用电子对 思考讨论 提示：氮元素原子最外层有 个电子，氮原子很难 电子形成离子键，一般通过 与其他原子相互结合构成物质。 1.氮在元素周期表中位置如何？氮元素是典型的非金属元素，其非金属强弱如何？ 2.氮原子的原子结构如何？ 结构 决定 性质 PPT模板：www.1ppt.com/moban/ PPT素材：www.1ppt.com/sucai/ PPT背景：www.1ppt.com/beijing/ PPT图表：www.1ppt.com/tubiao/ PPT下载：www.1ppt.com/xiazai/ PPT教程： www.1ppt.com/powerpoint/ 资料下载：www.1ppt.com/ziliao/ 个人简历：www.1ppt.com/jianli/ 试卷下载：www.1ppt.com/shiti/ 教案下载：www.1ppt.com/jiaoan/ 手抄报：www.1ppt.com/shouchaobao/ PPT课件：www.1ppt.com/kejian/ 语文课件：www.1ppt.com/kejian/yuwen/ 数学课件：www.1ppt.com/kejian/shuxue/ 英语课件：www.1ppt.com/kejian/yingyu/ 美术课件：www.1ppt.com/kejian/meishu/ 科学课件：www.1ppt.com/kejian/kexue/ 物理课件：www.1ppt.com/kejian/wuli/ 化学课件：www.1ppt.com/kejian/huaxue/ 生物课件：www.1ppt.com/kejian/shengwu/ 地理课件：www.1ppt.com/kejian/dili/ 历史课件：www.1ppt.com/kejian/lishi/ 空气中的氮气 土壤海洋中硝酸盐和铵盐 动植物蛋白质 氮的存在形式 在自然界里，氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中 少部分存在于生物的蛋白质中、以及土壤、海洋中的硝酸盐和铵盐。 游离态 化合态 探究课堂 氮的物理性质 颜色 状态 气味 密度 溶解性 无色 气体 无味 密度与空气接近，略小 难溶于水 氧气21% 其他成分1% 氮气78% 空气成分示意图 氮气 氧气 其他成分 0.78 0.21 0.01 探究课堂 氮元素的位置与结构 （1）氮元素在元素周期表中的位置 第二周期，第 VA族 （2）写出氮气的电子式和结构式。 电子式 结构式 N  N    N N 球棍模型 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。 探究课堂 氮气的化学性质 但高温、高压、催化剂或者放电等条件下，可以和某些物质发生反应。 N2 + 3Mg Mg3N2 氧化性 以上反应中，氮气表现什么性？ 探究课堂 氮气的化学性质 但高温、高压、催化剂或者放电等条件下，可以和某些物质发生反应。 N2 + 3Mg Mg3N2 氧化性 氧化性 以上反应中，氮气表现什么性？ N2 + O2 2NO N2 + 3H2 2NH3 还原性 （用于工业合成氨） 探究课堂 氮气的用途 化学性质不活泼——保护气 食品包装中充氮气以防腐 灯泡中充氮气以延长使用寿命 液氮——制造低温 液氮冰淇淋 利用液氮进行冷冻治疗 探究课堂 氮气的用途 化肥和化工原料 氮肥 工业合成氨 【活动三】 通过视频，了解氮在自然界中的循环 氮循环 【活动三】 有句谚语“雷雨发庄稼”，你明白其中的化学道理吗 ? 探究课堂 氮的固定 将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。 思考：NH3→NH3·H2O能称为氮的固定吗？ 分类 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) 氮的固定 氮循环 (1)氮元素有多种化合价，其最高正价为＋5价(　　) (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)在空气中能自燃而氮气能稳定存在，说明磷元素非金属性比氮元素强(　　) (5)硝酸盐在某些细菌作用下转化成氮气为自然固氮(　　) (6)在高温、高压、催化剂条件下，1 mol N2与3 mol H2混合可生成2 mol NH3 (　　) √ × √ × × × 重难辨析 判断下列说法是否正误 PPT模板：www.1ppt.com/moban/ PPT素材：www.1ppt.com/sucai/ PPT背景：www.1ppt.com/beijing/ PPT图表：www.1ppt.com/tubiao/ PPT下载：www.1ppt.com/xiazai/ PPT教程： www.1ppt.com/powerpoint/ 资料下载：www.1ppt.com/ziliao/ 个人简历：www.1ppt.com/jianli/ 试卷下载：www.1ppt.com/shiti/ 教案下载：www.1ppt.com/jiaoan/ 手抄报：www.1ppt.com/shouchaobao/ PPT课件：www.1ppt.com/kejian/ 语文课件：www.1ppt.com/kejian/yuwen/ 数学课件：www.1ppt.com/kejian/shuxue/ 英语课件：www.1ppt.com/kejian/yingyu/ 美术课件：www.1ppt.com/kejian/meishu/ 科学课件：www.1ppt.com/kejian/kexue/ 物理课件：www.1ppt.com/kejian/wuli/ 化学课件：www.1ppt.com/kejian/huaxue/ 生物课件：www.1ppt.com/kejian/shengwu/ 地理课件：www.1ppt.com/kejian/dili/ 历史课件：www.1ppt.com/kejian/lishi/ 探究课堂 【例1】下列关于氮气性质的说法中正确的是 A．点燃条件下，N2在氧气中燃烧生成NO B．点燃时，N2与金属Mg反应生成Mg3N2，N2作还原剂 C．合成氨反应中，N2发生氧化反应 D．氮气的化学性质稳定，其原因是两个氮原子之间以共价三键结合 D 探究课堂 不同价态的氮的氧化物 氧化物   NO N2O3     N2O5 对应氮的化合价 ＋1 ＋2   ＋4 ＋4 ＋5 N2O NO2 N2O4 ＋3 N2O俗称笑气，具有麻醉作用 酸酐 HNO2 含氧酸 酸酐 HNO3 含氧酸 注意：酸酐和对应酸中的非金属元素，化合价相同。 NO和NO2都不是酸性氧化物： NO与碱、酸都不能反应生成盐和水，属于不成盐氧化物；NO2与碱溶液发生氧化还原反应生成两种盐，也不属于酸性氧化物。2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O。 NO2 NO和NO2是酸性氧化物吗？ 【思考】 NO2是硝酸的酸酐吗？ 不是，NO2是氧化还原得到硝酸，硝酸的酸酐是N2O5 探究课堂 物质 颜色 状态 气味 水溶性 收集方法 NO 气体 ___溶于水 NO2 气体 ___溶于水 无色 无味 不 排水法 NO NO2 红棕色 刺激性 易 向上排空气 氮的氧化物的物理性质 标准状况下，22.4 L NO2是 1 mol 吗？ 【实验5-5】 探究NO2与水的反应 NO2 实验 操作 在一支50 mL的注射器里充入 20 mL NO，然后吸入 5 mL 水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器； 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________________ 无明显现象 无色气体变红棕色 红棕色变为无色 NO2 2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO (工业制取硝酸) 在一定条件下，NO 与 NO2 可以相互转化。 无色气体变红棕色 NO → NO2 红棕色变为无色 NO2 → NO （1）实验5-5中发生了哪些化学反应？ NO2 【思考与讨论】 现象一： 现象二： 结论 （2）如果将注射器中的 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 NO2 【思考与讨论】 （3）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 氮氧化物与氧气和水反应，若有气体剩余，剩余的气体可能是什么？有什么规律？ 【思考】 NO2 【思考与讨论】 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO ② 2NO + O2 = 2NO2 ① 若充入的气体是NO与O2，则3×①+2×② 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 NO2 叠加法 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO ② 2NO + O2 = 2NO2 ① 若充入的气体是NO2与O2，则①+2×② 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 NO2 叠加法 探究课堂 若把NOx与O2的混合气体通入水中会发生什么反应？剩余气体是什么？ 电子守恒法 当NOx转化为硝酸时要失去电子，如果是NOx与O2混合，则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。 原子个数比法 V(N):V(O) < 2 : 5 O2剩余 = 2 : 5 恰好完全反应 > 2 : 5 NO剩余 将混合气体通入盛有水的洗气瓶，然后重新收集气体。 NO2 如何除去NO气体中混有的少量NO2气体杂质？ 【思考】 NO2、NO均是污染性气体，如何尾气处理？ ①碱液吸收法 2NO2＋2NaOH NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH 2NaNO2＋H2O ②催化转化法 2NOx+2XCO N2+2XCO2 催化剂 ∆ NO2 和Br2 蒸汽都是红棕色气体，如何鉴别？ 【思考】 物理方法：用CCl4溶解,溶解的是Br2，不溶解的是NO2 化学方法： ①用AgNO3溶液,产生黄色沉淀的是Br2，无沉淀生成的是NO2 ②用水，橙黄色的是Br2，红棕色消失是NO2 NO2 探究课堂 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 NO和NO2性质比较 (1)由于NO极易与O2反应，并且其密度与空气相差不多，因此收集NO只能用排水法(　　) (2)由于NO2极易与水反应且密度比空气大，因此收集NO2只能用向上排空气法 (　　) (3)NO2能与碱反应生成硝酸盐、亚硝酸盐和水，NO2是酸性氧化物(　　) (4)N2与O2反应时，不论O2是否足量，其一步反应都只能得到NO，不能生成NO2(　　) (5)可用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别溴蒸气和二氧化氮两种红棕色气体(　　) (6)NO和NO2都是有刺激性气味的有毒气体，它们都是大气污染物(　　) √ √ × √ × × 重难辨析 判断下列说法是否正误 PPT模板：www.1ppt.com/moban/ PPT素材：www.1ppt.com/sucai/ PPT背景：www.1ppt.com/beijing/ PPT图表：www.1ppt.com/tubiao/ PPT下载：www.1ppt.com/xiazai/ PPT教程： www.1ppt.com/powerpoint/ 资料下载：www.1ppt.com/ziliao/ 个人简历：www.1ppt.com/jianli/ 试卷下载：www.1ppt.com/shiti/ 教案下载：www.1ppt.com/jiaoan/ 手抄报：www.1ppt.com/shouchaobao/ PPT课件：www.1ppt.com/kejian/ 语文课件：www.1ppt.com/kejian/yuwen/ 数学课件：www.1ppt.com/kejian/shuxue/ 英语课件：www.1ppt.com/kejian/yingyu/ 美术课件：www.1ppt.com/kejian/meishu/ 科学课件：www.1ppt.com/kejian/kexue/ 物理课件：www.1ppt.com/kejian/wuli/ 化学课件：www.1ppt.com/kejian/huaxue/ 生物课件：www.1ppt.com/kejian/shengwu/ 地理课件：www.1ppt.com/kejian/dili/ 历史课件：www.1ppt.com/kejian/lishi/ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 5、 有一充有10mLNO和NO2混合气体的试管，倒置于盛有水的水槽中，充分反应后，仍有6 mL 无色气体，则原混合气体中NO和NO2 体积比为 ( ) A．3：2 B．2：3 C．1：4 D．4：1 B 6、将盛有8mLO2、NO混合气体的试管倒立于水中，经过足够长的时间后，试管内气体的体积剩余1mL，则原气体中NO的体积是（ ） A．5mL或3mL B．4mL或3mL C．5mL 或2mL D．4mL或5mL D 探究课堂 【例7】氮氧化物会严重污染大气，所以实验室必须对含有氮氧化物的废气进行处理。用NaOH溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应方程式如下：①NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O ②2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O (1) 在反应①中，参加反应的氧化剂和还原剂的质量之比为___________。 (2) 在反应②中，氧化产物是________，还原产物是________(填化学式)。 (3) 在反应①②中，参加反应的NaOH均为2 mol时，两个反应转移电子数的关系是①________②(填“＞”“＝”或“＜”)。 23∶15 NaNO3 NaNO2 ＝ 课堂小结 谢谢观看 THANKS 探究课堂 【例6】四支相同试管分别充满下列气体：①NO2 ②SO2和Cl2(体积比1：1) ③NO2和O2(体积比1：1) ④NH3和O2(体积比1：1)，把四支试管倒扣在水槽中，试管水面上升高度为h1、h2、h3、h4，它们的大小顺序为A．h2＞h1＞h3＞h4 B．h2＞h1＞h4＞h3 C．h2＞h3＞h4＞h1 D．h2＞h3＞h1＞h4 A Lavf58.20.100 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 4．一定条件下，将等体积的NO和O2的混合气体置于试管中，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积为原总体积的(　　) A.eq \f(1,4) B.eq \f(3,4) C.eq \f(1,8) D.eq \f(3,8) 答案　C 解析　由于NO和O2等体积，故二者等物质的量，当二者溶于水时，发生反应 4NO　＋　3O2　＋　2H2O===4HNO3 4 mol　 　3 mol 设初始时NO和O2的物质的量均为4 mol，则4 mol NO反应掉3 mol O2，还剩余1 mol O2，则剩余O2为原气体的eq \f(1,8)。 $