5.2 氮及其化合物 第1课时（交互动画教学课件）化学人教版必修第二册

该高中化学课件聚焦氮气和氮氧化物，涵盖氮气与氮的固定、一氧化氮和二氧化氮性质及氮氧化物溶于水计算。通过情境导入视频提问，引导学生结合氮原子结构推断性质，构建“结构-性质-用途”脉络，辅以分组讨论、实验探究及交互动画作为学习支架。 其亮点在于以科学探究与实践为核心，通过NO与O₂反应、NO₂与水反应等实验及氮循环交互动画，培养学生科学思维。采用“实验探究-问题驱动-概念建构”模式，结合价类二维图梳理转化关系，助力学生形成化学观念。学生能提升探究能力，教师可依托结构化内容高效教学。

nullnullnull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 人教版2019必修第二册 课时1 氮气和氮氧化物 氮气与氮的固定 1 知识导航 一氧化氮和二氧化氮 2 氮氧化物溶于水的计算 3 知识导航 重点：氮和氮氧化物的性质。 难点：氮氧化物溶于水的计算。 1.通过分析氮的原子结构，推断含氮物质可能的化学特性，理解结构与性质的关系。 明·教学目标 教学模型：实验探究→问题驱动→概念建构→应用迁移 2.通过实验探究，了解一氧化氮与氧气反应、二氧化氮与水反应等性质，感受化学变化的奇妙。 引·新课导入 氮及其化合物 问题驱动 思考：你了解氮及其化合物吗？通过视频你能总结一下氮气及其化合物的性质和用途吗？ 情境导入 01 氮气与氮的固定 探·知识奥秘 任务1：请同学们分组讨论自然界是怎样通过氮的循环为生物体提供氮元素的呢？ 讨论任务 一、氮气与氮的固定 探·知识奥秘 1.氮元素在自然界中的存在形式 ⑴游离态的氮——主要以氮分子的形式存在于空气中。 一、氮气与氮的固定 ⑵化合态的氮——部分存在于动植物体内的蛋白质中；部分存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。 探·知识奥秘 2. 氮的固定 一、氮气与氮的固定 将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。 （1）自然固氮：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，或豆科植物根瘤菌将氮气转化为氨。 （2）人工固氮：如工业合成氨。 探·知识奥秘 一、氮气与氮的固定 任务2：请同学们分组讨论总结自然界氮的循环 讨论任务 自然界氮循环交互动画.html 探·知识奥秘 2. 氮的固定 （3）自然界中氮的循环 一、氮气与氮的固定 探·知识奥秘 任务3： 请同学们分组讨论根据氮在周期表中的位置推测氮的性质？ 讨论任务 一、氮气与氮的固定 第二周期、第VA族 +7 2 5 探·知识奥秘 3.氮的原子结构 一、氮气与氮的固定 ①第二周期、第VA族 ②氮原子结构：最外层有5个电子，既不容易得3个电子，又不容易失去5个电子。因此氮原子一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质。 ③常见的化合价有 ＋1、＋2 、＋3 、＋4 、＋5 、－3。 ④氮元素的非金属性比氧元素弱，比碳元素强。 探·知识奥秘 4.氮气的物理性质 一、氮气与氮的固定 颜色 状态 气味 密度 溶解性 熔沸点 无色 气体 无味 密度与空气接近 难溶于水 低 探·知识奥秘 任务4：请同学们分组探讨历史上氮气曾被认为是惰性气体，这是为什么？请写出氮气的电子式和结构式。 讨论任务 一、氮气与氮的固定 探·知识奥秘 5.氮气的化学性质 一、氮气与氮的固定 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。 ①常温下，N2的化学性质不活泼，可代替稀有气体作保护气体。 电灯泡、食品包装 ——保护气 稀有的书卷保存 ——延缓代谢 降温手术刀 ——冷刀做手术 氮气的用途 探·知识奥秘 任务5： 请同学们分组探讨氮气可与哪些物质反应？从价态变化认识氮气的氧化性和还原性！ 讨论任务 一、氮气与氮的固定 氮气的氧化性与还原性交互动画.html 情景任务 一、氮气与氮的固定 5.氮气的化学性质 ②N2的还原性：和氧气反应 N2 + O2 2NO 2NO＋O2 2NO2 探·知识奥秘 一、氮气与氮的固定 5.氮气的化学性质 ③N2的氧化性：和氢气反应 ④N2的氧化性：和金属反应 2N2＋6Li ==2Li 3N N2 + 3Mg Mg3N2 氮化镁 析·典型范例 一、氮气与氮的固定 【例1】判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。 (1)N2在高温条件下与O2发生反应生成NO2。(　　) (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)空气中自燃而氮气稳定存在，说明非金属性P比N强(　　) × × √ × (5)闪电时氮气与氧气化合生成NO,属于自然固氮。(　　) (6)将氨转化为固态铵盐的过程属于人工固氮。(　　) (7氮气化学性质很稳定,所以镁着火时,可用氮气灭火。(　　) (8)高温、高压、催化剂条件下,1molN2与3molH2混合可生成2molNH3。( 　 ) √ × × × 02 一氧化氮和二氧化氮 任务1：请同学们分组探讨为什么雷电能发庄稼呢？请你总结一下涉及的反应！ 探·知识奥秘 讨论任务 二、一氧化氮和二氧化氮 N2＋O2 2NO 放电 2NO＋O2 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 探·知识奥秘 1.一氧化氮和二氧化氮的物理性质 二、一氧化氮和二氧化氮 氧化物 颜色 气味 毒性 状态 水溶性 收集方法 NO NO2 无色 红棕色 无味 刺激性气味 有毒 有毒 气体 气体 不溶 易溶 排水法 向上排空气法 探·知识奥秘 任务2：请同学们分组讨论从氧化还原反应角度分析NO具有什么性质？ 讨论任务 二、一氧化氮和二氧化氮 一氧化氮的氧化性与还原性交互动画.html 探·知识奥秘 ①一氧化氮具有还原性，常温下，很容易与空气中的O2化合，生成二氧化氮。无色气体遇到氧气变为红棕色，检验一氧化氮气体。 二、一氧化氮和二氧化氮 2.一氧化氮的化学性质 2NO＋O2＝2NO2 还原性 ②一氧化氮具有氧化性，与CO、NH3反应，生成氮气。 探·知识奥秘 2.一氧化氮的化学性质 二、一氧化氮和二氧化氮 ②一氧化氮具有氧化性，与CO、NH3反应，生成氮气。 汽车尾气催化转化装置，可将排放的废气（CO、NO）处理为可参与大气循环的气体。 2NO＋2CO 2CO2＋2N2 催化剂 6NO＋4NH3 5N2＋6H2O 　 一定条件 探·知识奥秘 任务3：请同学们分组讨论从氧化还原反应角度分析NO2具有什么性质？ 讨论任务 二、一氧化氮和二氧化氮 二氧化氮的氧化性与还原性交互动画.html 探·知识奥秘 3.二氧化氮的化学性质 二、一氧化氮和二氧化氮 ①二氧化氮溶于水的实验现象 红棕色气体消失，水位上升，最后水充满试管的2/3，无色气体充满试管的 1/3。 ②二氧化氮既有氧化性又有还原性。 ＋4 ＋5 ＋2 2 失去 e－ × 得到 2e－ 1 × 二氧化氮溶于水时生成硝酸和一氧化氮，工业上利用这一原理生产硝酸。实际生产中3molNO2只产2molHNO3吗？ 探·知识奥秘 3.二氧化氮的化学性质 二、一氧化氮和二氧化氮 ③二氧化氮的氧化性 在催化剂存在下，可用氨治理NO2的污染，请写出反应的方程式。 6NO2＋8NH3 7N2＋12H2O 　 催化剂 汽车尾气（含烃类、CO、NO和NO2等）治理的办法之一是在汽车排气管装上催化转化器，使NO或NO2与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，请写出NO2与CO转化的化学方程式。 ④二氧化氮的其他性质 2NO2+ 2NaOH ==NaNO3+ NaNO2 +H2O 2NO2 ⇌ N2O4 无色 03 氮氧化合物溶于水的计算 探·知识奥秘 任务1：请同学们分组实验氮氧化合物溶于水 实验任务 三、氮氧化合物溶于水的计算 如图5-10所示，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，观察现象。打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹，观察现象。振荡注射器，再观察现象。 思考与讨论 实验5-5中发生了哪些化学反应？如果要将注射器中的NO充分转化，可以采取什么措施？上述实验对工业上生产硝酸有什么启示？ 探·知识奥秘 任务1：请同学们分组实验氮氧化合物溶于水 实验任务 三、氮氧化合物溶于水的计算 探·知识奥秘 1.氮氧化合物溶于水的实验现象 三、氮氧化合物溶于水的计算 实验 装置 实验 操作 在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，观察颜色 ， 然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器 现象 ___________ 结论 无色 NO难溶于水 无明显现象 探·知识奥秘 1.氮氧化合物溶于水的实验现象 三、氮氧化合物溶于水的计算 实验 装置 实验 操作 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________________ 结论 无色气体变红棕色 红棕色变为无色 在一定条件下， NO和NO2可以相互转化。 探·知识奥秘 任务2：请同学们分组讨论上述实验对工业生产硝酸有什么启示？ 讨论任务 三、氮氧化合物溶于水的计算 思考与讨论 实验5-5中发生了哪些化学反应？如果要将注射器中的NO充分转化，可以采取什么措施？上述实验对工业上生产硝酸有什么启示？ + 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 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。 探·知识奥秘 2.氮氧化物溶于水的计算方法 三、氮氧化合物溶于水的计算 2NO＋O2＝2NO2 3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO …… 要求尽可能多的使集气瓶内的NO气体被水吸收 探·知识奥秘 2.氮氧化物溶于水的计算方法 ⑴NO与O2同时通入水中 三、氮氧化合物溶于水的计算 2NO+O2===2NO2 ① 3NO2+H2O===2HNO3+NO ② ①×3+②×2 总的化学方程式为 4NO+3O2+2H2O===4HNO3 探·知识奥秘 2.氮氧化物溶于水的计算方法 ⑵NO2和O2混合气体溶于水的计算 三、氮氧化合物溶于水的计算 3NO2+H2O===2HNO3+NO ① 2NO+O2===2NO2 ② ①×2+② 总的化学方程式为 4NO2+O2+2H2O===4HNO3 析·典型范例 三、氮氧化合物溶于水的计算 【例1】按图进行实验。试管中装有12 mL NO，然后间歇而又缓慢地通入8 mL O2，下列是有关最终状态的描述： ①试管内气体呈红棕色　②试管内气体呈无色　③试管内液面不变　④试管内液面上升　⑤试管内气体是O2　⑥试管内气体是NO。其中正确的是 ( ) A.①③ B.②④⑤ C.②④⑥ D.②③⑤ C 探·知识奥秘 任务3：请同学们观察氮及其化合物的“价-类二维图”并思考不同价态含氮物质如何转化？ 讨论任务 三、氮氧化合物溶于水的计算 氮及其化合物价类二维图交互动画.html 探·知识奥秘 3.氮有多种价态的氧化物 三、氮氧化合物溶于水的计算 氧化物的化学式 N2O NO N2O3 NO2、N2O4 N2O5 氮元素的价态 +1 +2 +3 +4 +5 氮的氧化物的种类——它们都有毒，是大气污染物。 N2O（笑气）：无色有甜味的气体,在室温下稳定,有轻微麻醉作用,并能致人发笑，已被列入《危险化学品目录》 N2O5 和 N2O3属于酸性氧化物 理·核心要点 氮气和氮氧化物 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮 氮氧化物溶于水的计算 氮元素在自然界中的存在形式 氮的固定 一氧化氮和二氧化氮的物理性质 一氧化氮的化学性质 氮氧化合物溶于水的实验现象 氮氧化物溶于水的计算方法 氮有多种价态的氧化物 氮的原子结构 二氧化氮的化学性质 氮气的物理性质 氮气的化学性质 练·技能实战 1、属于人工固氮的化学反应是(　　) A. N2与 H2在一定条件下反应生成NH3 B. 由 NH3转变成 NH4HCO3 C. NO与 O2反应生成 NO2 D. 豆科植物的根瘤菌将氮的化合物转变成植物蛋白 A 2.下列关于NO和NO2的说法正确的是(　　) A．NO2是红棕色气体，易溶于水，属于酸性氧化物 B．NO2可由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和NO2在一定条件下可以相互转化 D 练·技能实战 4. 在一定条件下，将NO2和O2的混合气体12 mL通入足量水中，充分反应后剩余2 mL气体(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积为(　　) ①1.2 mL　 ②2.4 mL　 ③3 mL　 ④4 mL A．①② B．②③ C．③④ D．①④ D 3.对3NO2＋H2O===2HNO3＋NO反应的下列说法正确是（ ） A.氧化剂与还原剂的质量比为1∶2 B.氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2 C.NO2是氧化剂，H2O是还原剂 D.在反应中若有6 mol NO2参与反应时，有3 mol电子发生转移 A 练·技能实战 5.同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的两种气体，它们是①NO和NO2，②NO2和O2，③NO和N2。现将3支试管倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，下列关系正确的是(　　) A．V1＞V2＞V3　　　　　B．V1＞V3＞V2 C．V2＞V3＞V1 D．V3＞V1＞V2 D 感谢 您的聆听 THANKS 人教版2019必修第一册 https://www.zxxk.com/user/13354804 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf59.34.101 Lavf59.34.101 Lavf59.34.101 Lavf59.34.101 $nullnull