5.2.1 氮气 一氧化氮和二氧化氮-【核心素养新教学】2025-2026学年高一化学同步优质教学课件（人教版必修第二册）

该高中化学课件聚焦氮气、一氧化氮和二氧化氮，从“雷雨肥庄稼”生活现象导入，通过氮的存在形式、分子结构与性质、氮的固定，逐步过渡到氮氧化物的性质及转化，搭建宏观现象到微观结构再到性质应用的学习支架。 其亮点在于融合化学观念与科学思维，如用价-类二维图梳理氮元素物质类别与化合价关系，通过实验探究NO与O₂反应、NO₂与水反应培养科学探究能力。学生能联系生活理解化学原理，教师可借助实例和问题设计提升教学效果。

高中化学人教版（2019）必修第二册 第1课时 第二节 氮及其化合物  第五章 化工生产中的重要非金属元素 氮气 一氧化氮和二氧化氮 化学与生活 [思考] 雷雨肥庄稼，是什么原因呢? 在我们的日常生活中，有一个现象非常常见却又蕴含着丰富的化学知识。大家都知道雷雨天气吧？在雷雨天过后，我们会感觉空气格外清新。你们有没有想过这是为什么呢？其实啊，这与我们今天要学习的氮及其氧化物有着密切的关系。 CONTENTS 目录 学习目标 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。 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。 重点： 1. 氮气、一氧化氮、二氧化氮的性质。 2. 氮的固定的概念和主要方法（自然固氮和人工固氮）。 难点： 1. 氮分子结构与氮气化学性质稳定的关系。 2.一氧化氮、二氧化氮与水的反应及其相关计算。 氮的存在方式 游离态：在自然界里，氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中 化合态：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。 空气中的氮气 土壤海洋中硝酸盐和铵盐 动植物蛋白质 想一想： 氮是自然界各种生物体生命活动不可缺少的重要元素，自然界是怎样通过氮的循环为生物体提供氮元素的呢？ 氮气与氮的固定 CONTENTS 目录 4 氮气的物理性质 无色、无味的气体，密度与空气接近，难溶于水 思考：氮气在低温加压时可以液化形成液氮，液氮汽化会吸热使温度降低，你知道液氮有什么用途吗？ 氮气 熔点：-210 ℃ 沸点：-196 ℃ 密度：1.25 g/L 氮气与氮的固定 CONTENTS 目录 5 氮气 氧气 其他成分 0.78 0.21 0.01 氮气的物理性质 液氮 冷冻治疗 液氮食品 氮气与氮的固定 CONTENTS 目录 6 氮气的物理性质 思考：对比氧气和氮气的沸点，如何从空气中获得氮气？ 氧气 熔点：-218.4 ℃ 沸点：-183 ℃ 密度：1.25 g/L 氮气 熔点：-210 ℃ 沸点：-196 ℃ 密度：1.25 g/L 氮气与氮的固定 CONTENTS 目录 7 氮气的物理性质 工业制氮气： 空气(气态) 空气(液态) 低温 加压 N2(气态) O2(液态) 实验室制氮气： NH4Cl+NaNO2 NaCl+2H2O+N2↑ 思考：实验中用什么方法收集氮气、检验氮气的？说明氮气具有哪些化学性质? 氮气与氮的固定 CONTENTS 目录 8 氮气的化学性质 氮的结构： N的原子结构示意图 N2的电子式 N2的结构式 N2的球棍模型 由于氮分子内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，通常情况下难以与其他物质发生化学反应，无法被大多数生物体直接吸收。 氮气与氮的固定 CONTENTS 目录 9 氮气的化学性质 (1)稳定性： 常温下，N2的化学性质很稳定，通常情况下难以与其他物质发生化学反应反应 焊接保护气 充氮灯泡 食品保护气 氮气与氮的固定 CONTENTS 目录 10 （2）氧化性： （3）还原性： 在高温、放电等条件下，氮分子获得了足够的能量，使氮氮三键断裂，氮气能够与镁、氧气、氢气等物质发生化合反应。 氮气的化学性质 氮气与氮的固定 氮在自然界中的循环示意图 氮气与氮的固定 CONTENTS 目录 12 氮的价-类二维图 -3 0 +1 +2 +3 +4 +5 NH3 N2 N2O NO N2O3 NO2、N2O4 N2O5 HNO3 HNO2 NaNO3 NaNO2 Mg3N2 氮气与氮的固定 CONTENTS 目录 13 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，或者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。 人 工 固 氮 合 成 氨 氮气与氮的固定 CONTENTS 目录 14 2. 氮的固定 定义：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。 氮的固定 自然固氮 人工固氮 雷电固氮 生物固氮（如豆科植物的根瘤固氮） 工业合成氨 仿生固氮（某些金属有机化合物可起到根瘤菌的作用） N2+ O2 2NO 放电 N2+ 3H2 2NH3 氮气与氮的固定 例1 [2024·湖南临澧一中检测] 下列关于氮气的性质的说法中， 正确的是( ) A.点燃条件下，在氧气中燃烧生成 B.点燃时，与金属反应生成， 作还原剂 C.合成氨反应中， 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 √ 氮气与氮的固定 CONTENTS 目录 16 例2 自然界中氮的循环如图所示。下列说法中不正确的是( ) A.大气中的氮气在根瘤菌作用下转化为硝酸盐等属于自然固氮 B.雷电作用下与 发生化学反应 C.在氮循环过程中不涉及氧化还原反应 D.含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化 √ 氮气与氮的固定 CONTENTS 目录 1. 氮的氧化物——NO 物理性质：无色气体，有毒，密度比空气大，不溶于水。 化学性质：具有还原性，易被氧化为二氧化氮；与氧气反 应生成红棕色的二氧化氮。 危害：一氧化氮是有毒气体，吸入后能与血红蛋白结合， 使血红蛋白失去携带氧的能力，导致中毒；高浓度 一氧化氮能引起中枢神经系统损害。 一氧化氮和二氧化氮 N2+ O2 2NO 放电或高温 NO使人中毒原理与CO相似，被人体吸收后与血红蛋白结合，使血红蛋白失去携带氧的能力导致中毒。燃油汽车发动机中会进行该反应，产生的NO是汽车尾气中的一种污染气体。 信使分子——NO 1998年的诺贝尔生理学和医学奖颁给了发现“NO是心血管系统的信号分子”的三位美国科学家。 心脏急救药硝酸甘油的主要作用就是通过释放NO，可使血管平滑肌松弛，周围血管舒张，外周阻力减小，回心血量减少等，从而使心绞痛得到缓解。 一氧化氮和二氧化氮 CONTENTS 目录 19 2. 氮的氧化物——NO2 物理性质：红棕色有刺激性气味的气体，有毒、 密度比空气大，易液化，易溶于水。 化学性质：具有强氧化性，能与多种物质反应；与水反应 生成硝酸和一氧化氮。 危害：二氧化氮是剧毒气体，对呼吸器官有强烈刺激作用， 引起急性肺水肿和支气管炎；高浓度二氧化氮能引 起中枢神经系统损害，甚至导致死亡。 NO2 一氧化氮和二氧化氮 思考讨论 1. NO2和溴蒸气都是红棕色、有刺激性气味的气体，怎样加以区别？ NO2和Br2在性质上有不少相似性：①均具有氧化性；②溶于水均有酸生成；③均可与碱反应；④均为红棕色等。 淀粉－KI试纸、pH试纸、NaOH溶液来鉴别？ 可以用下列方法鉴别：①AgNO3溶液；②CCl4；③用水洗法。 × 一氧化氮和二氧化氮 [实验5-5] 实验 操作 在一支注射器中充入，吸入 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 空气后夹住弹簧夹，观察现象。振荡注射器，再观察现象 _________________________________________________________________ 实验 现象 第一次振荡时，____________；吸入空气后气体变为______色，再振荡后气体又变为____色，同时注射器的活塞向内移动 实验 分析 不溶于水，吸入空气后，____________________，气体变为红 棕色；振荡后，_________________________，气体变为无色，同 时气体总体积减小 无明显现象 红棕 无 与反应生成 溶于水生成和 一氧化氮和二氧化氮 问题一: 试分析气体溶于水，最后试管内无色气体约为原 体 积的 的原因。 提示:气体溶于水，发生反应：， 体积与水反应生成1体积， 不溶于水。 问题二: 若与 的混合气体同时通入水中时反应原理是什么？剩 余气体的情况如何？ 提示:与 的混合气体同时通入水中，发生反应： ，又与 发生反应： ，综合可得 ；剩余 气体可能是或 。 一氧化氮和二氧化氮 CONTENTS 目录 思考讨论 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。 2. 上述实验对工业上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。 1. 如果要将注射器中的NO充分转化，可以采取什么措施? 一氧化氮和二氧化氮 思考讨论 3. 实验室能否用排空气法收集NO气体?能否用排水法收集NO2? NO易与空气中的O2反应，故不能用排空气法收集，一般用排水法收集NO；NO2易与H2O发生反应,故不能用排水法收集，一般用向上排空气法收集NO2。 4. 如何除去NO气体中混有的少量NO2气体杂质? 根据NO2与H2O反应能生成NO，可将混合气体通入盛有水的洗气瓶，除去NO2杂质，再通过盛无水CaCl2的干燥管收集NO气体。 一氧化氮和二氧化氮 易错辨析 1. NO和NO2是酸性氧化物吗？ 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。 一氧化氮和二氧化氮 物理性质 通常为无色、无味的气体， 不溶于水 通常为红棕色、有刺激性气味 的气体 毒性 有毒（会跟血红蛋白结合） 有毒 与水反应 不反应（不溶于水） 与氧气反应 不反应 收集方法 常用排水法 常用向上排空气法 1.和 的性质比较 一氧化氮和二氧化氮 CONTENTS 目录 【任2.了解氮氧化物对环境的污染 (1)光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。 (2)酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。 一氧化氮和二氧化氮 (3)破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。 (4)NO与血红蛋白结合使人中毒。 （少量的NO在生物体内很多组织中存在，它有扩张血管、免疫、增强记忆等功能。） 一氧化氮和二氧化氮 3. 二氧化氮溶于水的相关计算 【相关反应原理】 3NO2+H2O══2HNO3+NO ① 2NO+O2══2NO2 ② 由化学方程式①×2+②得: 4NO2+O2+2H2O══4HNO3 ③ 由化学方程式①×2+②×3得: 4NO+3O2+2H2O══4HNO3 ④ 一氧化氮和二氧化氮 例4 [2024·四川自贡期末] 同温同压下，向三支容积相同的试管中分 别充入等体积的两种气体，它们是和，和， 和 ，并将三支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气 体体积分别为、、 ，下列关系正确的是( ) A. B. C. D. √ 一氧化氮和二氧化氮 CONTENTS 目录 [解析] 设每种气体各占 ，①组合发生反应： ，剩余气体的体积： ；②组合发生反应： ，剩余气体的体积： ；③组合发生反应： ，剩余气体的体积： ，则体积： ，故选B。 一氧化氮和二氧化氮 CONTENTS 目录 随堂练习 1. 下列关于NO和NO2的说法正确的是（ ） A．NO2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 一氧化氮和二氧化氮 2. (双选)如图所示,试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物),当倒扣在盛有水的水槽中时,试管内水面上升,但不能充满试管,当向试管内鼓入氧气后,可以观察到试管内水柱继续上升,经过多次重复后,试管内完全被水充满,原来试管中盛装的气体是(　　)。 A.可能是N2与NO2的混合气体 B.可能是O2与NO2的混合气体 C.可能是NO与NO2的混合气体 D.只能是NO2一种气体 BC 一氧化氮和二氧化氮 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $