5.2.1 氮气及氮的氧化物 【一课一优】课件-2025-2026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气及氮的氧化物，涵盖氮气性质、氮的固定、NO/NO₂性质转化及溶于水计算等核心知识。课堂导入通过视频引导思考氮气及其化合物性质用途，结合“魔鬼谷”“雷雨发庄稼”等情境问题，搭建从生活现象到化学原理的学习支架。 其亮点在于融合宏观辨识与微观探析（如从氮气结构解析稳定性）、证据推理与模型认知（构建氮氧化物溶于水计算模型），通过注射器实验、价-类二维图分析等探究活动，培养科学思维与探究能力。小结系统梳理知识，学生可深化化学观念，教师能高效开展结构化教学。

课时1 氮气及氮的氧化物 第二节 氮及其化合物 氮气与氮的固定 01 一氧化氮和二氧化氮 02 氮氧化合物溶于水的计算 03 课标要求 1. 掌握氮的固定概念与常见形式，理解氮气的结构、稳定性及 典型化学反应原理。 2. 认识一氧化氮、二氧化氮的物理性质、化学性质及二者间相 互转化的反应规律。 3. 掌握氮氧化物溶于水的反应原理，能进行相关定量计算并理 解反应比例关系。 【知识目标】 课标要求 【素养目标】 1. 宏观辨识与微观探析：从宏观上认识氮气与氮氧化物的性质，从微观结构 探析氮气稳定及氮氧化物转化的本质原因。 2. 证据推理与模型认知：依据氮氧化物溶于水的反应事实，构建计算模型， 能基于证据进行定量推理与运算。 3. 科学探究与创新意识：通过氮氧化物转化实验探究，体验科学探究过程， 形成基于实验分析问题的创新意识。 新课导入 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？ 新课导入 氮及其化合物 PART 01 氮气与氮的固定 氮元素在自然界中的存在形式 1.游离态的氮——主要以氮分子的形式存在于空气中 (78%) 氮气 氧气 (21%) 空气的成分(按体积) 空气中的氮气 氮元素在自然界中的存在形式 2.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 氮元素的位-构-性 位置 结构 性质 第二周期第ⅤA族 +7 2 5 既不容易得到 3 个电子，也不容易失去 5 个电子。 ①常见的化合价有 ＋1、＋2 、＋3 、＋4 、＋5 、－3。 ②氮元素的非金属性比氧元素弱，比碳元素强。 一、氮气与氮的固定 1.氮气的物理性质 颜色 状态 气味 密度 溶解性 _____ 气体 _____ 密度与空气接近 ___溶于水 无色 无味 难 收集氮气时用排水法！ 熔点：-210 ℃ 沸点：-196 ℃ ✪提醒特性：易液化 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。 冷冻治疗 液氮食品 2.氮气的结构 电子式： 结构式： N2 化学式： N N     N N 一、氮气与氮的固定 3.氮气的化学性质——稳定性 氮分子内两个氮原子间以 结合，断开该化学键需要 的能量，所以氮气的化学性质很 ，通常情况下 与其他物质发生化学反应。 共价三键(N≡N) 较高 稳定 很难 焊接保护气 食品保护气 充氮灯泡 一、氮气与氮的固定 从氮元素的价-类二维图，推测氮气具有什么化学性质。 N2中的化合价是0价，故N2既有氧化性，又有还原性 【思考讨论】 化合价 氢化物 单质 氧化物 酸 碱 盐 +5 +4 +3 +2 0 -3 N2 HNO3 NO2 NO NH3 NH4+ NO-3 3.氮气的化学性质——氧化性 氮气的化学性质稳定，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。 I. N2与H2反应生成NH3，化学方程式为 。 II.在点燃条件下与Mg反应，方程式为 。 催化剂 高温、高压 N2 + 3H2 2NH3 N2 + 3Mg Mg2N3 点燃 一、氮气与氮的固定 3.氮气的化学性质——还原性 还原性：____________________________。 N2+O2======== 2NO 放电或高温 一、氮气与氮的固定 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。(　　) √ × × 随堂演练 4.氮的固定 含义: 将大气中 的氮转化为 的过程叫做氮的固定。 游离态 含氮化合物 生物固氮(如豆科植物的根瘤菌固氮) 高能固氮(如雷雨天气N2转化为NO) 合成氨(工业上合成氨) 仿生固氮(仿生材料可起到根瘤菌的作用) 分类 自然固氮 人工固氮 “种豆子不上肥，连种几年地更肥” “雷雨发庄稼” 一、氮气与氮的固定 【拓展提升】 1909年，德国化学家哈伯经过反复的实验研究后发现，在500~600℃、17.5~20.0MPa和锇为催化剂的条件下，反应后氨的含量可达到6%以上，具备了工业化生产的可能性。为了把哈伯合成氨的实验室方法转化为规模化的工业生产，德国工程师博施作出了重要贡献。由于合成氨工业生产的实现和相关研究对化学理论与技术发展的推动，哈伯和博施都获得了诺贝尔化学奖。 合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就 哈伯 博施 【拓展提升】 化学仿生学是一门横跨化学与分子生物学领域的交叉科学，模拟生物体内的化学反应过程、模拟生物体内的物质输送过程，及模拟生物体内的能量转换等是其主要研究内容。 化学仿生学 近年来，基于理论计算研究推测，活泼的氮化物中间体的生成与氢化还原放氨，可能是通过多个铁中心的协同作用而得以实现的，但是迄今为止仍然缺乏可靠的实验证据 3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是 A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OH C．正戊烷和新戊烷 D．和 【答案】C 随堂演练 C 2、关于氮气的性质的说法中，错误的是 A．氮在自然界中既以游离态存在，又以化合态存在 B．通常条件下，氮气性质很不活泼 C．氮气可在氧气中燃烧生成一氧化氮 D．大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环 3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是 A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OH C．正戊烷和新戊烷 D．和 【答案】C 随堂演练 A 3、下列关于物质使用及其解释不对应的是 选项 N2物质使用 解释 A 液氨可用作制冷剂 氨气分解时吸收热量 B 常用作保护气 氮气的化学性质不活泼 C 漂粉精作游泳池消毒剂 遇空气易生成强氧化性物质 D 氮化硅可用于制作耐高温轴承 氮化硅熔点高，硬度大 A．A B．B C．C D．D 3．下列各选项中物①工业合成氨 ②NO2和H2O反应生成HNO3和NO ③NO被空气氧化为NO2 ④豆科植物的根瘤菌将氮气转变成硝酸盐等 ⑤Mg在N2中燃烧生成Mg3N2 ⑥植物从土壤中吸收含氮肥料 A．①②③⑤　 B．①④⑤ C．①③⑥ D．①④⑤⑥质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是 A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OH C．正戊烷和新戊烷 D．和 【答案】C 随堂演练 B 4、下列反应属于氮的固定的是（　　） ①工业合成氨 ②NO2和H2O反应生成HNO3和NO ③NO被空气氧化为NO2 ④豆科植物的根瘤菌将氮气转变成硝酸盐等 ⑤Mg在N2中燃烧生成Mg3N2 ⑥植物从土壤中吸收含氮肥料 A．①②③⑤　  B．①④⑤    C．①③⑥    D．①④⑤⑥ PART 02 一氧化氮和二氧化氮 【思考讨论】 据说在新疆与青海两省区交界处有一狭长山谷，这里经常在风和日丽的晴天顷刻电闪雷鸣，下起雷雨，奇怪的是这里牧草茂盛，四季常青，被当地牧民称为“魔鬼谷”。为什么魔鬼谷牧草旺盛 ? 有句谚语“雷雨发庄稼”， 你明白其中的化学道理吗 ? 【思考讨论】 雷雨发庄稼，将N2转化为硝酸盐要经过几步转化，从元素化合价角度思考。 +O2 +O2 +H2O +NH3 N2 NO NO2 HNO3 NH4NO3 N2+O2 2NO 放电或高温 ========= 2NO+O2===2NO2 NO和NO2具有哪些性质？ 【思考】 氮的氧化物 N2O(笑气) NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5 氮元素化合价 ____ ___ ____ ___ ____ ____ ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋4 ＋5 (1)N2O俗称笑气。具有麻醉作用 (2)N2O3、N2O5是酸性氧化物（酸酐），可以与水反应分别生成HNO2、HNO3 (3)NO2与N2O4可相互转化：2NO2（红棕色） ⇌ N2O4（无色） N的氧化物的种类——它们都有毒，是大气污染物 【思考】NO和NO2具有哪些性质？ 酸酐：含氧酸失去水后的氧化物 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 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 [实验]如图所示，在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，然后吸入5mL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 2.一氧化氮和二氧化氮的化学性质 二、一氧化氮和二氧化氮 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 2.一氧化氮和二氧化氮的化学性质 二、一氧化氮和二氧化氮 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。 2.一氧化氮和二氧化氮的化学性质 二、一氧化氮和二氧化氮 (1)NOx在紫外线作用下与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生光化学烟雾。 (2)NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面形成酸雨。 (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。 3.氮氧化物对环境的污染 二、一氧化氮和二氧化氮 PART 03 氮氧化合物溶于水的计算 【思考讨论】 若将充满 NO2 的试管倒置在装满水的水槽里，会有什么现象? 若同时向倒置试管中不断地缓慢通入 O2 ，最终现象是什么? 若将充满NO2的试管倒置于水槽中，试管中的红棕色逐渐褪去，水槽里的水倒吸入试管中，最终试管里剩余气体占 若同时向倒置试管中通入O2，则水槽中的液体最终充满整个试管。 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 三、氮氧化合物溶于水的计算 1.NO与O2同时通入水中 3NO2+H2O===2HNO3+NO ① 2NO+O2===2NO2 ② ①×2+② 总的化学方程式为 4NO2+O2+2H2O===4HNO3 2.NO2和O2混合气体溶于水的计算 三、氮氧化合物溶于水的计算 3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是 A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OH C．正戊烷和新戊烷 D．和 【答案】C 随堂演练 A 5、一定条件下，将等体积NO和O2充入一试管，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体约为的（　　） A. B. C. D. 3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是 A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OH C．正戊烷和新戊烷 D．和 【答案】C 随堂演练 A 6、某化学兴趣小组利用如图装置进行下列操作：一支注射器中吸入45mL NO2，然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，充分振荡后，打开弹簧夹，快速吸入15mL由N2和O2组成的混合气体[其中V(N2)：V(O2)=4:1]后夹上弹簧夹，充分振荡后，注射器中剩余气体的成分及气体总体积分别为(所有气体均处于常温常压下) A．NO和N2，23mL B．NO2和N2，45mL C．NO和N2，45mL D．NO，23mL 【课堂小结】 氮和氮的 氧化物 N的存在形式 氮的氧化物 无色无味气体，难溶于水 红棕色、刺激性气味气体，易溶于水 有毒， 2NO+O2===2NO2 有毒， 3NO2+H2O===2HNO3+NO 氮 N2的化学性质 氮的固定 一氧化氮NO 二氧化氮NO2 空气，土壤、海洋，动植物 自然固氮 人工固氮 还原性 氧化性 3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是 A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OH C．正戊烷和新戊烷 D．和 【答案】C 随堂演练 D 1．N2能大量存在于空气中，且能维持固定含量的最主要原因是 A．氮元素的非金属性弱 B．氮元素的非金属性强 C．氮气可作保护气 D．氮分子中N≡N键能大 3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是 A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OH C．正戊烷和新戊烷 D．和 【答案】C 随堂演练 D 2．关于氮气的性质的说法中，错误的是 A．氮在自然界中既以游离态存在又以化合态存在 B．通常情况下，氮气性质很不活泼 C．在反应3Mg＋N2=Mg3N2中N2作氧化剂 D．放电条件下可与氧气反应生成二氧化氮 3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是 A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OH C．正戊烷和新戊烷 D．和 【答案】C 随堂演练 A 3.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 3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是 A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OH C．正戊烷和新戊烷 D．和 【答案】C 随堂演练 B 4.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 谢谢观看与支持 Lavf58.28.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf59.34.101 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 $