7.1 氮的固定（同步课件）-2025-2026学年高一化学下学期苏教版必修第二册

专题七氮与社会 第一节 氮 可持续发展 固定 学习目标 1.能依据氮分子的微观结构预测其化学性质。 2.认识人工固氨的化学原理和社会价值。 3.体会化学科学在解决人类社会面临的粮食危机中所发挥的重要作用， 发展科学态度和社会责任的核心素养。 芯片产业观察 氮气气体 一、氮气的性质及氮的固定 谈谈你对氮气的认识 ■无色、无味、气体 ■难溶于水 性质 ■化学性质不活泼 应用 ■做氨肥 ■食品保护气 致冷剂 ■ 一、 氮气的性质及氮的固定 内有危险操作请勿模仿 神奇的 液氮 一、氮气的性质及氮的固定 氮气为什么化学性质不活泼？ NN:N=N 7 N 氮 共价键 键能/kJ.mol 14.01 N=N 941.7 口氨气分子中存在氮氮三键 口破坏氨气分子中氮氮三键需要很大能量，所以氨气分子很 稳定，通常情况下氮气与大多数物质很难发生化学反应。 一、氮气的性质及氮的固万 在一定条件下氨气也可以和 镁 N2 3Mg 点 Mg3N2 些物质发生化学反应。 氮气 一、氮气的性质及氮的固定 氢气 高温高压 1N2+3H2 2」 催化剂 氧气 放电 NO 将空气中游离态的氮转化成含氮化合物的过程为氮的固定，简称固氮。 一、 氮气的性质及氮的固定 生物固氮-豆科植物 自然 固氮 高能固氮-闪电、火山爆发 氮的 图7-2豆科植物的根瘤结构 固定 人工 合成氨 固氮 化学模拟固氮-固氮酶 图7-3固氮酶 一、 氮气的性质及氮的固定 合成氨是 人类科学 技术发展 史上的一 项重大成 就。 一、氮气的性质 德国科学家哈伯和博施 图7-5哈伯发明的合成氨实验装置 高温、高压 N2(g)+3H2(g) 2NH3 催化剂 图7-6现代的合成氨工厂 (g) △H=-92.4 kJmol-1 、氮气的性质及氮的固定 高能固氮 雷雨发庄稼相关原理： N2+O2 放电 2NO 2N0+02==2N02 3NO,+HO-2HNO,+NO 雨水中的硝酸渗入土壤后与矿物质作用生成硝酸盐，其中的硝酸根 离子被植物的根系吸收，转化为植物生长所需的养料。 典例解析 例1.下列反应属于氮的固定的是(C) ①N2和H2在一定条件下合成NH3 ②NO2和H2O反应生成HNO3和NO ③Mg在N2中燃烧生成Mg3N2 ④NO被空气氧化为NO2 Λ. ①② B. ② 3 D.①④ 二、一氧化氮和二氧化氮 物质 颜色 状态 无色 NO 气体 NO2 红棕色 气体 NO 气味 毒性 无味 有毒 刺激性 有毒 N02 水溶性 不 溶于水 易 溶于水 二、一氧化氮和二氧化氮 NO-NO, 二氧化氮与水反应 NO→NO2: NO2→NO: 2N0+O2=2N02 3NO2+H2O===2HNO3+NO 工业制取硝酸 二、一氧化氮和二氧化氮 思考NO和NO,分别采用什么方法收集？ 常温下O能与O,反应，只能用排水法收集； NO,能与水反应生成NO,故只能用排空气法收集。 思考 NO2转化为NO的变化中，NO,只能作氧化剂吗？ NO,既作氧化剂又作还原剂. 二、一氧化氮和二氧化氮 大气中NO和NO,达到一定浓度时都会对人体造成伤害 点 能引发上呼吸道及肺部疾病。 NO:极少量的NO有助于促进血管扩张，防止血管栓塞。 NO在调节心脑血管、神经和免疫系统等方面有着十分重要的 生物学作用和医学前景。 点 NO2:在火箭燃料中用作氧化剂； 在工业上可以用来制造硝酸。 二、一氧化氮和二氧化氮 思考 NO和NO,是酸性氧化物吗？ NO不能和碱反应 NO不是酸性氧化物 +4 +5 +3 2NO,+2NaOH=NaNO,+NaNO2+H2O NO2不是酸性氧化物 典例解析 例2下列对NO、NO2的描述不正确的是(B A.NO2是红棕色气体 B.NO通常用排空气法收集 C.NO、NO2在一定条件下可相互转化 D.NO、NO2都有毒，且NO是汽车尾气的有 ) 害成分之一 三、氮氧化物与氧气和水反应的计算 ①3NO2+H20=2HNO3+NO ②2N0+02==2N02 由方程式①×2+②得： ③4N02+02+2H20=4HN03 由方程式①×2+②×3得：④4N0+302+2H20===4HN03 一、氮气的性质 NO2气体： NO,气体溶于水时仅涉及反应 3NO2+H,0==2HN03+NO >一>剩余气体为NO NO,和O2的混合气体： NO0,和O2的混合气体溶于水时涉及反应 4N02+02+2H20==4HN03 =4:1恰好完全吸收 VNO2):(02) <4：1剩余气体为02 >4:1剩余气体为NO 三、氮氧化物与氧气和水反应的计算 NO和O2的混合气体： NO和O2的混合气体溶于水时涉及反应 4N0+302+2H20===4HN03 =4:3 恰好完全吸收 V(02) 。 k4:3 剩余气体为02 >4:3剩余气体为NO 典例解析 例3如图所示，在注射器里吸入20mLNO(标准状况)，然后吸入5 mL水。若再吸入30mL空气（标准状况，02占计算），夹住弹簧夹， 让内外大气压相同，观察。下列叙述不正确的是(B) A.可观察到注射器内气体由无色变成红棕色，最后变成无色 B.可观察到注射器的活塞缓缓向右移动 mmmmmmmm C.最终剩余气体体积约为36mL 1020304050mL D.所得硝酸溶液的浓度约为0.07mo/L 随堂练习 1.自然界的氮循环如图所示， A.①中N2与0O2反应生成NO B.②中合成氨属于人工固氮 ℃.③中氮元素被氧化 D.氧元素参与了氮循环 下列说法不正确的是(C) 大气中的N2 3 名三 硝酸根 -硝酸根 氨肥 细菌动、植物遗体 细菌 土壤中的 微生物 →氨 随堂练习 2.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，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管完全 被水充满。原来试管中盛装的(B A.可能是N2与NO2的混合气体 02 B.可能是O2与NO,的混合气体 C.不可能是NO与NO,的混合气体 D.只能是NO2一种气体