5.2.1氮及其化合物课件高一下学期化学人教版2

第一节氮及其化合物第1课时

第五章化工生产中的重要非金属元素21本节重、难点氮气与氮的固定一氧化碳和二氧化氮

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?在我们空气中含量最多的就是氮气，为何大多数农作物不能直接利用吸收氮气而需要施氮肥？1.氮元素在元素周期表中的位置存在第二周期，第VA族2.写出氮气的电子式和结构式。电子式结构式N

N

NN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。

氮气

熔点：-210℃

沸点：-196℃

密度：1.25g/L一、氮气五分钟时间阅读课本上第十一页到第十二页的内容，完成预习清单。(1)氮元素位于元素周期表的第___周期、第___族。氮原子最外电子层有___个电子。既不容易_____3个电子，也不容易_____5个电子。一般通过________与其他原子相互结合构成物质。(2)氮元素主要以___分子的形式存在于空气中，部分氮元素以化合物的形式存在于动植物体内的______中，还有部分存在于土壤、海洋里的_______和_____中。二ⅤA5得到失去共用电子对氮蛋白质铵盐硝酸盐1.氮元素的结构及存在讲义21-22页(1)物理性质：通常情况下，氮气是____、____的气体，密度比空气的____，____于水。(2)化学性质：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，但在一定条件下氮气也可以和一些物质发生化合反应。无色无味稍小难溶2.氮气共价三键（N≡N）较多稳定难以氧化离子该反应体现了氮气的

____性，生成的Mg3N2是____化合物，其电子式为：该反应体现了氮气的____性，注意该反应是一个____反应，且反应条件是高温高压与催化剂。氧化还原可逆该反应体现了氮气的____性，且产物是NO而不是NO2，因此我们可以得知N2不能一步直接转化为NO2。

氮气的化学性质稳定，通常很难与其他物质发生化学反应。但在一定条件下，可以和某些物质发生反应。3.氮气的作用一整杯氮气啤酒里面，大约会产生3000000个氮气气泡，口感丝滑，氮气是惰性气体，化学性质很稳定，能更好的保存啤酒自身风味.在超临界状态下，通过氮气物理发泡将颠覆性的弹力赋能于鞋中底，带来高回弹缓震功能，能量回归率达86.8%；冷冻治疗液氮食品液氮焊接保护气充氮灯泡食品保护气氮的固定二、氮的固定氮的固定闪电释放能量N2

→含氮化合物1.氮的固定(1)含义:将大气中

的氮转化为

的过程叫做氮的固定。(2)分类:游离态含氮化合物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)豆科植物的根瘤菌N2

→氨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。哈伯(F.Haber，1868-1934)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。人工固氮合成氨BB三、氮的氧化物N2ONON2O3NO2N2O4N2O5笑气，有轻微麻醉作用火箭推进器的氧化剂酸性氧化物

（HNO2）酸性氧化物

（HNO3）N的氧化物+1+2+3+4+4+51.NONO是无色、无味的有毒气体，难溶于水2NO+O22NO2

(红棕色）实验室如何收集、检验NO？【思考】收集：排水法检验：无色气体变为红棕色1)物理性质：2)化学性质：常温下，很容易与空气中的O2化合NO对人体健康的影响：NO是人体内的“信号分子”，可以舒张血管，抗氧化2.NO2

1)物理性质：红棕色、有刺激性气味的有毒气体密度比空气大，易液化（20℃），易溶于水并与水反应2NO2⇌N2O4注意点：NO2标准状况下为黄褐色液体

NO2气

熔点：-11℃

沸点：21℃

密度：2.05g/L红棕色无色NO2和Br2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NO2②用水，红棕色不消失的是Br2，红棕色消失是NO2

实验探究——NO2溶于水实验操作实验现象实验结论在一支50mL的注射器里充入20mLNO，然后吸入5mL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10mL空气后夹上弹簧夹振荡注射器无明显现象NO不溶于水无色气体变为红棕色注射器活塞向左移动NO与O2反应生成红棕色的NO2红棕色气体变为无色注射器活塞继续向左移动NO2溶于水生成无色的NO实验现象分析2NO+O2=

2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO(工业制取硝酸)结论：在一定条件下，NO与NO2可以相互转化。现象一：无色气体变红棕色NO→NO2现象二：红棕色变为无色NO2→NO2)化学性质：

（1）如果要将注射器中的NO充分转化，可以采取什么措施?+O2+H2O3NO2+H2O=

2HNO3+NO2NO+O2=2NO22NO+O2=2NO23NO2+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【思考与讨论】（2）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】【思考与讨论】3NO2+H2O=

2HNO3+NO

②2NO+O2=2NO2

①

（1）若充入的气体是NO与O2，则3×①+2×②4NO+3O2+2H2O=4HNO3

叠加法3NO2+H2O=

2HNO3+NO

②2NO+O2=2NO2

①

（2）若充入的气体是NO2与O2，则①+2×②4NO2+O2+2H2O=4HNO3

叠加法如何除去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？2NO2＋2NaOH

NaNO3＋NaNO2＋H2ONO2＋NO＋2NaOH

2NaNO2＋H2O②催化转化法2NO+2CON2+2CO2催化剂

∆2)化学性质：①碱液吸收法2NO2+4CON2+4CO2催化剂

∆与O2、H2O共同反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO34NO2＋O2＋2H2O===4HNO3氧化性6NO＋4NH35N2＋6H2O6NO2＋8NH37N2＋12H2O，NO2＋SO2===SO3＋NO，NO2能使湿润的淀粉－KI试纸变蓝NO和NO2性质总结催化剂

∆催化剂

∆注意点DCAA四、酸雨及其防治①煤、石油、金属矿物质的燃烧和冶炼产生SO2②汽车尾气、硝酸工业产生的NO21、污染源氮氧化物NO2、SO2与水反应pH＜5.61）酸雨的pH：2）酸雨的形成：2、酸雨正常雨水pH≈5.63、危害破坏农作物、森林，土壤酸化，腐蚀建筑等4、防治1）对含硫燃料进行脱硫处理2）用新型的能源（氢能、太阳能、核能）√×√××××√√√√√×深度思考雷雨发庄稼，将N2转化为硝酸盐要经过几步转化，每一步转化所需要的分别什么？理由是什么？元素守恒和化合