5.2.1氮和氮的氧化物课件高一下学期化学人教版

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

第1课时氮和氮的氧化物

人教版必修第二册1．结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解氮及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。2．结合实例认识氮及其氧化物的性质，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化。3．认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。学习目标1．通过从结构分析氮和氮氧化物的性质，培养学生“宏观辨识与微观探析”的学科素养。2．通过对氮的氧化物的污染与防治的学习，培养学生“科学态度与社会责任”的学科素养。素养目标素养导向的学习目标

据说在新疆与青海两省区交界处有一狭长山谷，每当人畜进入后，经常电闪雷鸣，狂风暴雨把人畜击毙。然而谷内却是牧草茂盛，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?情境引入一、氮气与氮的固定1．氮元素的位置、结构与存在

(1)位置：第二周期第ⅤA族

知识梳理

(2)结构：

氮原子的最外电子层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去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。1．氮元素的位置、结构与存在知识梳理

(3)存在：氮元素在自然界中主要以氮分子的形式存在于空气中，部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。游离化合(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，或者通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨。(2)人工固氮：人类通过控制条件，将氮气氧化或还原为氮的化合物，最重要的人工固氮途径就是工业合成氨。2．氮的固定知识梳理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。3．N2的性质及应用物理性质

化学性质

无色无味的气体，密度比空气略小，难溶于水，熔点、沸点比O2的低。[注意]氮元素是一种活泼非金属，但N2稳定的原因是N2分子中氮氮三键很稳定，不易断裂，难发生化学反应。知识梳理二、氮的氧化物氧化物的化学式N2ONON2O3NO2、N2O4N2O5氮元素的价态(1)N2O俗称笑气。(2)N2O3、N2O5是HNO2、HNO3相应的酸性氧化物(或酸酐)。(3)NO2与N2O4可相互转化：2NO2N2O41．氮有多种价态的氧化物+1+2+3+4+5知识梳理NONO2颜色无色红棕色毒性有毒有毒溶解性难溶于水易溶于水与O2或与H2O反应2NO＋O2=2NO23NO2＋H2O=2HNO3＋NO收集方法排水法向上排空气法与人体、环境的关系①与血红蛋白结合，使人中毒；②转化成NO2，形成酸雨、光化学烟雾形成酸雨、光化学烟雾2．一氧化氮和二氧化氮知识梳理二氧化氮溶于水的实验实验探究实验步骤实验现象实验结论

把充满NO2的试管倒立水中，再通入O2

3．二氧化氮溶于水的实验分析试管内气体颜色慢慢变为无色，水面不断上升，最后静止在距试管底部约1/3处NO2不能全部被水吸收，有无色气体NO生成水面不断上升，最后试管内无色气体约为原NO2体积的1/3，通入适量O2后液面继续上升，最后试管全部充满液体NO2溶于水生成的NO全部与O2反应被水吸收水面不断上升，最后试管全部充满液体NO2可被NaOH溶液全部吸收2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O实验探究4．氮的氧化物溶于水的计算方法知识梳理3NO2+H2O=

2HNO3+NO2NO+O2=2NO24NO2+O2+2H2O=4HNO34NO+3O2+2H2O=4HNO3合并两个反应

关系式法（1）NO2和O2的混合气体（2）NO2和O2的混合气体V(NO2):V(O2)<4:1O2剩余=4:1恰好完全反应>4:1NO剩余4NO2+O2+2H2O=4HNO34NO+3O2+2H2O=4HNO3V(NO):V(O2)<4:3O2剩余=4:3恰好完全反应>4:3NO剩余知识梳理（3）NO2、NO、O2的三种混合气体通入水中①可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理；②也可先将NO2和H2O反应转化为NO，再按4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3情况处理。

电子守恒法

当NOx转化为硝酸时要失去电子，如果是NOx与O2混合，则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。

原子个数比法V(N):V(O)<2:5O2剩余=2:5恰好完全反应>2:5NO剩余1．常见的污染类型

(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，产生的一种有毒的烟雾。

(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。知识梳理三、氮氧化物对环境的污染及防治(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。(1)调整能源结构，发展清洁能源。(2)研究煤的脱硫技术，改进燃烧技术，减少SO2和氮的氧化物的排放。(3)加强工厂废气的回收处理。(4)改进汽车尾气的处理技术，控制汽车尾气排放标准。2．防治措施知识梳理3．常见的NOx尾气处理方法(1)碱液吸收法

工业尾气中NOx常用碱液吸收处理，NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。

NO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O(2)氨气吸收法

8NH3＋6NO27N2＋12H2O4NH3＋6NO5N2＋6H2O

(3)催化转化法

在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)；NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)(一般适用于汽车尾气的处理)。

2CO＋2NO2CO2＋N2知识梳理

1.下列反应中，不属于氮的固定的是()A．N2和H2在一定条件下合成NH3B．豆科植物把空气中的氮气转化为化合态的氮C．雷电时，空气中的N2与O2反应生成NOD．由NH3制碳酸氢铵和尿素【答案】D【解析】由游离态氮变成化合态氮叫氮的固定，D不符合。随堂检测2.四支试管中分别充满NO、SO2、NO2、Cl2中的一种,把它们分别倒置于盛有水的水槽中，放置一段时间后的现象如图所示。其中原试管充满NO2的是() 【答案】B【解析】根据化学方程式3NO2+H2O=2HNO3+NO可知,剩余气体是反应前的1/3，故B项正确；NO不溶于水,对应D项；SO2对应A项；Cl2对应C项。随堂检测3.在一定条件下，将NO2和O2的混合气体12mL通入足量水中，充分反应后剩余2mL气体(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积为()

①1.2mL②2.4mL③3mL④4mL

A．①②B．②③C．③④D．①④【答案】D【解析】混合气体通入水中，涉及的反应有①4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，②3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。剩余气体为NO或O2。若剩余的气体是O2，则V(NO2)＝(4/5)×(12－2)mL＝8mL，V(O2)＝12mL－8mL＝4mL。若剩余的气体是NO(2mL)⇒6mLNO2，则V(O2)＝(1/5)×(12－6)mL＝1.2mL。随堂检测4.氮氧化物会严重污染大气，所以实验室必须对含有氮氧化物的废气进行处理。用NaOH溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应方程式如下：

①NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O②2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O(1)在反应①中，参加反应的氧化剂和还原剂的质量之比为___________。(2)在反应②中，氧化产物是________，还原产物是________(填化学式)。(3)在反应①②中，参加反应的NaOH均为2mol时，两个反应转移电子数的关系是①________②(