5.2.1氮气与单的固定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

氮气与氮的固定【学习目标】1.了解氮元素的存在和结构，了解氮气的物理性质和化学性质;2.通过自然界中的氮循环，了解氮循环的基本过程，认识化学对社会和

工农业生产的重要作用。氮元素“位——构——性”氮元素位于元素周期表中第二周期ⅤA族N+725氮原子的最外电子层有5个电子，易得到3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。主要化合价：-3、0、+2、+4、+5自然界中氮元素的存在形式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主要以氮气分子的形式存在于空气中游离态:化合态:一、氮气与氮的固定1.氮气(1)物理性质：无色、无味的气体，密度与空气接近，难溶于水

氧气

熔点：-218.4℃

沸点：-183℃

密度：1.25g/L【思考】对比氧气和氮气的沸点，如何从空气中获得氮气？空气(气态)低温

加压空气(液态)N2(气态)O2(液态)【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？医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术液氮食品低温超导(2)分子组成与结构分子式：电子式:N

N

N2结构式：NN空间结构：直线形球棍模型：

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，通常情况下难以与其他物质发生化学反应。（3）氮气的化学性质①与金属单质(Mg、Li、Ca、Sr、Ba、Al等)反应N2+3Mg===Mg3N2点燃需要加热才能发生②与非金属单质(O2、H2、B、Si等)反应N2+O2======2NO放电或高温

N2+3H22NH3

人工固氮自然固氮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高能固氮生物固氮豆科作物根瘤菌将N2转化成氮大自然通过闪电释放的能量将空气中的N2转为氮的化合物

自然界中氮的循环图（4）氮气的制备①工业制法：工业上由液态空气分馏来获得氮气②实验室制法：NH4Cl+NaNO2=====NaCl+N2+2H2O加热（5）氮气的用途①制备物质：化肥、氨、硝酸等化合物的制备；②惰性保护：用于焊接金属、填充灯泡、保存食品

③制冷剂：低温粉碎等的制冷剂、冷却剂；焊接保护气合成氨

由于氮气的化学性质很不活泼，以氮气和氢气为原料合成氨的工业化生产曾是一个较难的课题。1909年德国化学家哈伯实验研究发现，在500~600℃、17.5MPa~20.0MPa和锇为催化剂的条件下，氮气和氢气反应后氨含量可超过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，很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题，是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。【科学史话】【练习1】下列有关氮气的说法正确的是(

)A.氮气是由氮原子构成的双原子分子,所以化学性质不活泼B.医学上常用液氮做冷冻剂,在冷冻麻醉条件下做手术,是利用氮气化

学性质的不活泼性C.H2与N2在一定条件下反应生成NH3,反应中N2体现氧化性D.电闪雷鸣的雨天,雨水中会含有一定量的硝酸,其中可能发生的反应有N2+2O2=2NO2C【练习2】氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用如图表示。