5.2氮及其化合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1课时第二节氮及其化合物游离态：主要以

的形式存在于空气中。化合态：部分存在于动植物体内的

中；部分存在于土壤、海洋里的

中。氮元素在自然界中的存在氮分子蛋白质硝酸盐和铵盐(78%)氮气氧气(21%)空气的成分(按体积)观察实验桌上的氮气，总结氮气的物理性质探究一氮气氮气的物理性质氮气氮气氮气的物理性质收集氮气时用排水法颜色气味状态密度熔点沸点溶解度无色无味气态1.25g·L-1-210℃-196℃难溶于水密度比空气大氮在元素周期表中的位置氮元素位于元素周期表中：第二周期ⅤA族氮原子得失电子情况氮气与氮的固定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。氮原子结构示意图N+725氮气在空气中的体积分数为78%，化学性质稳定，这是为什么呢？(从化学键的角度分析)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，无法被大多数生物体直接吸收。氮气的稳定性氮气与氮的固定氮气共价三键(N≡N)较多稳定很难分子结构氮气氮气与氮的固定在高温、放电等条件下，氮分子获得了足够的能量，使N≡N断裂，氮气能够与镁、氧气、氢气等物质发生化合反应，氮气分子中氮元素化合价为0，是氮元素的中间价态，在一定条件下能表现出氧化性或还原性。氮气氧化性氧化性N2+O22NON2+3H2

2NH3还原性N2+3MgMg3N2

(工业合成氨)用途

化学性质不活泼—保护气焊接金属时用氮气作保护气灯泡中充氮气以延长使用寿命食品包装中充氮气以防腐氮气与氮的固定氮气氮气的用途液氮—制造低温用途

医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能氮气的用途氮气与氮的固定氮气化肥和化工原料氮肥硝酸用途

氮气的用途氮气与氮的固定氮气请同学们回顾所学内容，判断下列问题的对与错问题1氮元素有多种化合价，其最高正价为＋5价(

)氮原子与其他原子只能形成共价键，不能形成离子键(

)氮气常用作焊接金属、填充灯泡、保存食品的保护气(

)白磷(P4)在空气中能自燃而氮气能稳定存在，说明磷元素非金属性比氮元素强(

)在高温、高压、催化剂条件下，1molN2与3molH2混合可生成2molNH3(

)问题2问题3问题4问题5农谚有云：“种豆子不上肥，连种几年地更肥”空气中氮元素丰富，但大多数的植物不能直接利用，豆科植物与根瘤菌共生可以将氮气转化成植物需要的氮素营养，同时固定的氮素也会释放到土壤中，从而被其他植物利用。那么，自然界是怎样通过氮的循环为生物体提供氮元素的呢？(2)分类：

游离态含氮化合物(1)含义：将大气中_______的氮转化为________的过程叫做氮的固定。

氮气与氮的固定观察氮在自然界中的循环，回答相关问题探究二氮气与氮的固定大部分以氮气的形式存在，少部分以化合物的形式(如硝酸盐、铵盐、蛋白质等)存在氮在自然界中主要存在形式有哪些？思考1人体里的蛋白质中的氮元素是从哪儿来的？思考2人体里蛋白质中的氮是从外界摄入的，特别是肉类、蛋类物质等。若溯本求源，则来自大气中的N2自然界中有哪些固定氮的途径？思考3自然界中固氮主要有自然固氮和人工固氮，自然固氮有高能固氮(雷电作用)、生物固氮(豆科植物)氮循环中，有的对人类生产生活有益，有的则产生负面作用，请举例说明。思考4有益：人工固氮如合成氨，为农作物的生长提供了必需的氮元素等有害：工业废气、汽车尾气中的氮氧化物会造成大气污染等【例1】下列关于性质的叙述中错误的是()A.任何物质在氮气中都不能燃烧B.氮气既具有氧化性，又具有还原性C.将空气中的氮气转变成含氮化合物属于氮的固定D.氮气与氧气在一定条件下反应生成一氧化氮【例2】下列叙述与氮的固定无关的是()A.工业上氮气与氢气化合成氨B.工业上将氨转化为硝酸和其他含氮化合物C.豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为含氮化合物D.电闪雷鸣的雨天，空气中的氮气会与氧气发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收AB【例3】硝酸盐在某些细菌作用下转化成氮气为自然固氮(

)思考与讨论1、氮元素都有哪些化合价呢？元素化合价-30+1+2+3+4+5对应物质NH3N2N2ONON2O3NO2N2O5N2O4HNO3NH4ClHNO2N2O俗称笑气，具有麻醉作用。NO和NO2是氮的两种重要氧化物。观察实验桌上的两瓶气体，总结一氧化氮、二氧化氮的物理性质探究三一氧化氮和二氧化氮一氧化氮二氧化氮二、一氧化氮和二氧化氮1、一氧化氮一氧化氮是________色的_______气体，_______溶于水。无有毒不二、一氧化氮和二氧化氮2、二氧化氮二氧化氮是________色的有______________有毒气体，密度比空气_______，易液化，_______溶于水。红棕刺激性气味大易实验探究【实验5-5】如图5-10所示，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，观察现象。打开弹簧夹，快速吸入10mL空气后夹上弹簧夹，观察现象。振荡注射器，再观察现象。10203040mL50图5-10二氧化氮溶于水的实验实验装置

实验操作在一支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,观察现象,然后再振荡注射器现象___________________________,振荡后________________无明显现象无色气体变红棕色红棕色变为无色2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO3、NO、NO2的化学性质NO、NO2溶于水的实验探究【实验5-5】①NO→NO2:_____________________;②NO2→NO:__________________________(工业制取硝酸)。2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO（3）NO与NO2可以相互转化。（4）NOx的尾气处理方法

（碱液吸收法）2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2ONO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O（NO和NaOH不反应）【思考1】[实验5-5]如果将注射器中的NO充分转化，可以采取什么措施？上述实验对工业生产硝酸有什么启示？不断地缓慢通入O2工业生成硝酸的启示①NO与O2同时通入水中化学方程式为：4NO+3O2+2H2O=4HNO3②NO2和O2混合气体溶于水化学方程式为：4NO2+O2+2H2O=4HNO3NONO2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形成酸雨、光化学烟雾形成酸雨、光化学烟雾NO和NO2的性质比较在这个过程中要通入多少的O2，NO才能完全转变成HNO3呢？

工业生产硝酸，将尾气(NO)吸收通入足量的氧气后再溶解于水，经过多次循环氧化、溶解，可充分利用原料，并减少NO的排放，保护环境。一氧化氮和二氧化氮混合气体NO、NO2、O2溶于水的计算类型一：NO和O2混合溶于水NO和O2混合体积比4:3(或物质的量比)可以完全转变成硝酸2NO+O2=2NO2反应一：①3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO反应二：②①×3＋②×24NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3一氧化氮和二氧化氮混合气体NO、NO2、O2溶于水的计算类型一：NO和O2混合溶于水＝4∶3，恰好完全反应＞4∶3，剩余NO＜4∶3，剩余O2

V(NO)V(O2)一氧化氮和二氧化氮混合气体NO、NO2、O2溶于水的计算类型二：NO2和O2混合溶于水NO2和O2混合体积比4:1(或物质的量比)可以完全转变成硝酸3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO反应一：①2NO+O2=2NO2反应二：②①×2＋②4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3一氧化氮和二氧化氮混合气体NO、NO2、O2溶于水的计算类型二：NO2和O2混合溶于水＝4∶1，恰好完全反应＞4∶1，NO2过量，剩余NO＜4∶1，O2过量，剩余O2

V(NO2)V(O2)氮的氧化物或氮的氧化物与O2的混合气体溶于水时，剩余的气体可能是O