氮气和氮氧化物课件高一下学期化学人教版

桐梓县蟠龙高级中学TONGZIPANLONGSENIORHIGHSCHOOL尊道蟠龙尊道蟠龙第五章化工生产中的重要非金属元素5.2.1

氮气和氮氧化物

桐梓县蟠龙高级中学

高一化学组

舒

霞尊道蟠龙一、氮气与氮的固定位置结构性质既不容易得到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它原子结合成物质，氮元素的最高价为+5，最低价为-3。-3；0；+2；+3；+4；+5

尊道蟠龙一、氮气与氮的固定1、氮元素在自然界存在形态：游离态：主要以氮气分子的形式存在于空气中。(78%)氮气氧气(21%)空气的成分(按体积)化合态：部分存在于动植物体内的蛋白质中；部分存在于土壤、海洋里的的硝酸盐和铵盐中。其他1%尊道蟠龙一、氮气与氮的固定熔点：-210℃沸点：-196℃密度：1.25g/L颜色气味状态密度溶解性无色无味气体密度比空气稍小难溶于水收集氮气时用排水法如何收集N2？思考：熔沸点低会有什么应用？液氮可用作制冷剂2、氮气的性质(1)物理性质：尊道蟠龙[思考]

从化学键的角度分析，氮气的化学性质为什么稳定?氮分子形成过程：电子式

结构式

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。氮氮三键(N≡N)较多稳定很难球棍模型

一、氮气与氮的固定尊道蟠龙(2)化学性质：

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。①金属镁：

，氮气表现

性。②氢气：

，氮气表现

性。③氧气：

，氮气表现

性。氧化氧化还原工业合成氨-30-30+20镁条在空气中燃烧，固体产物有几种？一、氮气与氮的固定尊道蟠龙[拓展]镁条在空气中燃烧，固体产物有几种？2Mg+CO2===2MgO+C点燃3Mg+N2===Mg3N2点燃2Mg+O2===2MgO点燃剧烈燃烧，发出耀眼白光，放热不能用CO2灭火器灭火一、氮气与氮的固定3、氮的固定将大气中_______的氮转化为

的过程叫做氮的固定。游离态氮的化合物(NH3和NO3-)①含义:②分类:氮的固定自然固氮高能固氮生物固氮合成氨仿生固氮人工固氮(豆科植物根瘤菌固氮)一、氮气与氮的固定“雷雨发庄稼”尊道蟠龙一、氮气与氮的固定自然界中氮的循环尊道蟠龙课堂练习CD尊道蟠龙二、一氧化氮和二氧化氮氧化物

NON2O3

N2O5

对应氮的化合价＋1＋2

＋4＋4＋5N2ONO2N2O4＋3N的氧化物的种类——它们都有毒，是大气污染物。上述氮的氧化物中属于酸性氧化物的是N2O5和N2O3也是酸酐

NO2和N2O4是两种不同的氧化物，通常情况下，NO2能进行自身二聚:2NO2(红棕色)

N2O4(无色)，故NO2中总混有N2O4)NO与碱、酸都不能反应生成盐和水，属于不成盐氧化物和非酸性氧化物。NO2与碱溶液发生氧化还原反应生成两种盐，属于非酸性氧化物。2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O（NO2的尾气处理）尊道蟠龙氧化物颜色气味毒性密度水溶性收集方法NONO2无色红棕色无味刺激性气味有毒有毒略大比空气大不溶易溶排水法向上排空气法NO有毒(易结合血红蛋白使人中毒)NO2有毒(刺激腐蚀呼吸道黏膜)都是不成盐氧化物二、一氧化氮和二氧化氮1、NO、NO2的物理性质尊道蟠龙2、NO、NO2的化学性质【实验5-5】实验操作现象结论在一支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，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。2NO+O2==2NO2

(NO的鉴别)无明显现象NO不溶于水也不与水反应气体由无色变红棕色震荡后气体由红棕色变无色3NO2+H2O==2HNO3+NO1、工业制取硝酸。2、除NO气体中混有的少量NO2气体杂质。二、一氧化氮和二氧化氮(歧化反应)二、氮的氧化物溶于水的相关计算(难点)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。二、氮的氧化物溶于水的相关计算(难点)类型一：NO和O2的混合气体溶于水4：12NO＋O2＝2NO2

①

3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO

②

①×3＋②×2消去NO2：4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3当V(NO)：V(O2)˂4:3O2过量，剩余O2=4:3恰好完全反应>4:3NO过量，剩余NONO和O2以

的比例通入水中，试管全充满。4：3二、氮的氧化物溶于水的相关计算(难点)类型二：NO2和O2的混合气体溶于水4：13NO2＋H2O＝2HNO3＋NO①

2NO＋O2＝2NO2②

①×2＋②

消去NO：4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3当体积比V(NO2)：V(O2)˂4:1O2过量，剩余O2=4:1恰好完全反应>4:1NO2过量，剩余NONO2和O2以

的比例通入水中，试管全充满。

注意：若有气体剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。4：1尊道蟠龙NO和NO2的性质总结NONO2物理性质毒性与水与O2与O2、H2O收集方法2NO+O2=2NO24NO+3O2+2H2O=4HNO34NO2+O2+2H2O=4HNO3无色，无味，难溶于水有毒红棕色，刺激性气味，易溶于水3NO2+H2O=2HNO3+NONONO2O2H2O常用排水法常用向上排空气法三、氮的氧化物污染的处理[拓展阅读]氮氧化物对环境的污染(1)NOx在紫外线作用下与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生光化学烟雾。(2)NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面形成酸雨。(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，比CO的结合能力更强。三、氮的氧化物污染的处理(1)碱液吸收法：用NaOH溶液可以吸收废气中的NO2、NO：①NO＋NO2＋2NaOH==2NaNO2＋H2O②2NO2＋2NaOH==NaNO2＋NaNO3＋H2O(2)催化转化法：安装汽车尾气催化转化器可将NO和NO2转化为两种无污染的气体：2NOx+2XCON2+2XCO2催化剂

∆拓展延伸1[提示]

由于NO2和Br2在性质上有不少相似性：①均具有氧化性；②溶于水均有酸生成；③均可与碱反应；④均为红棕色等。所以不能用淀粉－KI试纸、pH试纸、NaOH溶液来鉴别，[思考]

NO2和溴蒸气都是红棕色、有刺激性气味气体，怎样区别？但二者性质又有差别，可以用下列方法鉴别：①AgNO3溶液：②CCl4：③用水洗法：加溴产生淡黄色沉淀，加NO2不变色。CCl4层有色的是溴。溴溶于水即为溴水(橙黄色)，NO2溶于水得到硝酸。尊道蟠龙[典例1]下列关于NO的叙述正确的是()A．NO是一种红棕色的气体B．常温常压下，NO不能与空气中的氧气直接化合C．NO可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到D．NO易溶于水，不能用排水法收集[典例2]下列对NO、NO2的描述，不正确的是(

)A、NO2是红棕色气体，易溶于水，不是酸性氧化物B、NO可以用排水法收集，但不能由N2和O2直接化合得到C、NO、NO2可相互转化，且两者都是引起光化学烟雾的污染物D、NO、NO2都有毒，且NO是汽车尾气的有害成分之一CB对应训练[典例3](1)若试管中装10molNO2，则通入多少摩尔O2可以使NO2充分