人教版（2019）高中化学必修二 5.2 氮及其化合物 第一课时 课件（28张ppt）

(共28张PPT)
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
第一课时
氮气与氮的固定　一氧化氮和二氧化氮
宏观辨识与微观探析：通过分析氮气分子的结构，了解氮气的化学稳定性。
变化观念与平衡思想：通过对NO和NO的性质及相互转化的学习，了解相关计算。
科学态度与社会责任：结合生产、生活实例，了解氮的固定的概念及意义。
科学态度与社会责任：
1、掌握氮气、氮氧化物的重要化学性质，培养变化观念。
2、了解氮及其化合物对环境的影响和环境保护的重要意义，增强环保的意识和责任感。
核心素养：
1.空气中主要含有氮气和氧气,其中氮气的性质稳定,可作保护气。
2.N2的密度与空气相差不大,不可采用排空气法收集,可用排水法收集。
3、氮分子内两个氮原子以________结合，所以化学性质稳定。
一、氮气与氮的固定
1、存在：自然界中以 和 两种形式存在。
游离态
化合态
2、氮气的物理性质：
通常情况下氮气难与其他物质发生化学反应，无法被大多数生物体直接吸收。
（原因：氮分子内两个氮原子之间以共价三键结合,断开该化学键需要较多的能量）
色、味、态： 、 、 ；密度：比空气 ；溶解性： 水。
无色
无味
气体
略小
不溶于
3、氮气的化学性质：
但在高温、放电等条件下，氮气能够与镁、氧气、氢气等物质发生化合反应。
氮气与金属或非金属单质的反应
N2＋O2 2NO
N2＋3H2 2NH3
①与O2反应化学方程式为： .
②工业合成氨化学方程式为： .
③与Mg反应化学方程式为： .
氮显-3价
氧化剂
氮显＋2
还原剂
4、氮的固定
(1)定义：
(2)分类
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 将氮气转化为 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是 工业合成氨 。
将大气中游离态的氮 转化为 氮的化合物 的过程。
自然界中氮的循环
二、一氧化氮和二氧化氮
N2O、NO、N2O3、NO2 、N2O4、N2O5
＋1
＋2
＋3
＋4
＋4
＋5
HNO2
HNO3
亚硝酸
硝酸
只有N2O3和N2O5是酸性氧化物
2NO2 N2O4
无色
红棕色
1、氮的氧化物
2、一氧化氮和二氧化氮
（1）.物理性质
2.化学性质
(1)常温下，NO不稳定,易与O2结合。
化学方程式为2NO+O2 === 2NO2。
(2)NO2溶于水时与水发生反应。
化学方程式为3NO2+H2O === 2HNO3+NO。
4、与人体、环境的关系
NO：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
NO2 ：形成酸雨、光化学烟雾
练习：下列气体都有毒，使人中毒的原理与CO相似的是（ ）
A.Cl2 B.SO2 C.NO D.NO2
C
3、NO和NO2 的收集方法：
NO： 只能用排水集气法收集
NO2: 只能用向上排空气法收集
在新疆和青海交界处有一狭长山谷，每当牧民和牲畜进入后，风和日丽的晴天顷刻间电闪雷鸣，狂风大作，人畜往往遭雷击倒下。奇怪的是这里的牧草茂盛，四季常青，被当地牧民称为“魔鬼谷”。你能用化学方程式及必要的文字叙述解释“魔鬼谷”牧草茂盛、四季常青的原因吗
思考: 解释“雷雨发庄稼”的原理。
2NO + O2 = 2NO2
N2 + O2 = 2NO
放电
3NO2 + H2O = 2HNO3 +NO
知识扩展---明星分子NO
1998年诺贝尔奖获得者伊格纳罗发现少量的NO在生物体内许多组织中存在，它有扩张血管、免疫、增强记忆等功能，成为当前生命科学的研究热点，NO亦称为“明星分子”。
课堂练习：
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)NO和NO2的颜色、气味、水溶性不同,但它们都是有毒的气体。(　)
(2)实验室只能用排水法收集NO,用向上排空气法收集NO2。(　　)
(3)NO具有较强的还原性,在空气中极易被氧化。(　　)
(4)将盛满NO的试管打开塞子置于空气中,无色气体变为红棕色。(　)
(5)打磨好的镁带在空气中燃烧可得到纯净的Mg3N2。(　　)
√
√
√
√
×
2、下列过程没有起到氮的固定作用的是(　　)
A. N2与O2反应生成NO
B. NH3经催化氧化生成NO
C. N2与H2在一定条件下合成氨
D. 豆科植物的根瘤菌将空气中的氮气转化为含氮化合物
B
3、下列有关NO的叙述正确的是 (　　)
A．NO是无色气体，可用排空气法收集
B．常温下，氮气与氧气混合就可迅速产生NO
C．常温下，NO很容易与空气中的O2化合生成NO2
D．一定条件下，N2和O2反应可以直接合成NO2
C
知识拓展：
一、如何鉴别二氧化氮和溴蒸气？
①溶于水所得溶液为无色的是NO2，溶液为黄色的为溴蒸气；
②加入CCl4，无明显现象的为NO2，CCl4溶液为橙色的为溴蒸气；
③加入AgNO3溶液，有淡黄色沉淀生成的为溴蒸气，无沉淀生成的为NO2。
知识拓展：
二、氮的氧化物溶于水的有关定量关系
1、相关反应原理：
3NO2+H2O === 2HNO3+NO ①
2NO+O2 === 2NO2 ②
由方程式①×2+②得： 4NO2 + O2 +2H2O === 4HNO3 ③
由方程式①×2+②×3得：4NO + 3O2 + 2H2O === 4HNO3 ④
2．NO2和O2混合气体溶于水的计算
由 4NO2＋O2＋2H2O = 4HNO3可知，当体积比：
V(NO2)∶V(O2)＝
(1)当O2过量时
V(NO2)＝ （V总 - V剩 ），V(O2)＝V总－V(NO2)
(2)当NO2过量时
剩余NO的体积为V余，相当于剩余NO2的体积为3V余，
则V(O2)＝ (V总－3V余)，V(NO2)＝ (V总－3 V余)＋3V余
[例] 容积为10mL的试管，充满NO2和O2的混合气体，把试管倒立在水槽中，若充分反应后，试管中尚有1mL气体，则原混合气体中各为多少毫升？
⑴ 当O2过量，剩余1mL为O2 。
V(O2) = =2. 8mL
V(NO2) = =7. 2mL
⑵ 当NO2过量，剩余为1mLNO，则过量的NO2体积为3mL
V(O2) = 1. 4mL
V(NO2) = 8. 6mL
3．NO与O2同时通入水中
由：4NO＋3O2＋2H2O = 4HNO3 可知，当体积比：
V(NO)∶V(O2 ) =
典例：一定条件下,将等体积的NO和O2充入同一试管,并将试管倒立于水槽中,充分反应后剩余气体的体积约为原气体总体积的(　　)
C
[例] 容积为10mL的试管，充满NO和O2的混合气体，把试管倒立在水槽中，若充分反应后，试管中尚有3mL气体，则原混合气体中各为多少毫升？
⑴ 当O2过量，剩余3mL为O2 。
V(O2) =6mL
V(NO) =4 mL
⑵ 当NO过量，剩余3mL为NO。
V(O2) = 3
V(NO) = 7mL
4．NO2、NO、O2三种混合气体通入水中
(1)可先将NO和O2转化为NO2，再按 4NO2＋O2＋2H2O = 4HNO3 情况处理．
(2)也可先将NO2和H2O反应转化为NO，按 4NO＋3O2＋ 2H2O = 4HNO3 情况处理．
练习：将充有m mL NO和n mL NO2气体的试管倒立于水槽中，然后通入相同状况下的m mL O2，若已知n＞m,则充分反应后试管中的气体在相同状况下的体积为( )
A. mL B. mL C mL D.3(n-m) mL
B
4NO + 3O2+2H2O====4HNO3
4 3
m m
余O2（m- m）= m mL
4NO2 + O2 + 2H2O====4HNO3
4 1
m m
故余NO2 （n-m） mL
最后的气体为NO，V（NO）= （n-m） mL。
解析：
如图所示,室温下向盛有3.0 mL NO的试管中缓缓通入1.5 mL O2(所有气体体积均在标准状况下测定)。
请回答下列问题:
(1)写出观察到的现象:
①　 ;
②　 ;
③　 。
(2)最终试管中剩余的气体是　　　　,体积为　　　。
答案:(1)①通入O2后试管内气体变为红棕色　②试管内液面升高　③最后试管内液体没有全部充满,有无色气体剩余
(2)NO　1.0 mL
谢 谢 观 看 ！