(共19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
1. 据说在新疆与青海两省区交界处有一狭长山谷,这里经常在风和日丽的晴天顷刻电闪雷鸣,下起雷雨,奇怪的是这里牧草茂盛,四季常青,被当地牧民称为“魔鬼谷”。为什么魔鬼谷牧草旺盛
2. 有句谚语“雷雨发庄稼”,你明白其中的化学道理吗?
资料卡片
一、氮气 (N2)
1. 物理性质
用排水法收集
无色、无味、无毒的气体,难溶于水,比空气稍轻,熔沸点低。
实验室如何收集氮气
请同学们画出N2的电子式和结构式,推测N2的化学性质有何特点
结构决定性质
N2的化学性质很稳定
2. 化学性质
在通常情况下,氮气的化学性质 。与氧气不发生反应,但在 条件下,氮分子获得足够的能量,使氮氮三键断裂。
很稳定
放电或高温
3.氮的固定
(1)含义: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。
(2)分类
二、一氧化氮和二氧化氮
1. 物理性质
NO NO2
色、态
气味
密度(与空气相比) 略大
水溶性
毒性
收集方法
无色气体
红棕色气体
无味
有刺激性气味
比空气大
不溶于水
易溶于水
有毒
有毒
排水法
向上排空气法
2. 化学性质
实验装置 实验操作 在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO,然后吸入5 mL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10 mL空气后夹上弹簧夹,观察现象,然后再振荡注射器
现象
_无明显现象__
_无色气体变红棕色__,振荡后__红棕色气体变为无色__
思考:
1. 实验5-5中发生了哪些化学反应?
2. 如果将注射器中的NO充分转化,可以采取什么措施?
2NO + O2 =2NO2
3NO2 + H2O=2HNO3 + NO
4NO+3O2+2H2O===4HNO3
② ×2 得:
6NO2+2H2O=4HNO3+2NO
③
③ + ④得:
①
②
① ×3 得:
6NO + 3O2 =6NO2
④
2NO + O2 =2NO2
3NO2 + H2O=2HNO3 + NO
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
NO2与O2以4︰1的体积比混合,与足量的水反应就可以完全转变成硝酸。
② ×2 得:
(工业合成硝酸)
6NO2+2H2O=4HNO3+2NO
③
① + ③得:
①
②
特别提醒
NO和NO2都是不成盐氧化物,不是酸性氧化物。
N2和O2反应,不管反应物用量和条件如何变化,均只能生成NO。
1
2
1. 据说在新疆与青海两省区交界处有一狭长山谷,这里经常在风和日丽的晴天顷刻电闪雷鸣,下起雷雨,奇怪的是这里牧草茂盛,四季常青,被当地牧民称为“魔鬼谷”。为什么魔鬼谷牧草旺盛
2. 有句谚语“雷雨发庄稼”,你明白其中的化学道理吗?
资料卡片
N2+O2 2NO
放电
2NO + O2 = 2NO2
3NO2+H2O=2HNO3+NO
硝酸与土壤中矿物质作用形成可溶性硝酸盐,成为氮肥被植物吸收。
NO和NO2的尾气处理
1. NO与酸碱都不反应,进行尾气处理时一般用充袋法,
或通入氧气的同时用碱液吸收。
2. NO2与碱溶液能直接反应,可用碱液直接吸收:
2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O
氮的氧化物造成环境污染
世界卫生组织和美国、日本等许多国家已把臭氧或光化学氧化剂(臭氧、二氧化氮(NO2)、过氧乙酰硝酸酯(PAN)及其他能使碘化钾氧化为碘的氧化剂的总称)的水平作为判断大气环境质量的标准之一,并据以发布光化学烟雾的警报。
资料卡片
“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”。
请判断
答案:(1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)√
B
1.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直接化合而得到
C.NO、NO2在一定条件下可相互转化,且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物
D.NO、NO2都有毒,且NO是汽车尾气的有害成分之一
2. 在NO2被水吸收的反应中,发生还原反应和氧化反应的物质的质量之比为 ( )
A.3∶1 B.1∶3
C.1∶2 D.2∶1
C