2022-2023学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册5.2.1氮气及氮的固定 NO、NO2 课件（23张PPT)

(共23张PPT)
第二节 氮及其化合物
第1课时 N2与氮的固定 NO和NO2
揭秘自然
谚语“雷雨发庄稼”
在新疆与青海交界处有一山谷，人称“魔鬼谷”。经常电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击毙。然而谷内却是牧草茂盛，四季常青。你知道这是为什么吗？
氮元素在元素周期表中的位置
第二周期，VA族
氮原子的最外层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。一般通过共用电子对与其他原子结合。
主要以游离态形式存在于空气中，部分以化合态形式存在于多种无机物及有机物。
1. 氮气的结构
由于氮分子内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，无法被大多数生物体直接吸收。
（一）氮气
一、氮气与氮的固定
2. 氮气的化学性质
（一）氮气
N2+3Mg === Mg3N2
N2+O2 ==== 2NO
N2+3H2 2NH3
点燃
放电或高温
高温、高压
催化剂
一、氮气与氮的固定
（二）氮的固定
1. 含义: 将大气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程叫做氮的固定。
2. 分类:
自然界中氮的循环
1909年，德国化学家哈伯经过反复的实验研究后发现，在500~600℃、17.5~20.0MPa和锇为催化剂的条件下，反应后氨的含量可达到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。
人 工 固 氮
合 成 氨
德国化学家，第一个从空气中制造出氨的科学家，使人类从此摆脱了依靠天然氮肥的被动局面，加速了世界农业的发展，因此获得1918年诺贝尔化学奖。
弗里茨·哈伯——合成氨之父
“他是天使，为人类带来丰收和喜悦，
是用空气制造面包的圣人”
N2+3H2 2NH3
高温、高压
催化剂
判断下列说法的正误(正确的画“√”,错误的画“ ”)。
1.氮在自然界中只以游离态形式存在 (　　)
2.N2在高温条件下与O2发生反应生成NO (　　)
3.豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮属于氮的固定,发生的是化学变化(　　)
4.工业合成氨的过程是固氮的过程 (　　)

√
√
√
二、一氧化氮和二氧化氮
1. 物理性质
NO：无色、无味、不溶于水的有毒气体。
NO2：红棕色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水。
实验一：NO和O2的反应
实验二：NO2和H2O的反应a
实验5-5：NO2和H2O的反应b
实验5-5
图5-10 二氧化氮溶于水的实验
实验 操作 在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，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10 mL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________________
原理
无明显现象
无色气体变红棕色
红棕色变为无色，同时注射器向内移动
2NO+O2===2NO2
3NO2+H2O===2HNO3+NO
NO不与水反应
二、一氧化氮和二氧化氮
2. 化学性质
3NO2+H2O====2HNO3+NO
2NO+O2====2NO2
4NO2+O2+2H2O====4HNO3
4NO+3O2+2H2O====4HNO3
启示：O2要过量，反复氧化和吸收。
如果要将注射器中的NO充分转化，可以采取什么措施
2. 化学性质
二、一氧化氮和二氧化氮
氮的其它氧化物
化合价 +1 +2 +3 +4 +5
对应氧化物 N2O笑气 NO N2O3 NO2 、N2O4 N2O5
污染造成的危害
NOx对环境的污染的危害
1
2
三危害
酸雨
硝酸型酸雨
臭氧层的破坏
2O3 3O2
NOx
3
光化学烟雾
氮氧化物＋碳氢化合物→光化学烟雾
污染来源
NOx对环境的污染的防治
汽车尾气
硝酸工厂、氮肥厂、金属的冶炼厂的废气
化石燃料的燃烧
污染防治
开发清洁能源
安装尾气转化装置
工业废气处理
现学现用
NO只能排水法
NO2只能向上排空气法
1、如何收集NO和NO2 气体？
2、如何集除去NO中NO2 ？
混合气通过水洗
3. 请同学们用简单的化学方程式来解释“魔鬼谷”牧草茂盛的原因。
2NO + O2 = 2NO2
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
N2 + O2 = 2NO
放电
N2
NO
NO2
HNO3
硝酸盐
O2
放电
O2
H2O
矿物质
4、盛有NO和NO2的混合气体的量筒倒立在盛有水的水槽中，过一段时间后，量筒内的气体体积减小为原来的一半。
则原混合气体中NO和NO2的体积比是
A．3∶1 B．1∶3 C．2∶1 D．1∶2
B
5.将体积为10mL的试管倒置于盛水的水槽中，先向试管中注入一定量的NO，再通入O2，两种气体共为10mL，水面逐渐上升，至余3mL气体时为止。求原混合气体中NO和O2各多少毫升？
解（1）若剩余气体为NO，则氧气完全反应，设氧气的体积为x
4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3
4 3
x
7-x
4x= 3（7-x）
x=3mL V(NO)=7mL
（2）若剩余气体为O2,则NO完全反应，设NO的体积为y
4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3
4 3
7-y
y
3y =4（7-y）
y=4mL V(O2)=6mL