5.2 氮及其化合物（第1课时 氮及其化合物）-同步备课课件（共22张ppt）（人教版2019必修第二册）

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1课时 氮和氮的氧化物
【考纲要求】
1.了解氮元素的存在和结构，了解氮气的物理性质和
化学性质；
2.通过了解氮的固定，认识化学对社会和工农业生产
的重要作用；
3.了解一氧化氮和二氧化氮的物理性质和化学性质。
氮元素在元素周期表中的位置
氮是一种重要的非金属元素，位于元素周期表的第二周期，VA族
N
原子结构
+7
2
5
氮元素原子最外层有5个电子，氮原子很难得失电子形成离子键，一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质。
一.自然界中氮元素的存在
①游离态：主要以氮分子的形式存在于空气中。
②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、海洋里的硝酸盐和铵盐中。
二.氮气的物理性质
氮气是一种无色无味的气体，难溶于水，密度与空气相近。
三.氮气的结构与化学性质
结构式：N≡N
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，通常情况下很难与其他物质发生化学反应。
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
还原
1.氮气的化学性质
氧化
思考与讨论：金属镁在空气(忽略空气中二氧化碳)中燃烧可生成哪些产物？写出有关反应的化学方程式。
氮的固定
—
概念：将大气中 的氮转化为 的过程
分类
自然固氮
高能固氮(如雷雨天气N2转化为NO)
生物固氮(如豆科植物的根瘤菌固氮)
人工固氮
合成氨(工业上合成氨)
仿生固氮(某些金属有机化合物可起到根瘤菌的作用)
游离态
氮的化合物
2、氮的固定
大气中N2
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?
NH3
尿素及动植物遗体
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土壤中的微生物
氮素化肥
自然界中的氮循环
试一试：写出不同价态的氮的氧化物
氮的氧化物
N2O(笑气)
NO
N2O3
NO2
N2O4
N2O5
氮元素化合价
____
___
____
___
____
____
＋1
＋2
＋3
＋4
＋4
＋5
上述氮的氧化物中属于酸性氧化物的是 。
N2O5和N2O3
四、氮的氧化物
1、一氧化氮(NO)
无色、无味的气体，不溶于水，有毒。
(1)物理性质
(2)化学性质
2NO + O2 = 2NO2
①不与酸、碱反应
②易与O2反应
收集：排水法
易结合血红蛋白，导致人体缺氧
2、二氧化氮(NO2)
(1)物理性质
(2)化学性质
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。
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
收集：向上排空气法
②强氧化性：
可使湿润的淀粉KI试纸变蓝
①与水反应：
③与碱反应：
NO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O
2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O
工业制取硝酸
【实验探究5-5】二氧化氮溶于水的实验
实验
装置

实验
操作
在如图注射器里充入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
振荡注射器
实验
现象
化学
方程式
2NO + O2 = 2NO2
3NO2＋H2O = 2HNO3＋NO
无明显现象
无色气体变为红棕色
红棕色气体变浅至消失,有无色气体生成,注射器活塞向内滑动
思考与讨论
实验5-5中如果要将注射器中的NO充分转化，可以采取什么措施？上述实验对工业上产生硝酸有什么启示？
不断地缓慢通入O2
4NO + 3O2 + 2H2O === 4HNO3
总反应式表示为:
二氧化氮、氧气与水的反应
1.将充满NO2的试管倒置在装满水的水槽里，会有什么现象？最终试管里剩余气体占试管体积的几分之几？
红棕色逐渐褪去，水槽里的水倒吸入试管中，最终气体占1/3
2.将一充满 NO2 的试管倒置于水槽中，同时不断地缓慢通入O2 ，最终液体充满整个试管，该过程的总反应式可表示为：
4NO2 + O2 + 2H2O === 4HNO3
思考:
(1)NO2和NO混合气体溶于水
五.氮的氧化物溶于水的计算
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
V剩 = V(NO)原 + 1/3V(NO2)
可利用气体体积变化差值进行计算
例1.10mLNO2和NO的混合气体通入水中，充分反应后，剩余6mL气体。剩余气体是什么？原混合气体中NO2有多少？
NO
6ml
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ①
2NO + O2 === 2NO2 ②
①×2+ ②得：4NO2 + O2 +2H2O === 4HNO3
(2)NO2和O2混合气体溶于水
例2：常温下，将3LNO2和1LO2混合后充于试管中，并将试管倒立在水槽中，充分反应后，剩余气体是什么？体积有多少？其体积约占试管体积的几分之几？
若是5LNO2和1LO2呢？剩余气体是什么？体积有多少？其体积约占试管体积的几分之几？
O2
1/4L
1/16
NO
1/3L
1/18
2NO + O2 === 2NO2 ①
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ②
①×3 + ②×2得：4NO + 3O2 +2H2O === 4HNO3
(3)NO和O2混合气体溶于水
例3：将1LNO和1LO2的混合气体通入水中，充分反应后
问：剩余的气体是什么？体积是多少？
O2
1/4L
1、发射卫星的运载火箭，其推进剂引燃后发生剧烈反应，产生的大量高温气体从火箭尾部喷出。引燃后产生的高温气体主要是CO2、H2O、N2、NO，这些气体均为无色，但在卫星发射现场看到火箭喷出大量红烟。产生红烟的原因是(　　)A.高温下N2遇空气生成NO2 B.NO遇空气生成NO2C.CO2与NO反应生成CO和NO2 D.NO和H2O反应生成H2和NO2
B
2.在新疆与青海交界处有一山谷， 每当牧民与牧畜进入后，风和日丽的 晴天顷刻间电闪雷鸣，狂风暴雨，把 人畜击毙。人称“魔鬼谷”。然而谷内确是牧草茂盛，四季常青。 老话即雷雨发庄稼
N2+O2==2NO
2NO + O2=2NO2
3NO2+H2O=2HNO3+NO
放电
3、如图所示，试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物)，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满。原来试管中盛装的(　　)
A.可能是N2与NO2的混合气体B.可能是O2与NO2的混合气体C.不可能是NO与NO2的混合气体D.只能是NO2一种气体　
B
巩固练习：
氮及其化合物第一课时（氮气及氮的氧化物）
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