5.2氮及其化合物 （共13张ppt）第一课时（教学课件）-高中化学人教版（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
第一课时
氮元素在元素周期表中的位置
氮元素位于元素周期表的第二周期，VA族。
+7
2
5
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。在自然界里，氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中，部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。
空气中氮气的体积分数约为78%
N
氮原子结构示意图：
1、物理性质：
一、N2
无色、无味难溶于水的气体
2、氮气的结构：
3、化学性质：
结构式：
电子式：
性质稳定不活泼、有氧化性和还原性（有-3、+1、+2、+3、+4、+5价）
N2在__________等条件下，N2获得足够的能量，使N≡N断裂。写出N2与Mg、H2、O2反应的化学方程式。
①______________________；
②________________________；
③_______________________。
N2+O2 2NO
放电或高温
=======
N2 + 3H2 2NH3
催化剂
高温、高压
高温、放电
N2 + 3Mg === Mg3N2
点燃
在反应中氮气分别体现出什么性质？
还原性
氧化性
氧化性
4、氮的固定：
⑴定义：
⑵分类：
将大气中_______的氮转化为___________的过程。
游离态
含氮化合物
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。
哈伯
(F.Haber，1868-1934)
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，
为促进世界农业发展做出了重大贡献。
人 工 固 氮
合 成 氨
科学史话
有句谚语叫做“雷雨发庄稼”，你知道其中的科学道理吗？
自然界中氮的循环
二、NO和NO2
⑴ 物理性质
无色
无味
红棕色
刺激性
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}物质
颜色
状态
气味
毒性
水溶性
NO
NO2
气体
气体
有毒
有毒
不溶
易溶
(2) 化学性质【实验5-5】
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}实验
操作
在一支50 mL的注射器里充入20mL 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________________
无明显现象
无色气体变红棕色
红棕色变为无色
实验5-5发生了哪些化学反应？如果将注射器中的NO充分转化，可以采取什么措施？上述实验对工业生产硝酸有什么启示？
2NO+O2===2NO2
3NO2+H2O===2HNO3+NO
措施：
可以用注射器不断吸入空气，然后使注射器里的气体充分与水反应
启示：
硝酸工业常在吸收反应进行过程中，补充一些空气，使生成的NO被氧化成NO2，NO2溶于水又生成HNO3和NO，经过多次氧化和吸收，NO2可以比较完全被水吸收，能够尽可能地转化为HNO3
解题启示：
把上述两个反应式加起来，可以分别得到：
4NO+3O2+2H2O===4HNO3
4NO2+O2+2H2O===4HNO3
反应方程式：
性 质
NO
NO2
物理性质

毒 性

与水反应

与氧气反应

实验室制备
收集方法
其他
对环境影响
无色、无味的有毒气体，难溶于水
红棕色、有刺激性气味、易液化的有毒气体
不反应(难溶于水)
3NO2+H2O==2HNO3+NO
2NO+O2==2NO2
不反应
铜与稀硝酸反应
铜与浓硝酸反应
常用排水法
常用向上排空气法
2NO2 N2O4
导致光化学烟雾和酸雨，破坏臭氧层
有毒（跟血红蛋白结合）
有毒
【总结】
【课堂练习】
如图所示的试管中装有12 mL NO，然后间歇缓慢地通入8 mLO2。
有关最终状态的描述：①试管内气体呈红棕色，②试管内气体呈无色，
③试管内液面不变，④试管内液面上升，⑤试管内气体是O2，
⑥试管内气体是NO 。其中正确的是(　　)
C
A． ①③ B． ②④⑤ C． ②④⑥ D． ②③⑤
2. 在容积为672 mL的烧瓶中充满NO和NO2的混合气体，将其倒立在水槽里，去塞后再通入280 mL氧气，恰好完全反应，且液体充满烧瓶(气体体积都已折合为标准状况下的体积)，下列有关叙述正确的是(　　)
B
A． 总反应为NO＋NO2＋O2＋H2O === 2HNO3
B． 总反应为4NO＋8NO2＋5O2＋6H2O === 12HNO3
C． 生成硝酸的物质的量浓度均为0.030 mol·L－1
D． 生成硝酸的物质的量浓度约为0.060 mol·L－1
0.03mol
0.0125mol
0.045mol/L
4. 用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下：
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O
现有V L某NaOH溶液能完全吸收n mol NO2和m mol NO 组成的大气污染物。
3. 同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的两种气体，它们是①NO和NO2，②NO2和O2，③NO和N2。现将3支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列关系正确的是(　　)
A．V1>V2>V3 B．V1>V3>V2 C．V2>V3>V1 D．V3>V1>V2
D
⑴所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为 mol/L
⑵若所得溶液中c(NO3-:NO2-)=1:9，则原混合气体中NO2和 NO的物质的量之比 n:m = 。
3∶2
m+n
V