第五章第二节第一课时氮及其氧化物课件(共22张PPT)2022-2023学年下学期高一化学人教版（2019）必修第二册

(共22张PPT)
第二节 氮及其化合物
第1课时 氮及其氧化物
新教材.必修一
学习目标
1、掌握NO和NO2的物理性质和化学性质
2、初步学会有关氮氧化物的计算。
3、了解的氮氧化物、二氧化硫等污染物的来源、
危害及防治，增强环保意识
资料一：
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？
资料二：
有句谚语“雷雨发庄稼”，
你明白其中的化学道理吗？
科学视野
雷雨天时在闪电的作用下空气中氮气与氧气反应生成NO，然后发生NO→NO2→HNO3，
HNO3随雨水进入土壤，为植被提供了丰富的氮肥。
游离
人工
化合
1.氮的固定
①氮原子的结构
原子结构示意图: ________,一般通过 ___________ 与其他原子结合。
共用电子对
2.氮气
(1)物理性质： 色 味气体，密度比空气略小， 溶于水。
(2)化学性质
无
无
难
写出有关化学方程式：
①_____________________；
②_________________________；
③________________________。
(3)液氮的应用
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。
哈伯
(F.Haber，1868-1934)
工 业 合 成 氨
N2+3H2 2NH3
高温高压
催化剂
(3)下列氮气的用途叙述中，分别应用了氮气的什么性质？
①文物馆将贵重文物保存在氮气中。
②氮气是合成氨工业的重要原料。
③雷电是自然界重要的固氮方式。
④医疗上，液氮是常见的冷冻剂。
答案　N2的稳定性　
答案　N2的氧化性　
答案　N2的还原性
答案　N2的沸点低，液氮易汽化，
且汽化吸收热量
3.氮的氧化物
氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1→＋5价都有对应的氧化物，如N2O、 、N2O3、NO2(或 )、N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、 。
NO
N2O4
N2O5
4.氮氧化物对环境的污染及防治
①光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。
②酸雨：NOx排入大气中后与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。
③破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。
④NO与血红蛋白结合使人中毒。
5.氮氧化物防治
①碱液吸收法
②催化转化法
在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)，或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。
2NO2＋2NaOH NaNO3＋NaNO2＋H2O
NO2＋NO＋2NaOH 2NaNO2＋H2O
2NOx+2XCO N2+2XCO2
催化剂

N2＋2CO2
NO NO2
色
味
水溶性
密度
与水反应
与O2反应
收集方式
红棕色
排水法
向上排空气法
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
×
×
2NO + O2 = 2NO2
无色
讨论抢答
NO与NO2的比较
刺激性气味
无味
易溶
不溶
比空气大
比空气略小
NO
NO2
O2
H2O
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 ___________ _________________，
振荡后 __________________。
结论 在一定条件下,NO与NO2可以相互转化 ①NO→NO2: ______________； ②NO2→NO: ____________________(工业制取硝酸)。 无明显现象
无色气体变红棕色
红棕色变为无色
(3)实验探究:
2NO+O2==2NO2
3NO2+H2O==2HNO3+NO
写出NO、NO2
分别与
O2、H2O
反应方程式
(1)NO2与水
(2)NO2 + NO与水
*有关氮的氧化物的计算
(3)NO + O2的混合气体溶于水
=4:3，恰好完全反应
>4:3，NO过量，剩余气体为NO
<4:3， O2过量，剩余气体为O2
= 4:1，恰好完全反应
(4) NO2和O2的混合气体溶于水
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
< 4:1，O2过量，剩余气体为O2
> 4:1，NO2过量，剩余气体为NO
3NO2+H2O = 2HNO3+NO
4NO+3O2+2H2O=4HNO3
1、NO2+H2O型
例1：将盛满有若干毫升NO2气体的试管倒立于水中，最后剩下4ml气体，求原试管中NO2的体积。
解：
3
1
V(NO2)
4mL
解得V(NO2)＝12mL
3NO2+H2O = 2HNO3+NO
2、NO+NO2+H2O型
例2：将30mLNO和NO2的混合气，通入倒立在水槽中的盛满水的量筒里，片刻后，量筒里剩下16mL的气体。求原混合气体中NO和NO2的体积。
解法2：
3NO2+H2O = 2HNO3+NO △V
3 1 2
V(NO2) 30mL-16mL=14mL
解法1：假设NO和NO2的体积分别为V1和V2 ，则
3NO2+H2O = 2HNO3+NO

解得V(NO)=9ml V(NO2)=21mL

3、NO+O2+H2O型
例3：在常温下，向盛满水并倒置于水槽中的试管里，先后通入NO和O2，充分反应后，管内气体的体积变为原通入气体总体积的1/2，求通入NO和O2的体积比。
解：设原气体总体积为2L，反应了1L，余下1L
①假设NO过量，则
V(NO):V(O2)=(1+4/7):3/7=11:3
②假设O2过量，则
V(NO):V(O2)=4/7: (3/7+1)=2:5
4NO+ 3O2 +2H2O = 4HNO3
4、NO2+O2+H2O型
例4:由NO2和O2组成的混合气40mL，通过足量水吸收后剩下5mL。求原混合气体中NO2和O2的体积。

解 ： ①假设O2过量时，5ml为O2
V(O2) = 5mL V(NO2) = 35 mL
3NO2+H2O = 2HNO3+NO
4NO2+ O2 +2H2O = 4HNO3

V(NO2) =28mL
V(O2) = 12 mL
②假设NO2过量时，5ml为NO
4V2 +V2+15mL=40mL
4NO2+ O2 +2H2O = 4HNO3
4 1
4V2 V2
3 1
15mL 5mL
例题1．将充满NO2和NO混合气体的量筒倒置于水中，充分反应后，保持气体压强不变，水进入至量筒体积的一半处停止了，则原混合气体中NO2和NO的体积比是多少


例题2．将充满NO2和O2混合气体的量筒倒置于水中，充分反应后，保持气体压强不变，水进入至量筒体积的一半处停止了，则原混合气体中NO2和O2的体积比是多少
1.固氮反应一定属于氧化还原反应(　　)
2.N2与O2在放电条件下直接化合成NO2(　　)
3.用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的气体(　　)
4.NO2溶于水时，NO2是氧化剂，水是还原剂(　　)
5.可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物(　　)
6.利用AgNO3、CCl4和蒸馏水均可鉴别NO2和溴蒸气(　　)
7.NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象(　　)
×
√
×
×
×
√
×
【例1】下列关于一氧化氮的叙述正确的是 (　　)
A.一氧化氮是一种红棕色的气体
B.常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合
C.一氧化氮可以由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到
D.一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集
【答案】C
【解析】A项，NO是无色气体，NO2是红棕色气体；B
项，NO与O2能直接发生化合反应2NO+O2==2NO2；C项,
N2+O2 2NO；D项，NO不溶于水，可用排水法收集。
放电
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【例2】 将盛有N2和NO2混合气体的试管倒立于水中，经过足够长的时间后，试管内气体的体积缩小为原来的一半，则原混合气体中N2和NO2的体积比——————————
生成的NO与不反应的N2为剩余气体。设原混合气体的体积为V，NO2的体积为x，根据差量法求解：
【例3】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)。观察到的现象是？
(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__________________________________________。
NO　
通入O2后试管内气体变为红棕色
试管内液面升高
最后试管内剩余一种无色气体
1.0 mL
课堂小结