人教版（2019）高中化学必修第二册《氮气和氮的氧化物》精品课件(共85张PPT)

(共85张PPT)
多看、多学、多试。如果有成果，绝不炫耀。一个人如果怕费时、费事，则将一事无成。
拉姆赛
惰性元素之父
农作物生长
离不开氮元素
美丽的闪电除了给我们带来的
视觉和听觉上的冲击，还带来了什么？
一天一个曝
在家中收水稻
丰收在望的田野
一场雷雨一场肥
N2
发生了什么反应？
反应条件是什么？
什么气体间发生了反应？
观察与思考
模拟大气放电过程
氮气和氮的氧化物
根据氧化还原反应，认识氧化性和还原性，知道氮的两种固方式
氮气
通过实验知道物理性质，依据氧化还原反应理解氧化性和还原性
NO和NO2
知道产生的危害，根据氧化还原反应原理，认识其治理方法。
NOx污染与防治
雷雨天氮 的循环，其它方式氮的循环
氮的循环
学习目标
氮气有何应用？
电灯泡、食品包装
——保护气
降温手术刀
——冷刀做手术
稀有的书卷保存
——延缓代谢
氮气可与哪些物质反应
从价态变化认识氮气的氧化性和还原性
01
HNO2
物质类别
化合价
氢化物
单质
氧化物
酸
盐
-3
0
+2
+5
+4
N2
HNO3
NO
NO2
NH3
Cu(NO3)2
氮气若参加反应可表现什么性质（氧化性、还原性）？
放电实验中，N2表现什么性质？
交流讨论
－3
0
＋2
＋5
N价态
＋4
N2
氧化性
还原性
N2
O2
NO
物质类别
化合价
氢化物
单质
氧化物
酸
盐
-3
0
+2
+5
+4
N2
HNO3
NO
NO2
NH3
Cu(NO3)2
O2
氮气
1
1
还原剂
N2＋O2 2NO 　
易错警示
物质类别
化合价
氢化物
单质
氧化物
酸
盐
-3
0
+2
+5
+4
N2
HNO3
NO
NO2
NH3
Cu(NO3)2
O2
H2
哈伯通过多年艰辛的研究，合成了NH3。
反应条件为：高温、高压、催化剂！
氮气
1
1
还原剂
2
氧化剂
N2＋O2 2NO 　
H2
将空气变成面包的反应
放电
N2＋O2 2NO 　
高温
问题探究
历史上氮气曾被认为是惰性气体，这是为什么？
请写出氮气的电子式和结构式。
正常的空气成分按体积分数计算是：氮(N2)约占78%，氧(O2)约占21%，稀有气体约占0.94%(氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氡Rn),二氧化碳(CO2)约占0.03%，还有其他气体和杂质约占0.03%，如：臭氧(O3)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、水蒸气（H2O）等
资料在线
空气中各种气体的体积分数
N2
O2
Ar
CO2
78%
20%
0.93%
0.03%
如何从空气中获取氩气？
化学趣史
从1882年开始，英国物理学家瑞利（1842-1919）热衷于各种气体密度的测定，他的实验室里有当时最精密的天平，灵敏度达到万分之一克。为了保证测定结果的精确，他总是通过不同的途径来取得所测定的气体。对氮气的测定也是这样，一方面从空气中去掉氧、二氧化碳和水蒸气，得到“空气氮”，另一方面从氮化合物分解制得氮气，在同样条件下测定前者密度是1.257 g/L，后者是1.2508 g/L，虽然两者只差0.0064 g/L，但这误差引起瑞利的注意。
拉姆赛把由空气除去氧气、二氧化碳和水蒸气得到的氮气，一次又一次地通过装有热的镁屑的管子，使氮和镁化合成氮化镁。每通过一次热的镁屑，气体体积就要减少一些，密度则增大一些。最后剩下的一点气体在通过镁屑后，体积不再缩小，密度也不再增大了。将这部分气体用光谱分析法检验，发现一种未知的谱线。显然这是一种新元素的谱线。通过实验发现，这种新发现的气体化学性质很不活泼，跟氢、氟和各种金属都不发生化学反应，跟碳、硫也不发生任何作用，不管加温、加压或用电火花，它还是不跟其他物质反应。于是给它取名“氩”，希腊文意为“懒惰”。
“氩”的发现
N2
O2
NO
＋2
0
氧化剂
N
－3
还原剂
金属
观察与思考
氮气
1
1
还原剂
2
氧化剂
N2＋O2 2NO 　
H2
N2
合成氨
制硫酸
刚切开的苹果
在空气中
放置半小时
验酒驾
电池
炼铁
发射火箭
燃气灶
以下图示中的反应有何共同特点
在空气中
放置半小时
雷电
根瘤菌
镁与氮反应
合成 氨
在空气中
放置半小时
雷电
根瘤菌
镁与氮反应
合成 氨
氮的固定
2
概念
1
将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程
2
分类
自然固氮
大自然：雷雨天、根瘤菌
人工固氮
人类：控制条件
NO和NO2
颜值如何？
能与哪些物质反应？
02
问题探究
N2＋O2 2NO
放电
2NO＋O2 2NO2
3.1 物理性质
一氧化氮与二氧化氮
3
NO2
无色气体 不溶于水
红棕色气体 溶于水
NO
交流讨论
请从氧化还原反应角度分析：
NO具有什么性质(氧化性、还原性)？
－3
0
＋2
＋5
N价态
＋4
NO
氧化性
还原性
物质类别
化合价
氢化物
单质
氧化物
酸
盐
-3
0
+2
+5
+4
N2
HNO3
NO
NO2
NH3
Cu(NO3)2
O2
H2
O2
3.2 化学性质
一氧化氮与二氧化氮
3
还原性
1
NO
2NO＋O2＝2NO2
放热反应
特别提醒
常温上反应速率极快!
归纳与整理
氧化三速率
极快
NO与O2
Fe(OH)2与O2
Fe2＋与O2
Na2SO3与O2
KI与O2
较快
较慢
“天宫一号”与“神州八号”的对接成功是我国航天事业发展的又一里程碑．发射时运载火箭的推进剂引燃后，从尾部会喷出大量的高温气体，该气体的主要成分是CO2、H2O、N2、NO等，在发射现场可以看到火箭尾部产生大量红棕色气体，你认为其原因最有可能的是
A．高温下N2遇空气生成了NO2
B．NO遇空气生成了NO2
C．CO2与NO反应生成CO和NO2
D．NO与H2O反应生成H2和NO2
看谁做得既准又快
物质类别
化合价
氢化物
单质
氧化物
酸
盐
-3
0
+2
+5
+4
N2
HNO3
NO
NO2
NH3
Cu(NO3)2
O2
H2
O2
CO
NH3
汽车尾气催化转化装置，可将排放的废气（CO、NO）处理为可参与大气循环的气体。请写出方程式。
生活中的化学
3.2 化学性质
一氧化氮与二氧化氮
3
还原性
1
NO
2
氧化性
2NO＋O2＝2NO2
放热反应
特别提醒
常温上反应速率极快!
2NO＋2CO2 2CO2＋2N2
催化剂
硝酸工厂排放出的有毒气体NO，在一定条件下可用NH3处理为可参与大气循环的气体。
请写出反应的方程式。
问题解决
6NO＋4NH3 5N2＋6H2O 　
一定条件
交流讨论
请从氧化还原反应角度分析：
NO2具有什么性质(氧化性、还原性)？
－3
0
＋2
＋5
N价态
＋4
NO2
氧化性
还原性
观察与思考
现给你一试管NO2，将其倒置于水槽中，请观察试管内会有什么现象？
观察与思考
反应现象
红棕色气体消失
水位上升
最后水充满试管的2/3
无色气体充满试管的 1/3
请写出反应的化学方程式。
3.2 化学性质
一氧化氮与二氧化氮
3
1
NO2
氧化性与还原性
3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO
＋4
＋5
＋2
标出NO2与水反应的电子转移方向和数目。
请你试一试
2
失去
e－
×
得到
2e－
1
×
3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO
提出问题？
①二氧化氮是酸性氧化物吗？
②反应前后气体颜色怎样变化？
③反应后的体积是原来的多少？
④被氧化与被还原的NO2的质量比是多少？
⑤ 被氧化的NO2占总量比是多少？
思考
被氧化和被还原的NO2的物质的量之比为2∶1
被氧化的NO2占总量比是2∶3
＋4
＋5
＋2
2 mol NO2 被氧化
1 mol NO2 被还原
新疆和青海交界处一狭长山谷
每当牧民和牲畜进入后，风和日丽的晴天顷刻间电闪雷鸣
狂风大作，人畜往往遭雷击倒下
魔鬼谷
你知道“魔鬼谷”牧草茂盛、四季常青的原因吗？
闪电的电压很高，约为2万至300万伏。一个中等强度的闪电的功率，相当于一座小型核电站的输出功率。
N2＋O2 2NO
放电
2NO＋O2 2NO2
矿物质
什么物质与矿物质发生了反应
生成了可溶的氮肥
NO2与何物质反应
雷雨天氮的循环
N2
NO
NO2
HNO3
硝酸盐
O2
放电
O2
H2O
矿物质
物质类别
化合价
氢化物
单质
氧化物
酸
盐
-3
0
+2
+5
+4
N2
HNO3
NO
NO2
NH3
Cu(NO3)2
O2
H2
O2
CO
NH3
N2
CO
NO2
＋4
0
还原剂
问题探究
NH3
在催化剂存在下，可用氨治理NO2的污染，请写出反应的方程式。
3.2 化学性质
一氧化氮与二氧化氮
3
1
NO2
氧化性与还原性
2
氧化性
3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO
6NO2＋8NH3 7N2＋12H2O 　
催化剂
汽车尾气（含烃类、CO、NO和NO2等）是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管装上催化转化器，使NO或NO2与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，请写出NO2与CO转化的化学方程式。
生活中的化学
物质类别
化合价
氢化物
单质
氧化物
酸
盐
-3
0
+2
+5
+4
N2
HNO3
NO
NO2
NH3
NaNO3
O2
H2
O2
CO
NH3
向盛有NO2气体的试管中加入适量Na2O2粉末，塞紧塞子，轻轻振荡试管内粉末，观察到红棕色气体迅速消失；余烬木条未复燃。NO2和Na2O2反应的方程式是_______________________。
Na2O2＋2NO2＝2NaNO3
考考你的智慧
3.2 化学性质
一氧化氮与二氧化氮
3
1
NO2
氧化性与还原性
2
氧化性
3
还原性
3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO
6NO2＋8NH3 7N2＋12H2O 　
催化剂
Na2O2＋2NO2＝2NaNO3
物质类别
化合价
氢化物
单质
氧化物
酸
盐
-3
0
+2
+5
+4
N2
HNO3
NO
NO2
NH3
NaNO3
O2
H2
O2
CO
NH3
N2O4
观察与思考
effect of temperture on equilibrium between NO2 and N2O4_哔哩哔哩_bilibili
3.2 化学性质
一氧化氮与二氧化氮
3
1
NO2
氧化性与还原性
2
氧化性
3
还原性
4
自聚反应
3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO
6NO2＋8NH3 7N2＋12H2O 　
催化剂
Na2O2＋2NO2＝2NaNO3
2NO2
N2O4
无色
NO只能排水法
1．如何收集NO和NO2 气体？能否颠倒过来？
若用排水法收集则得到NO
迁移应用
NO2只能向上排气法
若用排空气法收集则得到NO2
2．如何除去NO中NO2 ？
混合气通过水洗
思考﹒ 讨论
　 设计实验，要求尽可能多的使集气瓶内的NO气体被水吸收。
2NO＋O2＝2NO2
3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO
……
6NO＋3O2＝6NO2
6NO2＋2H2O＝4HNO3＋2NO
4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3
　 要使集气瓶内的NO2气体充满液体，则通入的O2与原NO2气体的体积比是多少？
思考﹒ 讨论
3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO
2NO＋O2＝2NO2
6NO2＋2H2O＝4HNO3＋2NO
2NO＋O2＝2NO2
4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3
洛杉矶光化学烟雾
氮氧化物的污染与防治
知道氮氧化物污染造成的危害 理解治理原理
03
4.1 污染造成的危害
NOx对环境的污染与防治
4
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
笼罩曼哈顿的光化学烟雾
4.2 污染来源
NOx对环境的污染与防治
4
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
4.3 污染防治
NOx对环境的污染与防治
4
开发清洁能源
安装尾气转化装置
工业废气处理
物质类别
化合价
氢化物
单质
氧化物
酸
盐
-3
0
+2
+5
+4
N2
HNO3
NO
NO2
NH3
NaNO3
+3
N2O3
NaNO2
硝酸工厂的尾气NO和NO2可用NaOH溶液吸收，生成亚硝酸钠。请写出化学方程式。
挑战自我
NO＋NO2＋2NaOH＝2NNaO2＋H2O
氮在自然界是如何实现循环的
空气中是N2,部分氮元素存在于动植物中的蛋白质中，另有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中,
04
自然界中氮的循环
5
这节课我学到了什么？
（用一句话表示）
还有什么疑问？
课堂小结
课堂小结
价态 +1 +2 +3 +4 +5
化学式
N2O
NO
N2O3
NO2
N2O5
氮的氧化物种类
NO NO2
颜色与 水溶性
氧化性
还原性
氧化性与 还原性 ——
危害
NO、NO2比较
破坏臭氧层
课堂小结
画出以下物质的转化关系
2NO＋Na2O2＝2NaNO2
NO与Na2O2反应，生成亚硝酸钠(NaNO2)，请写出反应的方程式。
请你试一试
一定条件下，NO2与SO2反应，生成两种氧化物，请写出反应的方程式。
考考你的智慧
将充满NO、NO2的混合气体45 mL的试管，倒立在水中，一段时间后气体的体积为35 mL。原混合气体中NO、NO2的体积比是________ 。
请你试一试
已知二氧化氮气体通入氢氧化钠溶液中，产物之一是亚硝酸钠，请写出该反应的化学方程式。
NO2＋NaOH→NaNO2
NO2＋NaOH→NaNO2＋NaNO3
2NO2＋2NaOH＝NaNO2＋NaNO3＋H2O
考考你的智慧
分子结构
价态观
氮分子三键
不易参加反应
氧化性
还原性