3.3 课时1 自然界中氮循环 氮气及氮的氧化物 课件（共20页） 2023-2024学年高一化学鲁科版（2019）必修第一册
文档属性
| 名称 | 3.3 课时1 自然界中氮循环 氮气及氮的氧化物 课件（共20页） 2023-2024学年高一化学鲁科版（2019）必修第一册 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 16.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-01-13 23:53:30 | ||
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文档简介
(共20张PPT)
氮的循环 课时1
第三章 物质的性质与转化
1.了解自然界中氮循环的基本过程，认识氮的固定。
2.熟知氮气的主要性质。
3.通过实验探究了解一氧化氮和二氧化氮的主要性质。
“雷电发庄稼”
闪电使空气中的氮气转化成了一氧化氮，再转化为硝酸,即植物生长需要的氮肥，促进植物生长。
N2
HNO3
NH3
NO NO2
NH3
HNO3
游离态
化合态
氮的固定
氨基酸
植物蛋白
动物蛋白
人工固氮
自然固氮
雷雨固氮
生物固氮
一、氮循环中的物质之间的转化
酸
单质
盐
氧化物
+2
0
+4
氮元素化合价
物质类别
-3
氢化物
+5
碱
NO2
N2
NO
NH3
HNO3
NH3·H2O
氮及其化合物的“价—类”二维图
二、氮气及氮的氧化物
1.氮气
颜色 气味 状态 溶解度 密度
无色 无味 气体 难溶于水 比空气略小
稳定
通常情况下，氮气化学性质_____。
（1）氮气的物理性质
（2）氮气的化学性质
N2
但是，在高温、高压和催化剂的作用下，氮气和氢气可以化合成氨气。
N2+3H2 2NH3
人工固氮的重要途径
——工业合成氨
2.氮的氧化物
（1）一氧化氮和二氧化氮的物理性质
物质 NO NO2
颜色
毒性
溶解度
气味
红棕色
无色
NO
NO2
两种气体的收集方法相同吗
NO2
NO
排水法
向上排空气法
有毒
有毒
不溶于水
易溶于水
无味
刺激性气味
（2）模拟闪电固氮，认识氮及其氧化物的性质
硬质玻璃管内产生电火花，气体无明显变化。
实验现象
如何验证氮气参加了反应？
N2+O2 ===2NO
放电
视频
实验现象
气体由无色迅速变为红棕色。
2NO+O2 2NO2
║
NO2又是如何转化为植
物所需要的氮肥呢？
视频
试管内气体减少,液面上升，红棕色气体变为无色,得到无色溶液。
实验现象
3NO2+H2O===2HNO3+NO
深度思考
Ⅰ.该实验中，氧化剂和还原剂反应的物质的量的比值是？
NO2转化为HNO3，化合价升高，体现还原性。NO2转化为NO，化合价降低，体现氧化性。该实验中，氧化剂和还原剂的物质的量的比值是1:2
视频
Ⅱ.该实验中，水能否充满了整支试管？为什么？
不能。由3NO2+H2O === 2HNO3+NO可知，水只能充满整个试管的。
Ⅲ.如何使原盛NO2的试管全部充满液体？
试管中通入少量O2，气体变为红棕色，后又变为无色，液面上升，不断通入O2，直至试管被液体充满，没有气体为止。
Ⅳ. 若试管中装10molNO2，则通入多少摩尔O2可以使NO2充分被水吸收
已知2NO+O2 === 2NO2 ① 3NO2+H2O === 2HNO3+NO ②
由方程式①+②×2得:4NO2+O2+2H2O === 4HNO3，即当NO2和O2的体积比为4︰1时水可以充满试管,需通入2.5 moL O2。
Ⅴ.若试管中装10molNO，则通入多少摩尔O2可以使NO充分被水吸收
已知2NO+O2 === 2NO2 ① 3NO2+H2O === 2HNO3+NO ②
由方程式①×3+②×2得:4NO+3O2+2H2O === 4HNO3，即当NO和O2的体积比为4︰3时水可以充满试管,需通入7.5 moL O2。
4NO+3O2+2H2O === 4HNO3
当体积比V（NO）：V(O2)
4:3
=4:3
>4:3
当NO、O2混合气体与水反应时
O2过量，剩余气体是O2
恰好完全反应
NO过量，剩余气体是NO
当NO2、O2混合气体与水反应时
4NO2+O2+2H2O === 4HNO3
当体积比V（NO2）：V(O2)
4:1
=4:1
>4:1
（过量NO2与H2O反应生成NO）
O2过量，剩余气体是O2
恰好完全反应
NO2过量，剩余气体是NO
含氮氧化物和氧气的混合气体与水反应后气体成分的规律总结
将盛有1molNO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中,再通入0.4molO2,充分反应后,整个试管充满水,则原混合气体中NO与NO2体积比为 ( )
A.1︰2 B.2︰5 C.3︰7 D.无法确定
【解析】设1molNO和NO2的混合气体中有a molNO和(1-a) molNO2,
根据4NO+3O2+2H2O 4HNO3和4NO2+O2+2H2O 4HNO3可得:
+ =0.4,所以a=0.3,V(NO)︰V(NO2)=3︰7。
C
║
║
练一练
深度思考
NO和NO2是否属于酸性氧化物
NO不和水反应，故不是酸性氧化物；NO2和水生成HNO3和NO，发生氧化还原反应，也不符合酸性氧化物的定义。
（3）氮的氧化物的危害和应用
中毒（结合血红蛋白,造成人体缺氧）
传递神经信息
扩张血管
对抗微生物入侵
提高免疫力
提升记忆力
NO
NO2
使织物褪色
腐蚀金属和非金属材料
火箭燃料中的氧化剂
酸
单质
盐
氧化物
+2
0
+4
氮元素化合价
物质类别
-3
氢化物
+5
碱
NO2
N2
NO
NH3
HNO3
概括 整合
（1）将1 mol N2和3 mol H2充入密闭容器中,在一定条件下反应, 能得到2 mol NH3。 （ ）
（2）化合态的氮元素只显一种价态。 （ ）
（3）N2在通常状况下与O2反应生成NO2。 （ ）
（4）氮的固定中氮元素一定被氧化。 （ ）
（5）雷雨天含氮物质发生的反应不一定都是氮的固定。（ ）
x
√
x
x
x
练一练
1.判断正误
2.下列关于氮气性质的说法中,错误的是( )
A.通常情况下,氮气性质很不活泼
B.可在氧气中燃烧,生成一氧化氮
C.通常情况下,氮气在水中的溶解度很小
D.跟氢气在一定条件下发生反应时,氮气是氧化剂
B
3.一定条件下,将等体积的NO和O2的混合气体置于试管中,并将试管倒立于水槽中,充分反应后剩余气体的体积为原总体积的( )
C
自然界中的氮循环
氮的循环
氮的固定
氮气
氮的氧化物
自然固氮
人工固氮
高能固氮
生物固氮
合成氨
合成氨反应
一氧化氮
二氧化氮
无色无味气体，难溶于水
红棕色、刺激性气味气体，易溶于水
自然界中含氮的物质
N2+O2===2NO
放电
2NO+O2===2NO2
3NO2+H2O===2HNO3+NO
氮的循环 课时1
第三章 物质的性质与转化
1.了解自然界中氮循环的基本过程，认识氮的固定。
2.熟知氮气的主要性质。
3.通过实验探究了解一氧化氮和二氧化氮的主要性质。
“雷电发庄稼”
闪电使空气中的氮气转化成了一氧化氮，再转化为硝酸,即植物生长需要的氮肥，促进植物生长。
N2
HNO3
NH3
NO NO2
NH3
HNO3
游离态
化合态
氮的固定
氨基酸
植物蛋白
动物蛋白
人工固氮
自然固氮
雷雨固氮
生物固氮
一、氮循环中的物质之间的转化
酸
单质
盐
氧化物
+2
0
+4
氮元素化合价
物质类别
-3
氢化物
+5
碱
NO2
N2
NO
NH3
HNO3
NH3·H2O
氮及其化合物的“价—类”二维图
二、氮气及氮的氧化物
1.氮气
颜色 气味 状态 溶解度 密度
无色 无味 气体 难溶于水 比空气略小
稳定
通常情况下，氮气化学性质_____。
（1）氮气的物理性质
（2）氮气的化学性质
N2
但是，在高温、高压和催化剂的作用下，氮气和氢气可以化合成氨气。
N2+3H2 2NH3
人工固氮的重要途径
——工业合成氨
2.氮的氧化物
（1）一氧化氮和二氧化氮的物理性质
物质 NO NO2
颜色
毒性
溶解度
气味
红棕色
无色
NO
NO2
两种气体的收集方法相同吗
NO2
NO
排水法
向上排空气法
有毒
有毒
不溶于水
易溶于水
无味
刺激性气味
（2）模拟闪电固氮，认识氮及其氧化物的性质
硬质玻璃管内产生电火花，气体无明显变化。
实验现象
如何验证氮气参加了反应？
N2+O2 ===2NO
放电
视频
实验现象
气体由无色迅速变为红棕色。
2NO+O2 2NO2
║
NO2又是如何转化为植
物所需要的氮肥呢？
视频
试管内气体减少,液面上升，红棕色气体变为无色,得到无色溶液。
实验现象
3NO2+H2O===2HNO3+NO
深度思考
Ⅰ.该实验中，氧化剂和还原剂反应的物质的量的比值是？
NO2转化为HNO3，化合价升高，体现还原性。NO2转化为NO，化合价降低，体现氧化性。该实验中，氧化剂和还原剂的物质的量的比值是1:2
视频
Ⅱ.该实验中，水能否充满了整支试管？为什么？
不能。由3NO2+H2O === 2HNO3+NO可知，水只能充满整个试管的。
Ⅲ.如何使原盛NO2的试管全部充满液体？
试管中通入少量O2，气体变为红棕色，后又变为无色，液面上升，不断通入O2，直至试管被液体充满，没有气体为止。
Ⅳ. 若试管中装10molNO2，则通入多少摩尔O2可以使NO2充分被水吸收
已知2NO+O2 === 2NO2 ① 3NO2+H2O === 2HNO3+NO ②
由方程式①+②×2得:4NO2+O2+2H2O === 4HNO3，即当NO2和O2的体积比为4︰1时水可以充满试管,需通入2.5 moL O2。
Ⅴ.若试管中装10molNO，则通入多少摩尔O2可以使NO充分被水吸收
已知2NO+O2 === 2NO2 ① 3NO2+H2O === 2HNO3+NO ②
由方程式①×3+②×2得:4NO+3O2+2H2O === 4HNO3，即当NO和O2的体积比为4︰3时水可以充满试管,需通入7.5 moL O2。
4NO+3O2+2H2O === 4HNO3
当体积比V（NO）：V(O2)
4:3
=4:3
>4:3
当NO、O2混合气体与水反应时
O2过量，剩余气体是O2
恰好完全反应
NO过量，剩余气体是NO
当NO2、O2混合气体与水反应时
4NO2+O2+2H2O === 4HNO3
当体积比V（NO2）：V(O2)
4:1
=4:1
>4:1
（过量NO2与H2O反应生成NO）
O2过量，剩余气体是O2
恰好完全反应
NO2过量，剩余气体是NO
含氮氧化物和氧气的混合气体与水反应后气体成分的规律总结
将盛有1molNO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中,再通入0.4molO2,充分反应后,整个试管充满水,则原混合气体中NO与NO2体积比为 ( )
A.1︰2 B.2︰5 C.3︰7 D.无法确定
【解析】设1molNO和NO2的混合气体中有a molNO和(1-a) molNO2,
根据4NO+3O2+2H2O 4HNO3和4NO2+O2+2H2O 4HNO3可得:
+ =0.4,所以a=0.3,V(NO)︰V(NO2)=3︰7。
C
║
║
练一练
深度思考
NO和NO2是否属于酸性氧化物
NO不和水反应，故不是酸性氧化物；NO2和水生成HNO3和NO，发生氧化还原反应，也不符合酸性氧化物的定义。
（3）氮的氧化物的危害和应用
中毒（结合血红蛋白,造成人体缺氧）
传递神经信息
扩张血管
对抗微生物入侵
提高免疫力
提升记忆力
NO
NO2
使织物褪色
腐蚀金属和非金属材料
火箭燃料中的氧化剂
酸
单质
盐
氧化物
+2
0
+4
氮元素化合价
物质类别
-3
氢化物
+5
碱
NO2
N2
NO
NH3
HNO3
概括 整合
（1）将1 mol N2和3 mol H2充入密闭容器中,在一定条件下反应, 能得到2 mol NH3。 （ ）
（2）化合态的氮元素只显一种价态。 （ ）
（3）N2在通常状况下与O2反应生成NO2。 （ ）
（4）氮的固定中氮元素一定被氧化。 （ ）
（5）雷雨天含氮物质发生的反应不一定都是氮的固定。（ ）
x
√
x
x
x
练一练
1.判断正误
2.下列关于氮气性质的说法中,错误的是( )
A.通常情况下,氮气性质很不活泼
B.可在氧气中燃烧,生成一氧化氮
C.通常情况下,氮气在水中的溶解度很小
D.跟氢气在一定条件下发生反应时,氮气是氧化剂
B
3.一定条件下,将等体积的NO和O2的混合气体置于试管中,并将试管倒立于水槽中,充分反应后剩余气体的体积为原总体积的( )
C
自然界中的氮循环
氮的循环
氮的固定
氮气
氮的氧化物
自然固氮
人工固氮
高能固氮
生物固氮
合成氨
合成氨反应
一氧化氮
二氧化氮
无色无味气体，难溶于水
红棕色、刺激性气味气体，易溶于水
自然界中含氮的物质
N2+O2===2NO
放电
2NO+O2===2NO2
3NO2+H2O===2HNO3+NO