【高效课堂】人教A版（2019）高中化学必修2--5.2.1氮气

(共35张PPT)
第五章
第二节 氮及其化合物
第一课时 氮气
新人教版 化学 必修第二册
01
02
03
目录
氮的固定
一氧化氮和二氧化氮
氮气
01
一、氮气
内容内容内容
氮元素位于元素周期表的第二周期，VA族
N
原子结构
+7
2
5
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
氮元素在元素周期表中的位置
内容内容内容
氮元素的存在
游离态：
化合态：
主要以氮分子的形式存在于空气中
动植物体内的蛋白质中
存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中
内容内容内容
氮元素的存在
游离态：
化合态：
内容内容内容
一、氮气
1.物理性质
无色、无味的气体
密度与空气接近
难溶于水
N N
:N::N:
..
内容内容内容
一、氮气
N2+O2 2NO
放电或高温
==========
N2 + 3Mg Mg3N2
点燃
氮气的化学性质稳定，通常很难与其他物质发生化学反应。
I. N2与H2反应生成NH3
II.在点燃条件下与Mg反应
2.化学性质
还原性：
氧化性
催化剂
高温、高压
N2 + 3H2 2NH3
01
二、氮的固定
内容内容内容
二、氮的固定
将大气中游离态的氮转化 含氮化合物的过程叫做氮的固定。
2.分类
1.含义
自然固氮
人工固氮
高能固氮
生物固氮
N2+O2 2NO
放电或高温
==========
豆科植物的根瘤菌固氮
合成氮
催化剂
高温、高压
N2 + 3H2 2NH3
仿生固氮
氮的固氮
内容内容内容
二、氮的固定
大自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气转化为含氮的化合物，或者通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨，从而实现自然固氮。
自 然 固 氮
内容内容内容
二、氮的固定
人工 固 氮
合 成 氨
哈伯
(F.Haber，1868-1934)
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。
内容内容内容
二、氮的固定
该双铁仿生模型配合物首次系统描述了双铁协同活化氮气转化为氨反应的后半段：“N3 → NH2 → NH2 → NH3”的逐步转化过程
人工 固 氮
仿生固氮
硫桥联双铁氮化物的结构与逐步氢化高效还原放氨反应
该双铁仿生模型配合物首次系统描述了双铁协同活化氮气转化为氨反应的后半段：“N3 → NH2 → NH2 → NH3”的逐步转化过程
内容内容内容
二、氮的固定
自然界中氮的循环
01
三、一氧化氮和二氧化氮
内容内容内容
三、一氧化氮和二氧化氮
1.物理性质
无色、无味的有毒气体
难溶于水
红棕色、有刺激性气味的有毒气体
易溶于水
内容内容内容
实验5-5
内容内容内容
实验 装置
实验 操作 在一支50 mL的注射器里充入20 mL 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
内容内容内容
②NO2→NO: __________________________(工业制取硝酸)。
2NO+O2===2NO2
3NO2+H2O===2HNO3+NO
实验5-5
反应的化学方程式为
结论：在一定条件下，NO与NO2可以相互转化
①NO→NO2: _____________________;
内容内容内容
三、一氧化氮和二氧化氮
2.化学性质
NO
NO2
2NO+O2===2NO2
3NO2+H2O===2HNO3+NO
2NO2 N2O4
2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O
无色气体变为红棕色，可用于检验NO
NO2的尾气处理
具有较强的氧化性，可以使湿润的淀粉KI试纸变蓝
不能用于鉴别NO2和溴蒸气
内容内容内容
三、一氧化氮和二氧化氮
3.危害
酸雨
光化学烟雾
后面详细学习
在光照条件下，NO2还能使氧气经过复杂的反应生成臭氧，臭氧与空气中的一些碳氢化合物发生作用，产生一种有毒的烟雾。
上好课·提升时刻
氮的氧化物溶于水的计算问题
内容内容内容
故若有气体剩余只能是NO或O2，不能是NO2。
原理
无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体
反应的实质是
3NO2+H2O===2HNO3+NO
2NO+O2===2NO2
内容内容内容
4NO+3O2+2H2O===4HNO3
NO与O2同时通入水中
2NO+O2===2NO2 ①
3NO2+H2O===2HNO3+NO ②
则 ①×3+②×2 总的化学方程式为：
V(NO):V(O2)
<4:3
剩余O2
若生成物只有硝酸
=4:3
两者恰好完全反应
>4:3
剩余NO
内容内容内容
NO与O2同时通入水中
3NO2+H2O===2HNO3+NO ①
2NO+O2===2NO2 ②
则①×2+② 总的化学方程式为
若生成物只有硝酸
4NO2+O2+2H2O===4HNO3
V(NO2):V(O2)
<4:1
剩余O2
=4:1
两者恰好完全反应
>4:1
NO2过量，剩余气体为NO
内容内容内容
提升训练
1.一定条件下，将等体积NO和O2充入一试管，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体约为的（　　）
A. B. C. D.
4NO+3O2+2H2O===4HNO3
假定的NO和O2体积分别为4V
4V
剩余气体为氧气，体积为4V-3V=V
3V
剩余气体的体积
原总体积
=
V
8V
A
内容内容内容
提升训练
2.某化学兴趣小组利用如图装置进行下列操作：一支注射器中吸入45mL NO2，然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，充分振荡后，打开弹簧夹，快速吸入15mL由N2和O2组成的混合气体[其中V(N2)：V(O2)=4:1]后夹上弹簧夹，充分振荡后，注射器中剩余气体的成分及气体总体积分别为(所有气体均处于常温常压下)
A．NO和N2，23mL B．NO2和N2，45mL
C．NO和N2，45mL D．NO，23mL
A
课堂检测
内容内容内容
9．我国科学家实现了用氮气、二氧化碳和水在常温下合成尿素。该方法属于
A．人工固氮 B．自然固氮 C．大气固氮 D．生物固氮
课堂检测
1.我国科学家实现了用氮气、二氧化碳和水在常温下合成尿素。
该方法属于（ ）
A．人工固氮 B．自然固氮 C．大气固氮 D．生物固氮
A
内容内容内容
9．我国科学家实现了用氮气、二氧化碳和水在常温下合成尿素。该方法属于
A．人工固氮 B．自然固氮 C．大气固氮 D．生物固氮
课堂检测
2.薯条等膨化食品的袋子里填充的是食品级氮气。下列有关氮及其氧化物的说法正确的是（ ）
A．N2、NO和NO2均为无色气体
B．N2既具有氧化性，又具有还原性
C．雷雨天，空气中的N2和O2反应生成NO2
D．NO和NO2都可稳定存在于空气中
B
内容内容内容
9．我国科学家实现了用氮气、二氧化碳和水在常温下合成尿素。该方法属于
A．人工固氮 B．自然固氮 C．大气固氮 D．生物固氮
课堂检测
D
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
内容内容内容
9．我国科学家实现了用氮气、二氧化碳和水在常温下合成尿素。该方法属于
A．人工固氮 B．自然固氮 C．大气固氮 D．生物固氮
课堂检测
C
4.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(　　)
A． ①③
B． ②④⑤
C． ②④⑥
D． ②③⑤
课堂总结
课堂总结
01
02
03
04
氮气
氮的固定
一氧化氮
二氧化氮
THANKS
THANKS
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