5.2 第1课时 氮气和氮氧化物 课件(共29张PPT，内嵌1视频) -2025-2026学年人教版化学必修第二册

(共29张PPT)
第1课时　氮气和氮氧化物
第五章　第二节
复习回顾
不同价态含硫物质的转化
自然界中硫的存在：游离态（火山喷口附近或地壳的岩层里、煤）、化合态（矿石、含硫化合物）
自然界中硫及转化：S+O2=SO2、SO3+H2O=H2SO4等
实验探究不同价态含硫物质的转化
转化类型：直线型、交叉型、三角型
化学实验设计原则
价态与性质：价类二维图
1.运载火箭的推进剂引燃后产生的气体主要是CO2、H2O、N2、NO，这些气体均为无色，但在卫星发射现场看到火箭喷出大量红棕色烟雾。产生红棕色烟雾的原因是
A.高温下N2遇空气生成NO2
B.NO遇空气生成NO2
C.CO2和NO反应生成CO和NO2
D.NO和H2O反应生成H2和NO2
√
课前预习
2.某集气瓶中的气体呈红棕色，加入足量水，盖上玻璃片，振荡，得到橙色溶液，气体颜色消失，再移走玻璃片后，瓶中气体又变为红棕色，该气体可能是下列混合气体中的
A.N2、NO2、Br2 B.NO2、NO、N2
C.NO2、O2、NO D.N2、O2、Br2
√
3.将装有50 mL NO2、NO混合气体的量筒倒立在水槽中，反应后气体体积缩小为30 mL，则原混合气体中NO2和NO的体积比是
A.5∶3 B.3∶5 C.3∶2 D.2∶3
√
4.如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满NO2和NO气体，分别倒置于水槽中，然后通过导管缓慢通入氧气，边通边慢慢摇动试管，直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则两个试管内溶液的物质的量浓度之比为
A.1∶1 B.5∶7
C.7∶5 D.4∶3
√
一、氮气与氮的固定
1、氮元素在自然界的存在形式：
动植物体内的蛋白质中，土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。
氮元素
游离态
化合态
以氮气分子的形式存在于空气中
2、物理性质：
颜色 气味 状态 密度 熔点 沸点 溶解度
无色 无味 气态 1.25 g·L-1 -210 ℃ -196 ℃ 难溶于水
+7
2 5
N
3、氮元素在元素周期表中的位置
第二周期，第 VA族
电子式
结构式
N
N
球棍模型
N



N


N




不容易得失电子，一般通过共用电子对与其他原子结合。
思考：请从化合价角度预测N2可能具有哪些性质？
－3
0
＋2
＋5
N价态
＋4
N2
氧化性
还原性
氧化性
还原性
N2＋O2 2NO
放电或高温
催化剂
高温、高压
N2 + 3H2 2NH3
工业合成氨
氮的固定
自然固氮
人工固氮
将大气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程
4、化学性质：
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
合成氨和工业制硝酸的重要原料
5、用途：
氧化物 颜色 状态 气味 水溶性
NO ____色 气体 － ____溶
NO2 ______色 气体 _________气味 ____溶
1.NO和NO2的物理性质
无
不
红棕
有刺激性
易
装置
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 ①打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹
②振荡注射器
现象 ①无色气体变为_______
②_________________________________________
2.NO和NO2的化学性质
(1)实验探究
无明显现象
红棕色
红棕色气体逐渐变为无色，注射器活塞向左移动
(2)实验结论及解释
①NO不溶于水，也不与水反应，但能与空气中的氧气反应生成红棕色的NO2，化学方程式：2NO＋O2===2NO2。
②NO2能与水反应生成无色的NO，化学方程式：3NO2＋H2O=== 2HNO3＋NO。
【思考1】　如果要将注射器中的NO充分转化为硝酸，可以采取什么措施？上述实验对工业上生产硝酸有什么启示？
提示　采取的措施是继续通入过量的空气。上述实验对工业上生产硝酸的启示是在用水吸收NO2制取硝酸的反应过程中，要不断地补充空气，使NO2尽可能多地转化为硝酸。
【思考2】　若将充满NO2的试管倒置在装满水的水槽里，会有什么现象？若同时向倒置试管中不断地缓慢通入O2，最终现象是什么？
提示　若将充满NO2的试管倒置于水槽中，试管中的红棕色逐渐褪去，水槽里的水倒吸入试管中，最终试管里剩余气体占1/3。若同时向倒置试管中通入O2，则水槽中的液体最终充满整个试管。
由上述思考：
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　①
2NO＋O2===2NO2　 ②
①×2＋②得：__________________________，
①×2＋②×3得：__________________________。
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
(1)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溶于水，若有气体剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。
(2)对于连续发生的化学反应，可用化学方程式叠加的方法而得到复合反应，解决问题更简便。
归纳总结
应用体验
1.判断正误
(1)由于NO极易与O2反应，并且其密度与空气相差不多，因此收集NO只能用排水法
(2)由于NO2极易与水反应且密度比空气大，因此收集NO2只能用向上排空气法
(3)NO2与H2O反应生成HNO3，故NO2是酸性氧化物
(4)可用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别NO2与溴蒸气
×
√
×
√
应用体验
2.现有NO2、O2的混合气体12 mL，通入足量水中，充分反应后剩余气体2 mL(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积可能是____________。
4 mL或1.2 mL
(总反应式法)根据有关的反应：
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
设原混合气体中O2的体积为V(O2)，剩余气体可能是O2，也可能是NO。
①若剩余O2，则V剩＝V(O2)－1/4[12 mL－V(O2)]＝2 mL，解得V(O2)＝4 mL。
②若剩余NO，则V剩＝1/3[12 mL－V(O2)－4V(O2)]＝2 mL，解得V(O2)＝1.2 mL。
1.(2023·四川绵阳高一期中)下列说法正确的是
A.氮气化学性质不活泼，原因是N的非金属性较弱
B.氮气与氧气在汽车内燃机中高温反应，氧气过量直接生成NO2
C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定
D.“雷雨发庄稼”所包含的化学变化有N2→NO→NO2→HNO3→硝酸盐
√
随堂演练
2.(2023·日照高一期末)下列对NO和NO2的描述正确的是
A.NO2与水的反应中，NO2既是氧化剂又是还原剂
B.NO是无色气体，可用向上排空气法收集
C.NO、NO2均可用排水法收集
D.从元素化合价角度看，NO只有还原性
√
3.如图所示，试管中盛装的气体呈红棕色，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水面继续上升，经过多次重复后，试管被水充满，对原试管中盛装的气体说法正确的是
A.可能是N2与NO2的混合气体 B.可能是N2O气体
C.可能是NO与NO2的混合气体 D.只可能是NO2一种气体
√
4.氮氧化物会严重污染大气，所以实验室必须对含有氮氧化物的废气进行处理。用NaOH溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下：
①NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O ②2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O
(1)在反应①中，参加反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为______。
(2)下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的是_____(填字母)。
A.加快通入尾气的速率 B.采用气、液逆流的方式吸收尾气 C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
(3)吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO2晶体，该晶体中的主要杂质是________ (填化学式，下同)；吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是____。
(4)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl－和NO3-，反应的离子方程式为____________________________________。
1∶1
BC
NaNO3
NO
题组一　氮气与氮的固定
1.氮气能大量存在于空气中的根本原因是
A.氮气性质稳定，即使在高温下也不与其他物质发生反应
B.氮气比空气轻且不溶于水
C.氮气分子中两个氮原子结合很牢固，分子结构稳定
D.氮气既无氧化性，也无还原性，不与其他物质反应
√
2.(2023·上海静安高一期中)下列属于氮的固定的是
A.雷雨闪电时空气中的N2和O2化合生成NO
B.NH4Cl和Ca(OH)2反应生成NH3
C.豆科作物把含氮化合物转变为蛋白质
D.将氨转化为硝酸，再转化为其他含氮化合物
√
3.(2023·苏州高一期末)下列关于N2的叙述中正确的是
A.N2是一种无色且易溶于水的气体
B.在雷雨天，空气中的N2和O2可直接反应生成NO2
C.在N2与Mg反应生成Mg3N2的过程中，N2作还原剂
D.一定条件下，N2与H2合成NH3属于氮的固定
√
4.自然界中时刻存在着氮的转化。实现氮按照一定方向转化一直是科学领域研究的重要课题，如图为N2分子在催化剂的作用下发生的一系列转化示意图：
下列叙述正确的是
A.NH3→NO属于氮的固定
B.在催化剂a作用下，N2发生了氧化反应
C.N2很稳定，不支持任何物质的燃烧
D.催化剂a、b表面均有非极性共价键的断裂
√
题组二　一氧化氮和二氧化氮
5.下列有关氮的氧化物的说法正确的是
A.氮的氧化物都能与水反应生成相应的酸
B.NO2为红棕色气体，因此将NO2通入水中，溶液显红棕色
C.NO、NO2都有毒，且NO是汽车尾气的有害成分之一
D.NO是酸性氧化物
√
6.实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2的装置如图所示(夹持和加热装置略去)。下列说法正确的是
A.装置A、B中可依次加入浓硫酸、NaOH溶液
B.若去掉装置C，对产品纯度无影响
C.实验时应先加热装置C，通入一段时间空气后再加热装置D
D.装置E中碱石灰的作用是吸收尾气
√
再见