資源簡介

(共34張PPT)
第二節　氮及其化合物
第1課時　
氮氣與氮的固定　一氧化氮和二氧化氮
課本、練習本、筆記本、雙色筆
請同學們準備好：
一、氮氣與氮的固定
1.氮氣
(1)氮元素的存在
①氮原子的結構
原子結構示意圖: ________,一般通過___________與
其他原子結合。
共用電子對
②自然界中,氮元素主要以氮氣的形式存在于空氣中,
(2)氮氣的物理性質
顏色 狀態 氣味 密度 溶解性
_____ 氣體 _____ 密度與空氣接近 ___溶于水
無色
無味
難
(3)氮氣的化學性質(重點，需記憶)
氮氣的化學性質_____,通常很難與其他物質發生化學
反應。
【微思考】為何氮氣的化學性質很穩定
提示氮分子內兩個氮原子之間以共價三鍵結合,斷開該化學鍵需要較多的能量。
①還原性
穩定
N2+O2 2NO
放電或高溫
=========
②氧化性
a.N2與H2反應生成NH3,反應的化學方程式為
_____________________。
b.在點燃條件下與金屬鎂反應,化學方程式為
___________________
N2+3H2 2NH3
N2+3Mg Mg3N2
點燃
====
高溫、高壓
催化劑
【情境·思考】
氮氣保護技術通常應用于珍貴文物的保存和保護,國內外不乏先例。美國的《獨立宣言》就密封在氮氣環境中;中國博物館和中南海毛主席故居紀念館也是應用氮氣保護法;北京房山云居寺“99石經回藏”也是氮氣保護的成功典范。
2. 氮的固定
(1)含義:將大氣中_______的氮轉化為___________的
過程叫做氮的固定。
(2)分類:
游離態
含氮化合物
為什么氮氣可以作為保護氣
原因：氮氣性質穩定,常溫下不與物質發生反應,故可作保護氣。
3.自然界中氮的循環
3.自然界中氮的循環
二、NO和NO2
1. 物理性質（筆記）
物質 顏色 狀態 氣味 毒性 水溶性
NO _____ 氣體 _____ 有毒 ___溶于水
NO2 _______ 氣體 _______ 有毒 ___溶于水
無色
無味
不
紅棕色
刺激性
易
2.化學性質
(1)實驗探究:
實驗
裝置
實驗
操作 在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO,然后吸入5 mL水,用乳膠管和彈簧夾封住管口,振蕩注射器 打開彈簧夾,快速吸入10 mL空氣后夾上彈簧夾,觀察現象,然后再振蕩注射器
現象 ___________ ________________,振蕩后________________
無明顯現象
無色氣體變紅棕色
紅棕色變為無色
2NO+O2====2NO2
3NO2+H2O====2HNO3+NO
(2)結論:在一定條件下,NO與NO2可以相互轉化,反應的
化學方程式為（筆記，記憶）
①NO→NO2: ______________;
②NO2→NO: ____________________(工業制取硝酸)。
2NO+O2====2NO2
3NO2+H2O====2HNO3+NO
3.實驗室制備方法【重點，需記憶】
NO的制備：3Cu+8HNO3(稀)====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
NO2的制備：Cu+4HNO3(濃)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
【想一想】
NO和NO2分別采用什么方法收集 說明原因。
提示:常溫下NO能與O2反應,只能用排水法收集;NO2能與水反應生成NO,故只能用排空氣法收集。
【情境·思考】
某山谷經常電閃雷鳴、雷雨交加,但樹木、灌木、草等植被非常茂密,但很少有人敢進入這個山谷。你能解釋該山谷植被茂密的原因嗎
提示:雷雨天時在閃電的作用下,空氣中氮氣與氧氣反應生成NO,然后發生NO→NO2→HNO3,HNO3隨雨水進入土壤,為植被提供了豐富的氮肥。
N2+O2 2NO
放電
=========
2NO+O2====2NO2
3NO2+H2O====2HNO3+NO
1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)
(1)NO和NO2的顏色、氣味、水溶性不同,但它們都是有毒的氣體。(　)
(2)實驗室只能用排水法收集NO,用向上排空氣法收集NO2。(　　)
(3)NO具有較強的還原性,在空氣中極易被氧化。(　　)
(4)將盛滿NO的試管打開塞子置于空氣中,無色氣體變為紅棕色。(　　)
(5)打磨好的鎂帶在空氣中燃燒可得到純凈的Mg3N2。(　　)
答案:(1)√　(2)√　(3)√　(4)√　(5)×
2.下列過程沒有起到氮的固定作用的是(　　)
A.N2與O2反應生成NO
B.NH3經催化氧化生成NO
C.N2與H2在一定條件下合成氨
D.豆科植物的根瘤菌將空氣中的氮氣轉化為含氮化合物
答案:B
3.下列說法正確的是(　　)
A.一氧化氮和二氧化氮都可用排水法收集
B.二氧化氮既有氧化性,又有還原性
C.通常情況下,二氧化氮和一氧化氮都是無色的有毒氣體
D.一氧化氮只具有還原性
答案:B
三、氮的氧化物溶于水的有關計算
（重點難點，筆記，記憶）
1.相關反應原理
3NO2+H2O === 2HNO3+NO①
2NO+O2 === 2NO2②
由方程式①×2+②得:4NO2+O2+2H2O === 4HNO3③
由方程式①×2+②×3得:4NO+3O2+2H2O === 4HNO3④
2.氮氧化物溶于水的不同情況及剩余氣體分析
(1)NO2與O2的混合氣體溶于水(反應③)4NO2+O2+2H2O === 4HNO3
溫馨提示:氮的氧化物與O2的混合氣體溶于水時,剩余的氣體可能是O2,也可能是NO,但不可能是NO2,因為NO2會與水反應生成HNO3和NO。
3NO2+H2O === 2HNO3+NO
（3）NO2、NO、O2三種混合氣體通入水中:
a.可先將NO和O2轉化為NO2,再按上述各種情況分別處理。
b.也可先將NO2和H2O反應轉化為NO,再按4NO+3O2+2H2O ====4HNO3情況處理。
【例題】一支試管中充有20mlNO氣體，倒置于水槽中，現向其中通入一定量的O2，試管內最終有4ml氣體，則通入的O2體積可能是多少？
分類討論
4NO+3O2+2H2O === 4HNO3
4NO+3O2+2H2O === 4HNO3
4
3
16
x
4
3
20
x
x=12
x=15
15+4=19
① 剩余NO 4ml
②剩余O2 4ml
解：
【練習】一支試管中充有30mlNO2和O2的混合氣體，倒置于水槽中，充分反應后最終余5ml氣體，則原混合氣體中NO2和O2體積各是多少？
分類討論
4NO2+O2+2H2O ===4HNO3
4NO2+O2+2H2O === 4HNO3
4
1
4x
x
4y
y
O2 y=3
4x+x=25
x=15
NO2 30-3=27
① O2過量 余O2 5ml
②NO2過量則剩余NO 5ml
解：
3NO2+H2O === 2HNO3+NO
3 1
x 5
x=5
O2 5+5=10
NO2 30-10=20
【變式訓練】將40 mL NO2和NO的混合氣體通入倒立于水槽中盛滿水的試管里,充分反應后試管中剩余20 mL氣體,則原混合氣體中NO2和NO的體積比為 (　　)
A.2∶1 B.1∶3 C.3∶1 D.1∶1
答案:C
解析:
所以原混合氣體中V(NO)=40 mL-30 mL=10 mL,因此V(NO2)∶V(NO)=30 mL∶10 mL=3∶1。
【課堂小節】
1.下列關于氮氣的說法中錯誤的是(　　)
A.通常情況下N2性質很穩定,所以N2可以在電焊時作保護氣
隨堂檢測
2.下列關于NO和NO2的敘述正確的是(　　)
A.NO是一種紅棕色氣體
B.常溫常壓下,NO不能與空氣中的氧氣直接化合
C.含等質量的氧元素的NO和CO的物質的量相等
D.NO2可用排水法收集
3.下列物質的轉化必須加入氧化劑且通過一步反應就能完成的是(　　)
①N2→NO2?、贜O2→NO?、跱O2→HNO3　④N2→NO
A.① B.② C.④ D.③
4.NO2溶于水時,與水反應,該反應的氧化劑和還原劑的物質的量之比是(　　)
A.2∶1 B.1∶2 C.3∶1 D.1∶3
5.如圖所示,室溫下向盛有3.0 mL NO的試管中緩緩通入1.5 mL O2(所有氣體體積均在標準狀況下測定)。
請回答下列問題:
(1)寫出觀察到的現象:
①　 ;
②　 ;
③　 。
(2)最終試管中剩余的氣體是　　　　,體積為　　　。
作業：
1.完成課堂檢測
2.完成本節內容思維導圖
3.總結并會寫本節相關化學方程式，完成方程式的書寫練習
4.預習第二課時內容氨及銨鹽
1.答案:C
解析:N2很穩定,常用作保護氣;在高溫下N2與O2產生的NO易被氧化為NO2,故汽車尾氣會造成環境污染;N2在空氣中的體積含量約為 ;N2與金屬Mg反應時,作氧化劑。
隨堂檢測
2.答案:C
解析:解答本題要抓住NO易被氧化、NO2易與水反應的特點。NO是無色的氣體,A項錯誤;常溫常壓下,NO易與空氣中的氧氣直接化合生成NO2,B項錯誤;NO2能與水反應,故不能用排水法收集,D項錯誤。
3.答案:C
解析:該題有兩個要求:(1)必須加入氧化劑;(2)通過一步反應就能完成。反應①、③、④從化合價角度來看都有元素化合價升高,但反應①N2→NO2不能通過一步反應完成;而反應③NO2→HNO3中,雖然氮元素的化合價升高,但不加氧化劑也能完成,如反應3NO2+H2O === 2HNO3+NO,NO2既是氧化劑又是還原劑;只有反應④N2→NO必須加入氧化劑且通過一步反應就能完成。
4.答案:B
解析:NO2與H2O的反應中,NO2既作氧化劑又作還原劑:
根據得失電子守恒,n(氧化劑)∶n(還原劑)=1∶2。
5.答案:(1)①通入O2后試管內氣體變為紅棕色?、谠嚬軆纫好嫔摺、圩詈笤嚬軆纫后w沒有全部充滿,有無色氣體剩余
(2)NO　1.0 mL

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