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(共26張PPT)
第五章 化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素
第二節(jié) 氮及其化合物
課時1 氮及氮的氧化物
貳
知識導(dǎo)航
本節(jié)重點(diǎn)
本節(jié)難點(diǎn)
氮的性質(zhì)
壹
氮的氧化物
貳
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氮的存在形式
空氣中的氮?dú)?br/>土壤海洋中硝酸鹽和銨鹽
動植物蛋白質(zhì)
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氮的物理性質(zhì)
顏色 狀態(tài) 氣味 密度 溶解性
無色
氣體
無味
密度與空氣接近，略小
難溶于水
氧氣21%
其他成分1%
氮?dú)?8%
空氣成分示意圖
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氮元素的位置與結(jié)構(gòu)
（1）氮元素在元素周期表中的位置
第二周期，第 VA族
（2）寫出氮?dú)獾碾娮邮胶徒Y(jié)構(gòu)式。
電子式
結(jié)構(gòu)式
N

N



N
N
球棍模型
兩個氮原子間以共價三鍵結(jié)合，斷開該化學(xué)鍵需要較多的能量，
所以氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，通常難以與其它物質(zhì)反應(yīng)。
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氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)
但高溫、高壓、催化劑或者放電等條件下，可以和某些物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。
N2 + 3Mg Mg3N2
氧化性
氧化性
以上反應(yīng)中，氮?dú)獗憩F(xiàn)什么性？
N2 + O2 2NO
N2 + 3H2 2NH3
還原性
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氮?dú)獾挠猛?br/>化學(xué)性質(zhì)不活潑——保護(hù)氣
食品包裝中充氮?dú)庖苑栏?br/>燈泡中充氮?dú)庖匝娱L使用壽命
液氮——制造低溫
液氮冰淇淋
利用液氮進(jìn)行冷凍治療
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氮?dú)獾挠猛?br/>化肥和化工原料
氮肥
工業(yè)合成氨
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氮的固定
將大氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過程。
思考：NH3→NH3·H2O能稱為氮的固定嗎？
分類
自然固氮
高能固氮(如雷雨天氣N2轉(zhuǎn)化為NO)
生物固氮(如豆科植物的根瘤菌固氮)
人工固氮
合成氨(工業(yè)上合成氨)
仿生固氮(某些金屬有機(jī)化合物可起到根瘤菌的作用)
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自然界中氮的循環(huán)
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【例1】下列關(guān)于氮?dú)庑再|(zhì)的說法中正確的是A．點(diǎn)燃條件下，N2在氧氣中燃燒生成NOB．點(diǎn)燃時，N2與金屬M(fèi)g反應(yīng)生成Mg3N2，N2作還原劑C．合成氨反應(yīng)中，N2發(fā)生氧化反應(yīng)D．氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，其原因是兩個氮原子之間以共價三鍵結(jié)合
D
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【例2】N2是空氣的重要組成部分，因此有科學(xué)家根據(jù)蒸汽機(jī)的原理，設(shè)計制造出液氮蒸汽機(jī)，即利用液態(tài)氮的蒸發(fā)來驅(qū)動機(jī)車，從而達(dá)到環(huán)境保護(hù)的目的。其主要依據(jù)是A．液態(tài)氮的沸點(diǎn)為-195.8 ℃，遠(yuǎn)低于常溫B．N2在空氣中燃燒放熱C．N2與H2反應(yīng)放熱D．N2在空氣中約占78%(體積分?jǐn)?shù))
A
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【例3】下列反應(yīng)中，不屬于氮的固定的是A．N2和H2在一定條件下合成NH3B．豆科植物把空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮C．雷電時，空氣中的N2與O2反應(yīng)生成NOD．由NH3制碳酸氫銨和尿素
D
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不同價態(tài)的氮的氧化物
氧化物 NO N2O3 N2O5
對應(yīng)氮的化合價 ＋1 ＋2 ＋4 ＋4 ＋5
N2O
NO2
N2O4
＋3
N2O俗稱笑氣，具有麻醉作用
酸酐
HNO2
含氧酸
酸酐
HNO3
含氧酸
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一氧化氮
二氧化氮
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物質(zhì) 顏色 狀態(tài) 氣味 水溶性 收集方法
NO 氣體 ___溶于水
NO2 氣體 ___溶于水
無色
無味
不
排水法
NO
NO2
紅棕色
刺激性
易
向上排空氣
氮的氧化物的物理性質(zhì)
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氮的氧化物的化學(xué)性質(zhì)
2NO + O2 = 2NO2
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
結(jié)論：在一定條件下，NO 與 NO2 可以相互轉(zhuǎn)化。
現(xiàn)象一：無色氣體變紅棕色 NO → NO2
現(xiàn)象二：紅棕色變?yōu)闊o色 NO2 → NO
(工業(yè)制取硝酸)
【課本實(shí)驗(yàn)5-5】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，觀察現(xiàn)象。打開彈簧夾，快速吸入10 mL 空氣后夾上彈簧夾，觀察現(xiàn)象。振蕩注射器，再觀察現(xiàn)象。
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“實(shí)驗(yàn)5-5”發(fā)生了哪些化學(xué)反應(yīng) 如果將注射器中的 NO 充分轉(zhuǎn)化，可以采取什么措施 上述實(shí)驗(yàn)對工業(yè)生產(chǎn)硝酸有什么啟示
+ O2
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
2NO + O2 = 2NO2
2NO + O2 = 2NO2
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3
氮的氧化物的化學(xué)性質(zhì)
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若把NOx與O2的混合氣體通入水中會發(fā)生什么反應(yīng)？剩余氣體是什么？
關(guān)系式法
① NO2和O2的混合氣體
② NO2和O2的混合氣體
V(NO2):V(O2)
< 4 : 1 O2剩余
= 4 : 1 恰好完全反應(yīng)
> 4 : 1 NO剩余
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3
V(NO):V(O2)
< 4 : 3 O2剩余
= 4 : 3 恰好完全反應(yīng)
> 4 : 3 NO剩余
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若把NOx與O2的混合氣體通入水中會發(fā)生什么反應(yīng)？剩余氣體是什么？
電子守恒法
當(dāng)NOx轉(zhuǎn)化為硝酸時要失去電子，如果是NOx與O2混合，則反應(yīng)中O2得到的電子數(shù)與NOx失去的電子數(shù)相等。
原子個數(shù)比法
V(N):V(O)
< 2 : 5 O2剩余
= 2 : 5 恰好完全反應(yīng)
> 2 : 5 NO剩余
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NO NO2
顏色 無色 紅棕色
毒性 有毒 有毒
溶解性 難溶于水 易溶于水
與O2或與H2O反應(yīng) 2NO＋O2=2NO2 3NO2＋H2O=2HNO3＋NO
收集方法 排水法 向上排空氣法
與人體、 環(huán)境的關(guān)系 ①與血紅蛋白結(jié)合，使人中毒；②形成酸雨、光化學(xué)煙霧 形成酸雨、光化學(xué)煙霧
NO和NO2性質(zhì)比較
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【例4】下列關(guān)于氮及其化合物的說法正確的是A．N2化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可用作保護(hù)氣B．NO、NO2均為大氣污染氣體，在大氣中可穩(wěn)定存在C．NO、NO2均無色氣體D．NO、NO2均能與水發(fā)生反應(yīng)
A
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【例5】下列關(guān)于NO和NO2的說法正確的是A．NO2是紅棕色氣體，與水反應(yīng)生成硝酸，所以屬于酸性氧化物B．NO2不能由N2和O2直接化合得到C．NO和NO2均既可以用排空氣法收集又可以用排水法收集D．NO在空氣中可以長久的存在
B
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【例6】四支相同試管分別充滿下列氣體：①NO2 ②SO2和Cl2(體積比1：1) ③NO2和O2(體積比1：1) ④NH3和O2(體積比1：1)，把四支試管倒扣在水槽中，試管水面上升高度為h1、h2、h3、h4，它們的大小順序?yàn)锳．h2＞h1＞h3＞h4
B．h2＞h1＞h4＞h3
C．h2＞h3＞h4＞h1
D．h2＞h3＞h1＞h4
A
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【例7】氮氧化物會嚴(yán)重污染大氣，所以實(shí)驗(yàn)室必須對含有氮氧化物的廢氣進(jìn)行處理。用NaOH溶液可以吸收廢氣中的氮氧化物，反應(yīng)方程式如下：①NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O
②2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O
(1) 在反應(yīng)①中，參加反應(yīng)的氧化劑和還原劑的質(zhì)量之比為___________。
(2) 在反應(yīng)②中，氧化產(chǎn)物是________，還原產(chǎn)物是________(填化學(xué)式)。
(3) 在反應(yīng)①②中，參加反應(yīng)的NaOH均為2 mol時，兩個反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)的關(guān)系是①________②(填“＞”“＝”或“＜”)。
23∶15
NaNO3
NaNO2
＝
課堂小結(jié)

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