資源簡介

(共18張PPT)
讓學生做成長的主人 為學生終身發展奠基
Let students become masters of growth, lay a foundation for students’ lifelong development
在新疆和青海交界處有一狹長山谷，每當牧民和牲畜進入后，風和日麗的晴天頃刻間電閃雷鳴，狂風大作，人畜往往遭雷擊倒下。奇怪的是這里的牧草茂盛，四季常青，被當地牧民稱為“魔鬼谷”。你能用化學方程式及必要的文字敘述解釋“魔鬼谷”牧草茂盛、四季常青的原因嗎
思考: 解釋“雷雨發莊稼”的原理。
2NO + O2 = 2NO2
N2 + O2 = 2NO
放電
3NO2 + H2O = 2HNO3 +NO
氫化物
單質
氧化物
酸
鹽
-3
0
+1
+5
N2
NH3
N2O
NO
N2O3
NO2和N2O4
N2O5
HNO2
HNO3
NH4+
NO3-
+2
+3
+4
你能說出哪些含氮物質？
化合價
物質類別
①游離態：主要以氮分子的形式存在于空氣中。
②化合態：部分存在于動植物體內的蛋白質中；部分存在于土壤、海洋里的硝酸鹽和銨鹽中。
大氣中N2

NH3
尿素及動植物遺體
土壤中的微生物

氮素化肥
1.氮元素在自然界中的存在
氮原子很難得失電子形成離子鍵，
一般與其他原子形成共用電子對
位置
第二周期、第ⅤA族
結構
性質
2.氮元素的位構性
+7
2
5
O
N
C
Cl
P
S
3.氮氣的結構
電子式
結構式
N2
化學式
N

N



N
N
斷開氮氮三鍵需要較多的能量，化學性質比較穩定，通常很難與其他物質發生化學反應
4. 氮氣的化學性質
（1）氮氣的化學性質穩定，通常很難與其他物質發生化學反應。
N2+O2 2NO
放電或高溫
====
② 氧化性
a. N2與H2反應生成NH3，化學方程式為 。
b. 在點燃條件下與Mg反應，方程式為 。
催化劑
高溫、高壓
N2 + 3H2 2NH3
N2 + 3Mg Mg3N2
點燃
① 還原性：_____________________________
5．氮的固定
氮的固定
概念：將大氣中游離態的氮轉化為氮的化合物的過程
分類
自然固氮
—
高能固氮
生物固氮(如豆科植物的根瘤菌固氮)
人工固氮
合成氨(工業上合成氨)
仿生固氮(某些金屬有機化合物可起到根瘤菌的作用)
( N2＋O2 ==== 2NO )
放電
N2 + 3H2 2NH3
催化劑
高溫、高壓
科學史話
哈伯
人 工 固 氮
合 成 氨
博施
合成氨是人類科學技術發展史上的一項重大成就。1909年，德國化學家哈伯經過反復的實驗研究后發現，在500~600 ℃、17.5 MPa~20.0 MPa和鋨為催化劑的條件下，反應后氨的含量可超過6%，具備了工業化生產的可能性。德國工程師博施為了把哈伯合成氨的實驗室方法轉化為規模化的工業生產也作出了重要貢獻。哈伯和博施都獲得了諾貝爾化學獎。
6. 氮氣的用途
①化工原料：化肥、氨、硝酸等化合物的制造
②作惰性保護氣：用于焊接金屬、填充燈泡、食品包裝保護氣
③液氮制冷劑：麻醉、冷凍治療
1.氮有多種價態的氧化物
氮的氧化物
氧化物的化學式 NO NO2、
氮元素的價態 +1 +2 +3 +4 +5
注意：①氮的氧化物都有毒
② N2O俗稱“笑氣”
③只有N2O3 、N2O5是酸性氧化物，其余均為不成鹽氧化物
N2O
N2O3
N2O4
N2O5
氮氧化物
氮的氧化物種類很多，N2O、NO、NO2、N2O4、N2O3、N2O5都具有不同程度的毒性。除NO2以外，其他氮氧化物均極不穩定。除NO外均可溶于水。
笑氣——N2O，無色不可燃氣體，有輕微金屬味，室溫下穩定，有輕微麻醉作用，
1799年由英國化學家漢弗萊·戴維發現。主要應用在外科和牙科等醫學領域，還廣泛用作增強發動機輸出功率的火箭推進劑和賽車中的氧化劑。
信使分子——NO，具有擴張血管、促進消化和增強記憶力的特殊功能。1998年的諾貝爾生理學和醫學獎的主要研究成果是發現NO在人體的血管系統內具有傳送信號的功能。NO一向被視為大氣污染物，卻在生命過程中有如此重要的功能，這是否能給人們一些什么啟示呢？
1、NO、NO2的物理性質
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
NO
NO2
思考： NO和NO2分別用什么方法收集？
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。
2．NO和NO2的化學性質
實驗探究
裝置 操作 在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，然后吸入5 mL水，用乳膠管和彈簧夾封住管口，振蕩注射器 ①打開彈簧夾，快速吸入10 mL空氣后夾上彈簧夾
②振蕩注射器
現象 ___________ ①無色氣體變為_________
②__________________________
___________________
無明顯現象
紅棕色
震蕩后紅棕色氣體逐漸變為無色，
注射器活塞向左移動
——NO、NO2與水的反應
實驗結論及解釋
①NO不溶于水，也不與水反應，與O2反應生成紅棕色的NO2；
2NO + O2==2NO2
②NO2能與水反應生成無色的NO。
3NO2＋H2O === 2HNO3＋NO
思考討論：①如果要將注射器中的NO充分轉化，應采取什么措施？
②上述實驗對工業上生產硝酸有什么的啟示？
繼續通入過量的空氣
用水吸收NO2制取硝酸的反應過程中，要不斷地補充空氣，使NO2盡可能多地轉化為硝酸。
無論是單一氣體 ( NO2 )，還是 NO、NO2、O2 中的兩者或三者的混合氣體溶于水，若有氣體剩余只能是 NO 或 O2 ，不可能是NO2。
排放的NO2和NO常用NaOH溶液吸收
2NO2＋2NaOH = NaNO2＋NaNO3＋H2O
NO＋NO2＋2NaOH = 2NaNO2＋H2O
3. 氮氧化物對環境的污染
(1)NOx在紫外線作用下與碳氫化合物發生一系列光化學反應，產生光化學煙霧。
(2)NOx排入大氣中后，與水反應生成HNO3和HNO2，隨雨雪降到地面形成酸雨。
(3)破壞臭氧層：NO2可使平流層中的臭氧減少，導致地面紫外線輻射量增加。
(4)NO與血紅蛋白結合使人中毒。

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