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第五章 化工生產中的重要非金屬元素
第二節 氮及其化合物
第1課時 氮及氧化物
1.存在及結構：
游離態：存在于大氣中，75%（質量含量）78%（體積含量）
化合態：有機物和鹽
一、氮氣(N2)
氮原子位置及結構：元素周期表的 周期、第 族。最外層有 個電子，既不容易得3個電子，又不容易失去5個電子。因此氮原子一般通過 與其他原子相互結合構成物質。
第二
ⅤA
5
共用電子對
N2的結構： 。 電子式：
兩個氮原子間以共價三鍵(N≡N)結合
2.物理性質
3.化學性質
由于氮分子內兩個氮原子間以共價三鍵（N≡N）結合，斷開該化學鍵需要較多的能量，通常情況下難以與其他物質發生化學反應，但在高溫、放電等條件下，能夠與鎂、氫氣、氧氣發生反應。
1）3Mg + N2 === Mg3N2
Mg3N2 + 6H2O == 3Mg(OH)2 + 2NH3 ↑
Mg3N2 + 8HCl == 3MgCl2 + 2NH4Cl
2） N2＋3H2 2NH3
3） N2 + O2 ===== 2NO
放電或高溫
燃燒
4.氮的固定：
1）定義：把游離態的氮轉化成化合態的氮
2）方法：
自然界中的氮循環
Cover
Contents
Transition
Substance
Ending
5.用途：
原料氣
合成氨、制硝酸
保護氣
用于焊接、燈具中、
保存食品
液氮可用作制冷劑
可用于醫學、科學
等領域
二、氮的氧化物
1.存在及價態
N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5
+1
+2
+3
+4
+4
+5
一種無色、無味不溶于水的有毒氣體，密度比空氣略大，是大氣的污染物之一，極易被氧化
2.一氧化氮（NO）
2NO + O2 == 2NO2
注意：不能用排空氣法收集NO
①密度與空氣相差不大
②與空氣中的O2發生反應
二、氮的氧化物
3.二氧化氮（NO2）
紅棕色、有刺激性氣味的有毒氣體，密度比空氣大，易液化，易溶于水并與水反應
3NO2 + H2O == 2HNO3 + NO
2NO2 + 2NaOH == NaNO3 + NaNO2+H2O
NO2+ NO + 2NaOH == 2NaNO2+H2O
4.有關NO、NO2、O2三種氣體的組合類型及溶于水后的計算
此時剩余氣體為NO
1）NO2和NO混合氣體與水反應
反應： 3NO2 + H2O == 2HNO3 + NO
例1.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
C
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
2NO + O2 = 2NO2
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
結論
V(NO2):V(O2)=4:1 恰好反應，無氣體剩余
V(NO2):V(O2)<4:1 O2過量， 剩余O2
V(NO2):V(O2)>4:1 NO2過量，NO剩余
總反應式
2）NO2和O2混合氣體溶于水
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
總反應式：4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3
結論：
V(NO):V(O2)=4:3 恰好反應，無氣體剩余
V(NO):V(O2)<4:3 O2過量，剩余O2
V(NO):V(O2)>4:3 NO過量，NO剩余
3）NO和O2混合氣體溶于水
2NO + O2 = 2NO2
例2.在一定溫度和壓強下，將一容積為15 mL的試管充滿NO2后，倒置于一個盛有水的水槽中。當試管內液面上升至一定高度不再變化時，在相同條件下再通入O2，若要使試管內液面仍保持在原高度，則通入O2的體積為(　　)
A．3.75 mL B．7.5 mL C．8.75 mL D．10.5 mL
C
歸納總結NO.mp4
(1)原理 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,反應的實質是3NO2+H2O====2HNO3+NO,2NO+O2 ====2NO2,
故若有氣體剩余只能是NO或O2,不能是NO2。
(2)NO2與O2的混合氣體溶于水
(3)NO與O2的混合氣體溶于水
1.下列關于氮氣的說法中錯誤的是(　　)
當堂檢測
C
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
C
當堂檢測
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　②NO2→NO　③NO2→HNO3　④N2→NO
A.① B.② C.④ D.③
C
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
B
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　　　。
答案:(1)①通入O2后試管內氣體變為紅棕色　②試管內液面升高　③最后試管內液體沒有全部充滿,有無色氣體剩余
(2)NO　1.0 mL
THANK YOU
感謝聆聽
Ending
Thanks for listening

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