資源簡介

(共22張PPT)
課時1 氮及氮的氧化物
第二節 氮及其化合物
第五章 化工生產中的重要非金屬元素
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。
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。
氮元素在自然界中的存在
空氣中的氮氣
土壤海洋中硝酸鹽和銨鹽
動植物蛋白質
氮氣的物理性質
顏色 狀態 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%
氮氣78%
空氣成分示意圖
氮元素的位置與結構
（1）氮元素在元素周期表中的位置
第二周期，第 VA族
（2）寫出氮氣的電子式和結構式。
電子式
結構式
N

N



N
N
球棍模型
兩個氮原子間以共價三鍵結合，斷開該化學鍵需要較多的能量，
所以氮氣的化學性質很穩定，通常難以與其它物質反應。
氮氣的化學性質
但高溫、高壓、催化劑或者放電等條件下，可以和某些物質發生反應。
N2 + 3Mg Mg3N2
氧化性
氧化性
以上反應中，氮氣表現什么性？
N2 + O2 2NO
N2 + 3H2 2NH3
還原性
氮氣的用途
化學性質不活潑——保護氣
食品包裝中充氮氣以防腐
燈泡中充氮氣以延長使用壽命
液氮——制造低溫
液氮冰淇淋
利用液氮進行冷凍治療
氮氣的用途
化肥和化工原料
氮肥
工業合成氨
氮的固定
將大氣中游離態的氮轉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)
自然界中氮的循環
【例1】下列關于氮氣性質的說法中正確的是
A．點燃條件下，N2在氧氣中燃燒生成NO
B．點燃時，N2與金屬Mg反應生成Mg3N2，N2作還原劑
C．合成氨反應中，N2發生氧化反應
D．氮氣的化學性質穩定，其原因是兩個氮原子之間以共價三鍵結合
D
高溫或放電條件下
是氧化反應，氨中氮是-3價
【例2】N2是空氣的重要組成部分，因此有科學家根據蒸汽機的原理，設計制造出液氮蒸汽機，即利用液態氮的蒸發來驅動機車，從而達到環境保護的目的。其主要依據是
A．液態氮的沸點為-195.8 ℃，遠低于常溫
B．N2在空氣中燃燒放熱
C．N2與H2反應放熱
D．N2在空氣中約占78%(體積分數)
A
【例3】下列反應中，不屬于氮的固定的是
A．N2和H2在一定條件下合成NH3
B．豆科植物把空氣中的氮氣轉化為化合態的氮C．雷電時，空氣中的N2與O2反應生成NO
D．由NH3制碳酸氫銨和尿素
D
不同價態的氮的氧化物
氧化物 NO N2O3 N2O5
對應氮的化合價 ＋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
物質 顏色 狀態 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
氮的氧化物的化學性質
【課本實驗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，觀察現象。打開彈簧夾，快速吸入10 mL 空氣后夾上彈簧夾，觀察現象。振蕩注射器，再觀察現象。
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
氮的氧化物的化學性質
2NO + O2 = 2NO2
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
結論：在一定條件下，NO 與 NO2 可以相互轉化。
現象一：無色氣體變紅棕色 NO → NO2
現象二：紅棕色變為無色 NO2 → NO
(工業制取硝酸)
排放的NO2和NO常用NaOH溶液吸收
2NO2＋2NaOH = NaNO2＋NaNO3＋H2O
NO＋NO2＋2NaOH = 2NaNO2＋H2O
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。
【例4】下列關于NO和NO2的說法正確的是
A．NO2是紅棕色氣體，與水反應生成硝酸，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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