資源簡介

(共25張PPT)
§5.2 氮及其化合物
N
在國民經濟和日常生活中，氮氣有廣泛的用途。首先，利用它“性格孤獨”的特點，我們將它充灌在電燈泡里，可防止鎢絲的氧化延長燈泡的使用壽命。還可用它來代替惰性氣體作焊接金屬時的保護氣。氮氣為什么可以作保護氣？
01
氮的存在及氮的固定
01
02
03
04
01
N
氮的存在
N
N
空氣中的氮氣（N2）
動植物體內蛋白質
酰胺基
氨氣
（NH3）
銨鹽
（NH4+）
氮在元素周期表中的位置
第二周期 第 ⅤA族
氮原子的最外電子層有____個電子，既不容易得到3個電子，也不容易失去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。
5
共用電子對
三鍵護體，難以斷裂
空氣讓生活更美好（氮的固定）
78% N2
21% O2
01
空氣讓生活更美好（氮的固定）
01
氮的固定
01
氮的固定
人工固氮
高能固氮
生物固氮
氮的固定：將游離態的氮轉化為氮的化合物的過程
根瘤菌
反應條件嚴苛&特有！
為什么
氮的固定：一個反應，三個諾獎
01
弗里茨·哈珀
1918年
博施
1931年
埃特爾
2007年
發明了N2和H2
直接合成氨的方法
改進了反應條件，實現
氨的規模化工業生產
發現了合成氨
的反應機理
氮氣的性質
物理性質：N2是一種無色、無味的氣體，ρ(N2)＜ρ(空氣)，難溶于水。
化學性質：
(1)穩定性：通常情況下，氮氣難以與其他物質發生化學反應，
無法被大多數生物體直接吸收。
(2)氮氣與金屬或非金屬單質的反應
①與金屬鎂反應：_______________________________。
②與氧氣反應：_______________________________。
③與氫氣反應：_______________________________。
N2+3H2 2NH3
02
氮氧化物
氮的氧化物
N2O
+1
NO
+2
N2O3
+3
NO2 N2O4
+4
02
N2O5
+5
從左往右，非金屬性依次增強！
諾貝爾生理學或醫學獎（1998年）
穆拉德
Ferid Murad
弗奇戈特
Robert F.Furchgott
伊格納羅
Louis J. Ignarro
發現在心血管系統中起信號分子作用的一氧化氮。
一氧化氮在治療疾病中的突出應用
一氧化氮和二氧化氮
物理性質
物質 顏色、狀態 氣味 毒性 水溶性
NO 無色氣體 無味 有毒 ____溶于水
NO2 _____色氣體 _________ ______ ____溶于水
紅棕　
有刺激性
氣味　
有毒　
不　
易　
二氧化氮溶于水的實驗
實驗 操作 在如上圖注射器里充入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 振蕩注射器
實驗 現象
化學 方程式 二氧化氮溶于水的實驗
實驗 操作 在如上圖注射器里充入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 振蕩注射器
實驗 現象 無明顯 現象 無色氣體變為 紅棕色 紅棕色氣體變淺至消失，有無色氣體生成，注射器活塞向內滑動
化學 方程式 2NO＋O2===2NO2　
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
（工業制硝酸的原理）　
如果要將注射器中的NO充分轉化，可以采取什么措施？
繼續通入過量的空氣
工業生產硝酸時，由于NO2與H2O反應會生成HNO3和NO，NO又可與O2反應生成NO2，因此通入適量的氧氣可使NO或NO2恰好完全溶于水。
(1)試根據反應：
①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
②2NO＋O2===2NO2
推出NO2與O2的混合氣體、NO與O2的混合氣體被水完全吸收轉化為HNO3的化學方程式：______________________________________，______________________________________________________。
①×2＋②得：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3　
①×2＋②×3得：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
(2)將一支充有12 mL NO2氣體的試管倒置于水槽中，充分反應。
①下列圖示正確的是___(填字母)。

②若水不能充滿試管，需再向試管中緩緩充入O2，現象為
__________________________________，最終充入___mL氧氣，
才能使水全部充滿。
無色氣體變為紅棕色，液面逐漸上升
3
C
02
氮氧化物（NOX）性質的應用——工業制硝酸
N2
H2
NH3
O2
O2
NO
NO2
HNO3
H2O
2NO+O2 === 2NO2
3NO2+H2O === 2HNO3+NO
4NH3+5O2 4NO+6H2O
催化劑
Δ
N2+3H2 2NH3
催化劑
高溫高壓
02
氮氧化物（NOX）性質的應用——雷雨發莊稼
N2＋O2 = 2NO（無色）
放電
2NO＋O2 = 2NO2（紅棕色）
3NO2＋H2O = 2HNO3＋NO
硝酸型酸雨的形成
土壤
氮肥
1.汽車尾氣主要含有CO2、CO、SO2、NOx(氮氧化物)等物質，這種尾氣逐漸成為城市空氣污染的主要來源之一，根據NOx的性質特點，已開發出多種化學治理氮氧化物污染的方法。(1)氮氧化物與環境問題密切相關，可導致___________________________________ 等問題(任填兩條)。
(2)已知某硝酸廠排放的尾氣中NO、NO2的體積比為1∶1，該廠采用NaOH溶液來處理該尾氣，處理后所得溶液中只有一種含氮的鈉鹽，有關反應的化學方程式為 ______________________________________。在該含氮的鈉鹽中，氮元素的化合價為________。（堿液吸收法）
氮氧化物（NOX）的危害
02
（硝酸型）酸雨、臭氧層空洞、光化學煙霧
NO+NO2+2NaOH=NaNO2+H2O
+3
(3)某氮氧化物和CO在催化劑的作用下充分反應，生成N2和CO2，可消除CO與該氮氧化物的污染。若測得N2和CO2的物質的量之比為1:2，則該氮氧化物的化學式是___。
(4)用氨可將氮氧化物轉化為無毒氣體，例如：8NH3＋6NO2=7N2＋12H2O。該反應中的氧化劑是______，還原產物和氧化產物的質量之比為______。如果用氨在催化劑、加熱的條件下來處理NO，有關反應的化學方程式為 _____________________。
NO
NO2
3:4
4NH3+5O2===4NO+6H2O
催化劑
△
02
氮氧化物（NOX）的危害
NOX
高效尾氣處理裝置
02
NO與NO2的制備
實驗原理：Cu+4HNO3（濃）=== Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O
銅與濃硝酸反應
實驗現象：
劇烈反應產生紅棕色氣體，溶液變為綠色，銅片逐漸減少
銅與稀硝酸反應
實驗現象：
緩慢反應生成無色氣體，接觸空氣后變紅棕色溶液變為藍色，銅片逐漸減少。
實驗原理：

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