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第五章
第二節 氮及其化合物
第1課時 氮氣和氮氧化物
化工生產中的重要非金屬元素
PART 01
氮元素與氮氣
01
氮元素與氮氣
在周期表中找到氮元素，描述其位置，并推測氮氣及氮的化合物的性質。
01
氮元素與氮氣
一、氮元素
1.氮位于元素周期表中的第 周期第 族，氮原子最外層有 個電子，在化學反應中_____得失電子,一般通過___________與其他原子相互結合構成物質。
二
ⅤA
5
2.氮元素在自然界中既有______,又有______。
游離態
化合態
游離態：N2
化合態：動植物體內的蛋白質、
土壤、海洋里的硝酸鹽和銨鹽
不易
共用電子對
01
氮元素與氮氣
二、氮氣
1.物理性質
氮氣是空氣中含量最多的氣體，約占空氣體積的_____。
78%
顏色 狀態 氣味 密度 水溶性 熔點 沸點
無色 氣態 無味 1.25g/L 難溶 -211.4℃ -195.8℃
氮氣液化后得到液氮，液氮的溫度極低，常被用作深度制冷劑。在常溫下柔軟的物體在液氮中浸泡一下，就會脆如玻璃。
01
氮元素與氮氣
二、氮氣
01
氮元素與氮氣
二、氮氣
2.氮氣的分子結構
氮分子內兩個氮原子間以_________結合，斷開該化學鍵需要______的能量，所以氮氣的化學性質很______，通常情況下 ______與其他物質發生化學反應。
氮氮三鍵
較高
穩定
很難
但在獲得了足夠能量情況下，氮氣還是能發生反應的。因此氮氣發生反應的條件往往是_____或_____。
高溫
放電
01
氮元素與氮氣
二、氮氣
3.化學性質
氮氣與氧氣在放電或高溫條件下反應，生成NO氣體：
N2 + O2 ═════ 2NO
放電或高溫
雷雨發莊稼
01
氮元素與氮氣
二、氮氣
3.化學性質
鎂可以在氮氣中燃燒，生成氮化鎂：
3Mg + N2 ══ Mg3N2
點燃
氮化鎂是一種黃綠色的固體，為離子化合物。
01
氮元素與氮氣
二、氮氣
3.化學性質
工業上利用氮氣和氫氣反應，合成氨氣：
N2 + 3H2 2NH3
高溫、高壓
催化劑
01
氮元素與氮氣
二、氮氣
4.氮的固定
將大氣中游離態的氮轉化為氮的化合物的過程，稱為氮的固定，簡稱固氮。
氮的固定
自然固氮
人工固氮
如雷雨天，N2轉化為NO，豆科植物的根瘤菌將N2轉化為NH3
人類通過控制條件，將氮氣氧化或還原為氮的化合物。最重要的人工固氮——工業合成氨。
01
氮元素與氮氣
二、氮氣
4.氮的固定
PART 02
一氧化氮和二氧化氮
02
一氧化氮和二氧化氮
一、氮的氧化物
氮元素共有六種氧化物，均有毒，是大氣的污染物。
氮的氧化物 N2O NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5
氮的化合價 +1 +2 +3 +4 +4 +5
氮的六種氧化物中，屬于酸性氧化物的有____________。
N2O3、N2O5
02
一氧化氮和二氧化氮
二、一氧化氮與二氧化氮
1.一氧化氮與二氧化氮的物理性質
NO NO2
02
一氧化氮和二氧化氮
二、一氧化氮與二氧化氮
1.一氧化氮與二氧化氮的物理性質
化學式 顏色、狀態 水溶性 密度 熔點 沸點
NO 無色氣體 難溶 1.34g/L -163.6℃ -151℃
NO2 紅棕色氣體 易溶 2.05g/L -11℃ 21℃
注意：①NO2在標準狀況下為黃褐色液體，不能用氣體摩爾體積進行計算。②NO的中毒機理類似于CO。
02
一氧化氮和二氧化氮
二、一氧化氮與二氧化氮
3.一氧化氮與二氧化氮的轉化
操作 現象 結論或解釋 化學方程式
①在一支50mL的注射器里充入20mLNO并吸入5mL水，封住管口，振蕩
②打開彈簧夾，快速吸入10 mL空氣，夾上彈簧夾
③振蕩注射器
無明顯現象
氣體變為紅棕色
氣體變為無色，且體積減小
NO難溶于水且不與水反應
\
NO與O2反應生成NO2
2NO + O2 ══ 2NO2
3NO2+H2O══2HNO3+NO
NO2與水反應生成NO
02
一氧化氮和二氧化氮
二、一氧化氮與二氧化氮
3.一氧化氮與二氧化氮的轉化
實驗結果說明，在一定條件下，一氧化氮和二氧化氮可以互相轉化。
2NO + O2 ══ 2NO2
可以用該反應檢驗NO的存在
3NO2 + H2O ══ 2HNO3 + NO
工業上利用該反應制備硝酸
思考：在實驗中如果要將注射器中的NO充分轉化，可以采用什么措施？該實驗對工業生產硝酸有什么啟示？
02
一氧化氮和二氧化氮
二、一氧化氮與二氧化氮
4.二氧化氮的其他性質
強氧化性：NO2具有強氧化性，能與SO2、KI等還原劑發生反應。
NO2 + SO2 ══ NO + SO3
二聚反應：NO2發生自身二聚反應，生成N2O4。
2NO2 N2O4（該反應在化學平衡部分會進一步學習）
02
一氧化氮和二氧化氮
二、一氧化氮與二氧化氮
4.二氧化氮的其他性質
二氧化氮的吸收：NO2可以用NaOH溶液吸收
2NO2 + 2NaOH ══ NaNO3 + NaNO2 + H2O
思考：二氧化氮和溴蒸氣都是紅棕色氣體，如何進行鑒別？
可用AgNO3溶液、CCl4、水來鑒別
02
一氧化氮和二氧化氮
二、一氧化氮與二氧化氮
5.氮氧化物溶于水的計算（差量法的運用）
①NO2溶于水的計算
例1.保持溫度和壓強不變，將10mLNO2和N2的混合氣體通入足量的水中，充分反應，剩余6mL氣體，求原混合氣體中NO2的體積分數。
60%
02
一氧化氮和二氧化氮
二、一氧化氮與二氧化氮
5.氮氧化物溶于水的計算（差量法的運用）
②NO與O2混合溶于水的計算
例2.保持溫度和壓強不變，將總體積為10mL的NO和O2混合后通入足量的水中，充分反應，剩余3mL氣體，NO和O2的體積各為多少？
4mLNO、6mLO2或7mLNO、3mLO2
02
一氧化氮和二氧化氮
二、一氧化氮與二氧化氮
5.氮氧化物溶于水的計算（差量法的運用）
③NO2與O2混合溶于水的計算
例3.保持溫度和壓強不變，將10mLNO2和O2的混合氣體通入足量的水中，充分反應，剩余2mL氣體，NO2和O2的體積各為多少？
6.4mLNO2、3.6mLO2或9.2mLNO2、0.8mLO2
PART 03
課堂總結
03
課堂總結
這堂課學到了什么？
①氮元素在自然界中的存在。
②氮氣的性質及氮的固定。
③一氧化氮和二氧化氮的性質。
④氮氧化物溶于水的計算。

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