資源簡介

(共26張PPT)
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
課題1　氮的氧化物
內容索引
學習目標
活動方案
課堂反饋
學 習 目 標
1. 能從鍵能的角度認識氮氣的穩定性及其氧化反應。
2. 能用氧化還原反應的知識分析一氧化氮、二氧化氮之間的相互轉化。
3. 了解氮循環對生態平衡的重要作用。
活 動 方 案
1. 認識氮氣的穩定性。
下表中的數據為使1 mol物質分裂為原子需要的能量，化學上稱之為鍵能，其單位為 kJ·mol－1。
活動一：認識氮氣的穩定性及其氧化反應
物質 H2 N2 O2 Cl2
鍵能/(kJ·mol－1) 436.3 941.7 497.3 241.7
(1) 從上述數據可以看出，四種氣體中化學性質最穩定的是哪種氣體？
【答案】 氮氣
(2) 下列氮氣的用途中，哪些利用了氮氣的穩定性？
①博物館將一些貴重畫頁、書卷保存在充滿氮氣的圓筒里。
②醫生利用液氮“冷刀”做手術，可以減少出血或不出血。
③工業上利用氮氣制取氨氣、硝酸、化肥和炸藥等。
④用氮氣填充汽車輪胎可以延長汽車輪胎的使用壽命。
⑤焊接金屬時用氮氣保護金屬使其不被氧化。
⑥在燈泡中填充氮氣以防鎢絲被氧化或揮發。
【答案】 ①④⑤⑥
2. 在高溫、放電等條件下，氮氣能夠與鎂、氧氣和氫氣等物質發生化合反應。
(1) 鎂可以在氮氣中燃燒，工業上在高溫、高壓和有催化劑的條件下合成氨氣，分別寫出這兩個反應的化學方程式。
(2) 如右圖所示，在放電條件下使氮氣與氧氣發生反應。
實驗過程中觀察到玻璃管內產生淺紅棕色的氣體，通入少量氧氣后，淺紅棕色的氣體變為紅棕色氣體。寫出玻璃管中發生反應的化學方程式。
已知：NO為無色氣體，NO2為紅棕色氣體。
1. 探究氮氧化物的性質。
實驗1：如右圖所示，在一支50 mL的注射器里充入約
10 mL NO，然后吸入5 mL水，用彈簧夾夾住乳膠管，振蕩注射器，觀察現象。
實驗2：打開實驗1的彈簧夾，吸入10 mL空氣，用彈簧夾夾住乳膠管，觀察現象。再振蕩注射器，觀察現象。取少量注射器中的溶液，向其中滴加石蕊試液。
實驗3：在注射器中充入15 mL NO2，然后吸入5 mL水，用彈簧夾夾住乳膠管，振蕩注射器，觀察現象。打開彈簧夾，吸入10 mL空氣，觀察現象。
活動二：探究氮氧化物的性質，認識氮氧化物的用途
(1) 分別寫出實驗1、2、3中的實驗現象，并進行分析。
【答案】 實驗1中吸入水后，注射器中無變化，說明NO不溶于水，也不與水反應。
實驗2中吸入空氣后，注射器中氣體變成紅棕色，振蕩后，注射器中氣體變成無色，溶液能使石蕊變紅，說明NO2能與水反應生成硝酸。
實驗3中吸入水后，注射器中氣體變成無色，且體積約為5 mL，再吸入空氣后氣體又變為紅棕色。
(2) 寫出上述實驗中發生反應的化學方程式。
【答案】 2NO＋O2===2NO2　3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
2. 探究一氧化氮、氧氣與水的反應。
如右圖所示，將盛滿NO的試管倒置于水槽中，NO不溶于水。通過玻璃導管向試管內緩緩通入氧氣，直至試管中的氣體最終完全被吸收掉。
(1) 寫出上述過程總反應的化學方程式。
【答案】 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
(2) 上述整個過程中，若產生1 mol HNO3，轉移電子的物質的量為多少？
【答案】 3 mol
3. 探究二氧化氮、氧氣與水的反應。
如右圖所示，將盛滿NO2和O2的試管倒置于水槽中，待充分反應后，試管中的氣體最終完全被吸收掉。
(1) 寫出上述過程總反應的化學方程式。
【答案】 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
(2) 上述整個過程中，若產生1 mol HNO3，轉移電子的物質的量為多少？
【答案】 1 mol
4. NO、NO2都是對人體有害的氣體，你認為工業上生產硝酸時，應如何充分利用原料，減少污染？
【答案】 工業上可使用過量O2將NOx多次氧化和轉化，從而將NOx盡可能多地轉化為HNO3。
氮循環是描述自然界中氮單質和含氮化合物之間相互轉換過程的生態系統的物質循環(如圖所示)。請你結合圖中信息，回答下列問題。
活動三：氮循環對生態平衡的重要作用
1. 將游離態氮轉化為化合態氮稱為氮的固定。固氮可分為生物固氮、工業固氮和高能固氮。圖中“①”屬于________固氮。
【答案】 還原過程
高能
課 堂 反 饋
2
4
5
1
3
6
1. 下列氣體不會造成空氣污染的是(　 　)
A．N2　　　　 B． NO
C． NO2　　　　　　 D． SO2
A
2
4
5
1
3
6
2. 下列氣體可用右圖所示的方法收集的是(　 　)
A．NO B． NO2
C． SO2 D． CH4
D
2
4
5
3
6
3. 利用硝酸工業的尾氣(含NO、NO2)獲得Ca(NO2)2的部分工藝流程如下：
下列說法不正確的是(　 　)
A．吸收硝酸工業尾氣的石灰乳不能用澄清石灰水替換
B. 為使尾氣中NOx被充分吸收，尾氣與石灰乳采用氣液逆流接觸吸收
C. 若尾氣中，n(NO2)∶n(NO)<1∶1，Ca(NO2)2產品中Ca(NO3)2含量升高
D. Ca(NO2)2在酸性溶液中分解的離子方程式為3NO＋2H＋===NO＋2NO↑＋H2O
1
C
2
4
5
3
6
4. 工業上制備硝酸的工藝流程如下：
1
4
5
4
6
2
4
5
3
6
(2) 若反應②在實驗室中進行，其反應現象為_______________ _______；反應③所得尾氣中可以循環利用的物質是________。
(3) 11.2 L(標準狀況)氨氣理論上可以制得質量分數為63%的硝酸的質量為___________。
1
無色氣體變成紅
棕色
NO
50 g
2
4
5
3
6
5. SCR(選擇性催化還原)技術可有效降低汽車發動機在空氣過量條件下的NO2排放，其工作原理如下：
1
(1) 汽車發動機在空氣過量條件下生成NO2的原因是____________ ________________________________、____________________________ (用化學方程式表示)。
2NO＋O2===2NO2
2
4
5
3
6
(2) 尿素[CO(NH2)2]熱解時與水反應生成NH3和CO2，該反應的化學方程式是__________________________________________________。
(3) 反應器中NH3還原NO2的化學方程式是____________________ ______________。
1
7N2＋12H2O
2
4
5
3
6
6. 盛有NO和NO2 的混合氣體的量筒倒立在盛有水的水槽中，過一段時間后，量筒內的氣體體積減小為原來的一半。原混合氣體中NO 和NO2 的體積比是__________。
1
1∶3
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