資源簡介

(共35張PPT)
第五章
第二節 氮及其化合物
第一課時 氮氣
新人教版 化學 必修第二冊
01
02
03
目錄
氮的固定
一氧化氮和二氧化氮
氮氣
01
一、氮氣
內容內容內容
氮元素位于元素周期表的第二周期，VA族
N
原子結構
+7
2
5
既不容易得到3個電子
也不容易失去5個電子
一般通過共用電子對與其他原子結合
氮元素在元素周期表中的位置
內容內容內容
氮元素的存在
游離態：
化合態：
主要以氮分子的形式存在于空氣中
動植物體內的蛋白質中
存在于土壤、海洋里的硝酸鹽和銨鹽中
內容內容內容
氮元素的存在
游離態：
化合態：
內容內容內容
一、氮氣
1.物理性質
無色、無味的氣體
密度與空氣接近
難溶于水
N N
:N::N:
..
內容內容內容
一、氮氣
N2+O2 2NO
放電或高溫
==========
N2 + 3Mg Mg3N2
點燃
氮氣的化學性質穩定，通常很難與其他物質發生化學反應。
I. N2與H2反應生成NH3
II.在點燃條件下與Mg反應
2.化學性質
還原性：
氧化性
催化劑
高溫、高壓
N2 + 3H2 2NH3
01
二、氮的固定
內容內容內容
二、氮的固定
將大氣中游離態的氮轉化 含氮化合物的過程叫做氮的固定。
2.分類
1.含義
自然固氮
人工固氮
高能固氮
生物固氮
N2+O2 2NO
放電或高溫
==========
豆科植物的根瘤菌固氮
合成氮
催化劑
高溫、高壓
N2 + 3H2 2NH3
仿生固氮
氮的固氮
內容內容內容
二、氮的固定
大自然通過閃電釋放的能量將空氣中的氮氣轉化為含氮的化合物，或者通過豆科植物的根瘤菌將氮氣轉化成氨，從而實現自然固氮。
自 然 固 氮
內容內容內容
二、氮的固定
人工 固 氮
合 成 氨
哈伯
(F.Haber，1868-1934)
1909年，德國化學家哈伯經過反復的實驗研究后發現，在500~600℃、17.5~20.0MPa和鋨為催化劑的條件下，反應后氨的含量可達到6%以上，具備了工業化生產的可能性。
為了把哈伯合成氨的實驗室方法轉化為規模化的工業生產，德國工程師博施作出了重要貢獻。由于合成氨工業生產的實現和相關研究對化學理論與技術發展的推動，哈伯和博施都獲得了諾貝爾化學獎。
合成氨是人類科學技術發展史上的一項重大成就。
內容內容內容
二、氮的固定
該雙鐵仿生模型配合物首次系統描述了雙鐵協同活化氮氣轉化為氨反應的后半段：“N3 → NH2 → NH2 → NH3”的逐步轉化過程
人工 固 氮
仿生固氮
硫橋聯雙鐵氮化物的結構與逐步氫化高效還原放氨反應
該雙鐵仿生模型配合物首次系統描述了雙鐵協同活化氮氣轉化為氨反應的后半段：“N3 → NH2 → NH2 → NH3”的逐步轉化過程
內容內容內容
二、氮的固定
自然界中氮的循環
01
三、一氧化氮和二氧化氮
內容內容內容
三、一氧化氮和二氧化氮
1.物理性質
無色、無味的有毒氣體
難溶于水
紅棕色、有刺激性氣味的有毒氣體
易溶于水
內容內容內容
實驗5-5
內容內容內容
實驗 裝置
實驗 操作 在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，然后吸入5mL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，觀察現象，然后再振蕩注射器
現象 ___________ _________________,
振蕩后________________
無明顯現象
無色氣體變紅棕色
紅棕色變為無色
實驗5-5
內容內容內容
②NO2→NO: __________________________(工業制取硝酸)。
2NO+O2===2NO2
3NO2+H2O===2HNO3+NO
實驗5-5
反應的化學方程式為
結論：在一定條件下，NO與NO2可以相互轉化
①NO→NO2: _____________________;
內容內容內容
三、一氧化氮和二氧化氮
2.化學性質
NO
NO2
2NO+O2===2NO2
3NO2+H2O===2HNO3+NO
2NO2 N2O4
2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O
無色氣體變為紅棕色，可用于檢驗NO
NO2的尾氣處理
具有較強的氧化性，可以使濕潤的淀粉KI試紙變藍
不能用于鑒別NO2和溴蒸氣
內容內容內容
三、一氧化氮和二氧化氮
3.危害
酸雨
光化學煙霧
后面詳細學習
在光照條件下，NO2還能使氧氣經過復雜的反應生成臭氧，臭氧與空氣中的一些碳氫化合物發生作用，產生一種有毒的煙霧。
上好課·提升時刻
氮的氧化物溶于水的計算問題
內容內容內容
故若有氣體剩余只能是NO或O2，不能是NO2。
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
內容內容內容
4NO+3O2+2H2O===4HNO3
NO與O2同時通入水中
2NO+O2===2NO2 ①
3NO2+H2O===2HNO3+NO ②
則 ①×3+②×2 總的化學方程式為：
V(NO):V(O2)
<4:3
剩余O2
若生成物只有硝酸
=4:3
兩者恰好完全反應
>4:3
剩余NO
內容內容內容
NO與O2同時通入水中
3NO2+H2O===2HNO3+NO ①
2NO+O2===2NO2 ②
則①×2+② 總的化學方程式為
若生成物只有硝酸
4NO2+O2+2H2O===4HNO3
V(NO2):V(O2)
<4:1
剩余O2
=4:1
兩者恰好完全反應
>4:1
NO2過量，剩余氣體為NO
內容內容內容
提升訓練
1.一定條件下，將等體積NO和O2充入一試管，并將試管倒立于水槽中，充分反應后剩余氣體約為的（　　）
A. B. C. D.
4NO+3O2+2H2O===4HNO3
假定的NO和O2體積分別為4V
4V
剩余氣體為氧氣，體積為4V-3V=V
3V
剩余氣體的體積
原總體積
=
V
8V
A
內容內容內容
提升訓練
2.某化學興趣小組利用如圖裝置進行下列操作：一支注射器中吸入45mL NO2，然后吸入5mL水，用乳膠管和彈簧夾封住管口，充分振蕩后，打開彈簧夾，快速吸入15mL由N2和O2組成的混合氣體[其中V(N2)：V(O2)=4:1]后夾上彈簧夾，充分振蕩后，注射器中剩余氣體的成分及氣體總體積分別為(所有氣體均處于常溫常壓下)
A．NO和N2，23mL B．NO2和N2，45mL
C．NO和N2，45mL D．NO，23mL
A
課堂檢測
內容內容內容
9．我國科學家實現了用氮氣、二氧化碳和水在常溫下合成尿素。該方法屬于
A．人工固氮 B．自然固氮 C．大氣固氮 D．生物固氮
課堂檢測
1.我國科學家實現了用氮氣、二氧化碳和水在常溫下合成尿素。
該方法屬于（ ）
A．人工固氮 B．自然固氮 C．大氣固氮 D．生物固氮
A
內容內容內容
9．我國科學家實現了用氮氣、二氧化碳和水在常溫下合成尿素。該方法屬于
A．人工固氮 B．自然固氮 C．大氣固氮 D．生物固氮
課堂檢測
2.薯條等膨化食品的袋子里填充的是食品級氮氣。下列有關氮及其氧化物的說法正確的是（ ）
A．N2、NO和NO2均為無色氣體
B．N2既具有氧化性，又具有還原性
C．雷雨天，空氣中的N2和O2反應生成NO2
D．NO和NO2都可穩定存在于空氣中
B
內容內容內容
9．我國科學家實現了用氮氣、二氧化碳和水在常溫下合成尿素。該方法屬于
A．人工固氮 B．自然固氮 C．大氣固氮 D．生物固氮
課堂檢測
D
3. 同溫同壓下，在3支相同體積的試管中分別充有等體積混合的兩種氣體，它們是①NO和NO2，②NO2和O2，③NO和N2。現將3支試管均倒置于水槽中，充分反應后，試管中剩余氣體的體積分別為V1、V2、V3，則下列關系正確的是(　　)
A．V1>V2>V3
B．V1>V3>V2
C．V2>V3>V1
D．V3>V1>V2
內容內容內容
9．我國科學家實現了用氮氣、二氧化碳和水在常溫下合成尿素。該方法屬于
A．人工固氮 B．自然固氮 C．大氣固氮 D．生物固氮
課堂檢測
C
4.如圖所示的試管中裝有12 mL NO，然后間歇緩慢地通入8 mLO2。有關最終狀態的描述：①試管內氣體呈紅棕色，②試管內氣體呈無色，③試管內液面不變，④試管內液面上升，⑤試管內氣體是O2，⑥試管內氣體是NO 。其中正確的是(　　)
A． ①③
B． ②④⑤
C． ②④⑥
D． ②③⑤
課堂總結
課堂總結
01
02
03
04
氮氣
氮的固定
一氧化氮
二氧化氮
THANKS
THANKS
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