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(共37張PPT)
1940年至1960年間，在美國洛杉磯，發(fā)生了嚴(yán)重的 有毒煙霧污染大氣的事件-------光化學(xué)煙霧。那么光化學(xué)煙 霧到底是什么,這一節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)和光化學(xué)煙霧污染 有關(guān)的一種物質(zhì)元素----N。
人教版必修第二冊
第二節(jié)氮及其化合物
第一課時(shí)氮?dú)馀c氮的固定
一氧化氮和二氧化氮
一.氮?dú)馀c氮的固定 1.自然界中的氮元素的存在 空氣中的氮?dú)?br/>土壤海洋中硝酸鹽和銨鹽 氮元素
動植物蛋白質(zhì)
1.自然界中的氮元素的存在
①游離態(tài)：主 要以 氮分子的形式存在于空氣中，約占空氣的78% (體積分?jǐn)?shù))。
②化合態(tài)：部 分存在于動植物體內(nèi)的 蛋白質(zhì) 中； 部分存在于土壤、海洋里的 硝酸鹽 和 銨鹽 中。
顏色 氣味 狀態(tài) 密度
溶解性
無色 無味 氣體 密度比空氣稍小 難溶于水
熔點(diǎn)：-210℃
沸點(diǎn)：-196℃
密度：1.25g/L
2.氮?dú)獾男再|(zhì)
(1)物理性質(zhì)
收集氮?dú)鈺r(shí)用排水法不用排空氣法
推斷含氮物質(zhì)可能的化學(xué)特性。
氮元素位于元素周期表的第二周期、第VA族。
氮原子的最外電子層有5個(gè)電子，
既不容易得到3個(gè)電子，也不容易失去5個(gè)電子。
主要化合價(jià)：-3,0,+2,+4,+5
2 .氮?dú)獾男再|(zhì)
思考與交流： 畫出氮原子的結(jié)構(gòu)示意圖，分析氮的原子結(jié)構(gòu)，
因此，氮原子一般通過共用電子對與其他原子相互結(jié)合構(gòu)成物質(zhì)。
原子結(jié)構(gòu)
2.氮?dú)獾男再|(zhì)
(2)化學(xué)性質(zhì)
氮?dú)饨Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
電子式→: N · N : 結(jié)構(gòu)式 → N 三 N
由于氮分子內(nèi)兩個(gè)氮原子間以共價(jià)三鍵結(jié)合，
斷開該化學(xué)鍵需要較多的能量，所以氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，
通常情況下難以與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，
無法被大多數(shù)生物體直接吸收。
2.氮?dú)獾男再|(zhì)
(2)化學(xué)性質(zhì)
但在高溫、放電等條件下，氮分子獲得了足夠的能量，使 N=N 斷裂， 也可以和一些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
①金屬鎂： 氮?dú)獗憩F(xiàn) 氧化 性；
放電或高溫
②氧氣： N +O ==== 2NO ,氮?dú)獗憩F(xiàn) 還 原 性。
,氮?dú)獗憩F(xiàn) 氧 化 性；
③氫氣：
鎂條在空氣中燃燒，固體產(chǎn)物有幾種
三種。Mg N 、MgO 、C (鎂條可以在 CO 中燃燒)
思考交流 科學(xué)史話
氮?dú)獗Ｗo(hù)技術(shù)通常應(yīng)用于珍貴文物的保存和保護(hù)，國內(nèi)外不乏先例。 美國的《獨(dú)立宣言》就密封在氮?dú)猸h(huán)境中；中國博物館和中南海毛主
席故居紀(jì)念館也是應(yīng)用氮?dú)獗Ｗo(hù)法；北京房山云居寺“99石經(jīng)回藏”
也是氮?dú)獗Ｗo(hù)的成功典范。
為什么氮?dú)饪梢宰鳛楸Ｗo(hù)氣 北京房山云居寺石經(jīng)地宮及應(yīng)用氮?dú)獗Ｗo(hù)的石經(jīng)
氮?dú)庑再|(zhì)穩(wěn)定，常溫下不與物質(zhì) 發(fā) 生反 應(yīng) ，故可作保護(hù)氣。
3.氮?dú)獾挠猛?br/>① 化合物制造：化肥、氨、硝酸等化合物的制造；
②惰性保護(hù)：惰性保護(hù)介質(zhì)，速凍食品；
③ 制冷劑：低溫粉碎等的制冷劑、冷卻劑；
4、氮的固定
1.含義----將大氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過程。
2. 分類： N +O NO
(1) 自然固氮：大自然通過閃電釋放的能量將空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為 含氮的化合物，或豆科植物根瘤菌將氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氨。
(2) 人工固氮：如工業(yè)合成氨。 N 固氮酶 →NH (銨態(tài)氮肥)
自然固氮和人工固氮都是化學(xué)變化
雷電作用 豆科植物的根瘤固氮
泄物
化肥生產(chǎn)等
氨或銨鹽
吸 收
亞硝酸鹽
硝酸鹽
圖5-9 自然界中氮的循環(huán)
自然界中氮的循環(huán)
自然固氮
人工固氮
動物攝食
想 一想：氮是自然界各種生物體生命活動不可缺少的重要元素，
自然界是怎樣通過氮的循環(huán)為生物體提供氮元素的呢
工業(yè)合成氨為農(nóng)作物為農(nóng) 作物的生長提供了必須的
氮元素，為其他化工產(chǎn)品 (如炸藥、農(nóng)藥、染料等)
的生產(chǎn)提供了重要原料。
② 在放電條件下，空 氣中N 與氧氣化合為氮的氧化物，并隨降雨進(jìn)入水體和 土壤中。
③ 微生物分解動植物中的蛋白質(zhì)生成小分子的含氮化合物，回到水體和土壤 中。
(2)人類活動：
①將空氣 中N 合成氨，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為其他含氮化合物，進(jìn)入水體和土壤中。
②化石燃料燃燒、森林和農(nóng)作物的枝葉燃燒所產(chǎn)生的氮氧化物通過大氣進(jìn)入 陸地和海洋。
5. 自然界中氮的循環(huán)
(1)自然界：
①豆科植物根部的根瘤菌，把氮?dú)廪D(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}等含氮的化合物。
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第二節(jié)氮及其化合物
第二課時(shí)
一氧化氮和二氧化氮
N 的氧化物的種類——它們都有毒，是大氣污染物。
N O (笑 氣)、NO、N O 、NO 、N O 、N O 六種，
其化合價(jià)分別是。 +1,+2,+3,+4, +4,+5
上述氮的氧化物中屬于酸性氧化物的是N O 和N O 。
無色有甜味的氣體，在室溫下
穩(wěn)定，有輕微麻醉作用，并能
致人發(fā)笑，已被列入《危險(xiǎn)
化學(xué)品目錄》
3CO+2NO ====3CO +N O
二.一氧化氮與二氧化氮
氧化物 顏色 氣味 毒性 狀態(tài) 水溶性
收集方法
NO 無色 無味 有毒 氣體 不溶
排水法
NO 紅棕色 刺激性氣味 有毒 氣體 易溶
向上排空氣法
1、一氧化氮和二氧化氮的性質(zhì)
(1)物理性質(zhì)
二.一氧化氮與二氧化氮
【實(shí)驗(yàn)5-5】
如圖5-10所示，在一支50mL 的注射器里充入20mLNO, 然后吸入5mL水，用乳膠管和彈簧夾封住管口，
振蕩注射器，觀察現(xiàn)象，打開彈簧夾，快速吸入10mL空氣后 夾上彈簧夾，觀察現(xiàn)象，振蕩注射器，再觀察現(xiàn)象。
圖5-10 二氧化氮溶于水的實(shí)驗(yàn)
環(huán)節(jié)2、知識精講
實(shí)驗(yàn)探究 【實(shí)驗(yàn)5-5】
二氧化氮溶于水的實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
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 注射器內(nèi)無明顯變化
NO難溶于水
打開彈簧夾，快速吸入10 mL空氣后夾上彈簧夾 注射器內(nèi)氣體變?yōu)榧t棕色 注射器活塞向左移動
NO和O 反應(yīng)
生成紅棕色NO
振蕩注射器 氣體的紅棕色消失， 注射器活塞繼續(xù)向左移動
NO 溶于水生成
無色的NO
【實(shí)驗(yàn)5-5】
思考與討論：
1. 實(shí)驗(yàn)5-5中發(fā)生了哪些化學(xué)反應(yīng) 2 NO+O === 2NO
3NO +H O===2HNO +NO
2.如果要將注射器中的NO 充分轉(zhuǎn)化，可以采取什么措施
繼續(xù)通入過量的空氣
3.上述實(shí)驗(yàn)對工業(yè)上生產(chǎn)硝酸有什么啟示
在用水吸收NO 制取硝酸的反應(yīng)過程中，
要不斷地補(bǔ)充一些空氣，使NO 盡可能多地轉(zhuǎn)化為硝酸
1、一氧化氮和二氧化氮的性質(zhì)
(2)化學(xué)性質(zhì)
①、NO
易被O 氧化為NO 2NO+0 ==2NO
催化劑
與NH 反應(yīng)： 6NO+4NH 加熱5N +6H O
氧化性
與CO反應(yīng)： 2NO+2CO 催化劑N +2CO
氧化性
1、一氧化氮和二氧化氮的性質(zhì)
(2)化學(xué)性質(zhì) NO NO 均為不成鹽氧化物
② 、NO 難被氧化，易與水反應(yīng)生成HNO 和NO
3NO +H O==2HNO +NO
NO單獨(dú)不與NaOH溶液反應(yīng)
NO與NO 一起與NaOH溶液反應(yīng)
NO+NO +2NaOH ==2NaNO +H O
NO 單獨(dú)與NaOH溶液反應(yīng)
2NO +2NaOH==NaNO +NaNO +H O
NO 具有較強(qiáng)的氧化性，可使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍(lán)
還可將SO 氧化： NO +SO ===SO +NO
常溫下易轉(zhuǎn)化為 N O
2NO
紅棕色
N O
無色
二氧化氮和四氧化二氮
思 考 ：NO 和溴蒸氣都是紅棕色、有刺激性氣味的氣體，怎樣加以區(qū)別
【提示】由于NO 和Br 在性質(zhì)上有不少相似性：
①均具有氧化性；②溶于水均有酸生成；
③均可與堿反應(yīng)；④均為紅棕色等。
所以不能用淀粉一KI 試紙、pH 試紙、NaOH 溶液來鑒別，
但二者性質(zhì)又有差別。
可以用下列方法鑒別：
①AgNO 溶液； 加溴產(chǎn)生淡黃色沉淀，加NO 不變色
②CCl ; CCl 層有色的是溴
③ 用水洗法。溴溶于水即為溴水，橙黃色。 N O 溶于水紅棕色褪去
2、氮的氧化物溶于水的計(jì)算
無論是單一氣體(NO ), 還 是NO、NO 、O 中的兩者或三者的混合氣體，
反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是
3NO +H O==2HNO +NO,
2NO+O ==2NO ,
故若有氣體剩余只能是NO 或O , 不可能是NO 。
所以①×2+②得 4NO +O +2H O=4HNO ③
②×3+①×2得4NO+30 +2H O===4HNO ④
也就是按此比例的氣體可以和水完全反應(yīng)生成硝酸。
2、氮的氧化物溶于水的計(jì)算
(1)有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式 3 NO +H O===2HNO +NO① 2NO+O ===2NO ②
2、氮的氧化物溶于水的計(jì)算
①若NO 通入水中，關(guān)系式為3 NO +H O===2HNO +NO
剩余氣體為NO
。
2、氮的氧化物溶于水的計(jì)算
②若NO 和NO 通入水中，總關(guān)系式為3NO +H O===2HNO +NO。
剩余氣體為NO
剩余V(NO)=V(NO) 原
2、氮的氧化物溶于水的計(jì)算
③若NO 和O 通入水中，總關(guān)系式為4NO+30 +2H O===4 HNO
當(dāng)體積比V(NO):V(O )
<4:3 O 過量，剩余氣體為O
=4:3 恰好完全反應(yīng)，無氣體剩余
>4:3 NO 過量，剩余氣體為NO
剩余V(NO)=V(NO) 原
2、氮的氧化物溶于水的計(jì)算
④若NO 和 O 通入水中，總關(guān)系式為4 NO +O +2H O===4HNO
當(dāng)體積比V(NO ):V(O )
<4:1 O 過量，剩余氣體為O 剩 余V(O )=V(O ) 原
=4:1 恰好完全反應(yīng)，無氣體剩余
>4:1 NO 過量，剩余氣體為NO
(過量NO 與H O 反應(yīng)生成NO)
3NO +H O===2HNO +NO
剩余V(NO)=
原 4 V(O )]
2、氮的氧化物溶于水的計(jì)算
值得注意的是：
當(dāng)NO 或NO轉(zhuǎn)化為HNO 時(shí)要失去電子，
若上述兩種氣體與O 混合通入水中時(shí)，O 得電子，且得失電子數(shù)必須相等，
這是電子守恒法解答此類題目的依據(jù)。
汽車、工廠等污染源排入大氣的氮氧化物與碳?xì)浠衔? 一 次污染物),
經(jīng)紫外線照射發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)生成以臭氧為主的二次污染物，參與光化學(xué) 反應(yīng)過程的一次污染物和二次污染物的混合物，稱為光化學(xué)煙霧。
光化學(xué)煙霧危害人體健康和植物生長。
資料卡片——光化學(xué)煙霧
3、氮氧化物對環(huán)境的污染
(1)光化學(xué)煙霧：NO 在紫外線作用下，與碳?xì)浠衔锇l(fā)生 一系列光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生了一種有毒的煙霧。
(2)酸雨：NO、排入大氣中后，與水反應(yīng)生成HNO 和HNO ,
隨雨雪降到地面。
3、氮氧化物對環(huán)境的污染
(3)破壞臭氧層：NO 可使平流層中的臭氧減少，
導(dǎo)致地面紫外線輻射量增加。
(4)NO 與血紅蛋白結(jié)合使人中毒，與 CO 相同。
NO 與血紅蛋白的結(jié)合能力大于CO
NO
NO
物理性質(zhì) 無色，無味
紅棕色，刺激性氣味
毒 性 有毒(機(jī)理同CO)
有毒
與 水
3NO +H O==2HNO +NO
與 O 2NO+O =2NO
4NO+30 +2H O=4HNO
4NO +O +2H O=4HNO
4、一氧化氮和二氧化氮的性質(zhì)比較
下課～記得復(fù)習(xí)和做作業(yè)~

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