1、第五章 化工生产中的重要非金属元素第二节 氮及其化合物第1课时 氮气与氮的固定位置：第二周期、第A族氮原子结构：最外层有5个电子，既不容易得3个电子，又不容易失去5个电子。因此氮原子一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质。常见的化合价有 1、2 、3 、4 、5 、3。氮的原子结构自然界中氮元素的存在游离态：主要以氮分子的形式存在于空气中。化合态：部分存在于动植物体内的蛋白质中；部分存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。1. N2的物理性质无色、无味、无毒的气体，难溶于水，比空气稍轻，熔沸点低。2.N2的化学性质（1）常温下，N2的化学性质不活泼，可代替稀有气体作保护气体。原因：氮分子内两
2、个氮原子间以共价三键结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定，通常难以与其它物质反应。结构式：NN一、氮气及氮的固定2.N2的化学性质（2）高温、高压、催化剂或者放电等条件下，可以和某些物质发生反应。金属镁：N2 + O2 2NO放电或高温N2 + 3H2 2NH3 高温 高压催化剂氢气：氧气：N2 + 3Mg Mg3N2点燃氧化性氧化性还原性一、氮气及氮的固定3.氮的固定 将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程分类自然固氮高能固氮(如雷雨天气N2转化为NO)生物固氮(如豆科植物的根瘤菌固氮)人工固氮合成氨(工业上合成氨)仿生固氮(某些金属有机化合物可起到根瘤菌的作用)一、
3、氮气及氮的固定自然界中的氮循环自然固氮自然固氮吸收(1)氮元素有多种化合价，其最高正价为5价（ ）(2)氮原子与其他原子只能形成共价键，不能形成离子键（ ）(3)氮气常用作焊接金属、填充灯泡、保存食品的保护气（ ）(4)白磷(P4)在空气中能自燃而氮气能稳定存在，说明磷元素非金属性比氮元素强（ ）(5)硝酸盐在某些细菌作用下转化成氮气为自然固氮（ ）(6)在高温、高压、催化剂条件下，1 mol N2与3 mol H2混合可生成2 mol NH3（ ）练习“笑气”是一氧化二氮（N2O）的别称，为无色有甜味的气体，广泛应用于医药麻醉、食品加工等生产生活领域。人体吸入“笑气”后，会引起体内内啡肽的释
4、放。内啡肽能让人产生短暂的欣快感。其实，笑气并不是真的让人发自内心地笑，而是通过让人脸部肌肉失控而形成痴呆笑容。试一试：写出不同价态的氮的氧化物氮的氧化物N2O(笑气) NO N2O3NO2N2O4N2O5氮元素化合价123445上述氮的氧化物中属于酸性氧化物的是N2O5和N2O3。二、一氧化氮与二氧化氮【实验5-5】(1)在一支50mL的注射器里充入20mLNO，观察颜色： ，然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器。现象： ，结论： 。(2)打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹，现象： ；振荡注射器。现象： 。结论：在一定条件下，NO和NO2可以相互转化。无色注射器
5、内无明显变化NO难溶于水注射器内气体变为红棕色气体的红棕色消失二、一氧化氮与二氧化氮（一）一氧化氮(NO)无色、无味的气体，不溶于水，有毒。1.物理性质2.化学性质2NO + O2 = 2NO2(1) 不与酸、碱反应(2) 易与O2反应收集：排水法易结合血红蛋白，导致人体缺氧N2 + O2 2NO放电或高温二、一氧化氮与二氧化氮（二）二氧化氮(NO2)1.物理性质2.化学性质红棕色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水。3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 收集：向上排空气法(2)强氧化性：可使湿润的淀粉KI试纸变蓝(1)与水反应：(3)与碱反应：NO2NO2NaO
6、H=2NaNO2H2O2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O二、一氧化氮与二氧化氮工业制取硝酸思考与讨论：如何除去NO气体中混有的少量NO2气体杂质？提示：根据NO2与H2O反应能生成NO，既能除去NO2杂质，又不引入其他杂质，故可将混合气体通入盛有水的洗气瓶，然后重新收集气体。NO和NO2性质比较氮氧化物NONO2色、味、态无色无味气体红棕色、有刺激性气味气体溶解性不溶于水易溶于水且与水反应氧化物类别非酸性氧化物(不成盐氧化物)非酸性氧化物(不成盐氧化物)氧化性或还原性具有氧化性、还原性，主要表现强还原性具有氧化性、还原性，主要表现强氧化性，能氧化SO2、KI等物质毒性有毒(易结合血
7、红蛋白使人中毒)有毒(刺激腐蚀呼吸道黏膜)相互转化 2NOO2=2NO23NO2H2O =2HNO3NO在新疆与青海交界处有一山谷， 每当牧民与牧畜进入后，风和日丽的 晴天顷刻间电闪雷鸣，狂风暴雨，把 人畜击毙。人称“魔鬼谷”。然而谷内确是牧草茂盛，四季常青。 老话即雷雨发庄稼。写出雷雨天气促进植物生长所涉及的化学方程式？N2O2放电NONO2O2HNO3H2ONO3-进入土壤N2 + O2 2NO放电2NO + O2 = 2NO23NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 1.下列对NO、NO述，不正确的是（ ）A.NO2是红棕色气体，易溶于水，不是酸性氧化物B.NO可以用排水法收集，但
8、不能由N2和O2直接化合而得到C.NO、NO2在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物D.NO、NO2都有毒，且NO是汽车尾气的有害成分之一B2.在反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO中，被氧化的氮元素与被还原的氮元素的质量之比是（ ）A.1：3 B.2：3 C.1：2 D.2：1D3.下列转化必须加入氧化剂且一步反应就能完成的是（ ）N2NO2 NO2NO NO2HNO3N2NO N2NH3A.B.C. D.C4.电闪雷鸣的雨天，空气中的N2会发生一系列反应，生成氮的化合物。雷雨时，一般不可能生成的氮的化合物是（ ）NH3NONO2N2O3N2O5HNO3A.B.C.D.C5.中国汽车销量增长幅度很大，同时也带来了空气污染。汽车尾气转化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。（1）汽车尾气的主要污染成分包括哪些？CO、NO2、NO等（2）由图分析写出汽车尾气转化装置里发生的反应？在反应中氮的氧化物分别表现什么性质？2NO + O2=2NO2，NO表现还原性 催化剂2NO2 + 4CO = 4CO2+N2，NO2表现氧化性
