1、第五第五章章 化工生产中的重要非金属元素化工生产中的重要非金属元素第二节 氮及其化合物第一课时 氮气与氮的固定氮气与氮的固定一氧化氮和二氧化氮一氧化氮和二氧化氮宏观辨识与微观探析宏观辨识与微观探析：通过分析氮气分子的结构，了解氮气的化学稳定性。变变化观念与平衡思化观念与平衡思想想：通过对NO和NO的性质及相互转化的学习，了解相关计算。科学态度与社会责任科学态度与社会责任：结合生产、生活实例，了解氮的固定的概念及意义。科学态度与社会责任科学态度与社会责任：1、掌握氮气、氮氧化物的重要化学性质，培养变化观念。2、了解氮及其化合物对环境的影响和环境保护的重要意义，增强环保的意识和责任感。核心素养：1
2、.空气中主要含有氮气和氧气,其中氮气的性质稳定,可作保护气。2.N2的密度与空气相差不大,不可采用排空气法收集,可用排水法收集。3、氮分子内两个氮原子以_结合，所以化学性质稳定。一、氮气与氮的固定1、存、存在：自然界中以在：自然界中以 和和 两两种形式存种形式存在。在。游离态游离态化合态化合态2、氮气的物理性质：通常情况下氮气难与其他物质发生化学反应，无法被大多数生物体直接吸收。（原因：氮分子内两个氮原子之间以共价三键结合,断开该化学键需要较多的能量）色、味、态：色、味、态： 、 、 ；密度：比空气；密度：比空气 ；溶解性：；溶解性： 水。水。无色无色无味无味气体气体略小略小不溶于不溶于3、氮
3、气的化学性质：但在高温、放电等条件下，氮气能够与镁、氧气、氢气等物质发生化合反应。氮氮气与金属或非金属单质的反应气与金属或非金属单质的反应N2O2 2NON23H2 2NH3 与与O2反应化学方程式为：反应化学方程式为： . 工业合成氨化学方程式为：工业合成氨化学方程式为： . 与与Mg反应化学方程式为：反应化学方程式为： .氮显氮显-3价价氧化剂氧化剂氮显氮显2还原剂还原剂4、氮的固定(1)定义：(2)分类自然固氮:大自然通过 闪电 释放的能量将空气中的氮气转化为含氮的化合物，或者通过豆科植物的 根瘤菌 将氮气转化为 氨 。人工固氮:人类通过控制条件，将氮气氧化或还原为氮的化合物。 最最重要
4、的人工固氮途径重要的人工固氮途径是是 工工业合成业合成氨氨 。将大气中游离态的氮 转化为 氮的化合物 的过程。自然界中氮的循环自然界中氮的循环二二、一氧化氮和二氧化氮一氧化氮和二氧化氮N2O、NO、N2O3、NO2 、N2O4、N2O5123445HNO2HNO3亚硝酸亚硝酸硝酸硝酸只有只有N2O3和和N2O5是是酸性氧化物酸性氧化物2NO2 N2O4无色无色红棕色红棕色1 1、氮的氧化物、氮的氧化物2、一氧化氮和二氧化氮（1）.物理性质2.化学性质(1)常温下，NO不稳定,易与O2结合。化学方程式为2NO+O2 = 2NO2。(2)NO2溶于水时与水发生反应。化学方程式为3NO2+H2O =
5、 2HNO3+NO。4、与人体、环境的关系NO：与血红蛋白结合，使人中毒 转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾NO2 ：形成酸雨、光化学烟雾练习：下列气体都有毒，使人中毒的原理与CO相似的是（ ） A.Cl2 B.SO2 C.NO D.NO2C3、NO和NO2 的收集方法：NO： 只能用排水集气法收集只能用排水集气法收集NO2: 只能用向上排空气法收集只能用向上排空气法收集在新疆和青海交界处有一狭长山谷，每当牧民和牲畜进入后，风和日丽的晴在新疆和青海交界处有一狭长山谷，每当牧民和牲畜进入后，风和日丽的晴天顷刻间电闪雷鸣，狂风大作，人畜往往遭雷击倒下。奇怪的是这里的牧草天顷刻间电闪雷鸣，狂风大作，人
6、畜往往遭雷击倒下。奇怪的是这里的牧草茂盛，四季常青，被当地牧民称为茂盛，四季常青，被当地牧民称为“魔鬼谷魔鬼谷”。你能用化学方程式及必要的。你能用化学方程式及必要的文字叙述解释文字叙述解释“魔鬼谷魔鬼谷”牧草茂盛、四季常青的原因吗牧草茂盛、四季常青的原因吗? ?思考思考: : 解释解释“雷雨发庄稼雷雨发庄稼”的原理。的原理。2NO + O2 = 2NO2 N2 + O2 = 2NO放电放电3NO2 + H2O = 2HNO3 +NO知识扩展-明星分子NO1998年诺贝尔奖获得者伊格纳罗发现少量的NO在生物体内许多组织中存在，它有扩张血管、免疫、增强记忆等功能，成为当前生命科学的研究热点，NO亦
7、称为“明星分子”。课堂练习：1.判断正误(正确的打“”,错误的打“”)(1)NO和NO2的颜色、气味、水溶性不同,但它们都是有毒的气体。()(2)实验室只能用排水法收集NO,用向上排空气法收集NO2。()(3)NO具有较强的还原性,在空气中极易被氧化。()(4)将盛满NO的试管打开塞子置于空气中,无色气体变为红棕色。()(5)打磨好的镁带在空气中燃烧可得到纯净的Mg3N2。()2、下列过程没有起到氮的固定作用的是()A. N2与O2反应生成NOB. NH3经催化氧化生成NOC. N2与H2在一定条件下合成氨D. 豆科植物的根瘤菌将空气中的氮气转化为含氮化合物B3、下列有关NO的叙述正确的是 (
8、) ANO是无色气体，可用排空气法收集 B常温下，氮气与氧气混合就可迅速产生NO C常温下，NO很容易与空气中的O2化合生成NO2 D一定条件下，N2和O2反应可以直接合成NO2C知识拓展知识拓展：一、一、如何鉴别二氧化氮和溴蒸气？如何鉴别二氧化氮和溴蒸气？溶于水所得溶液为无色的是NO2，溶液为黄色的为溴蒸气；加入CCl4，无明显现象的为NO2，CCl4溶液为橙色的为溴蒸气；加入AgNO3溶液，有淡黄色沉淀生成的为溴蒸气，无沉淀生成的为NO2。知识拓知识拓展展：二、氮的氧化物溶于水的有关定量关系1、相关反应原理：3NO2+H2O = 2HNO3+NO 2NO+O2 = 2NO2 由方程式2+得
9、： 4NO2 + O2 +2H2O = 4HNO3 由方程式2+3得：4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 2NO2和和O2混合气体溶于水的计算混合气体溶于水的计算 由由 4NO2O22H2O = = 4HNO3可知，当体积比：可知，当体积比： V(NO2) V(O2) (1)当当O2过量时过量时 V(NO2) （V总总 - V剩剩 ），），V(O2)V总总V(NO2) (2)当当NO2过量时过量时剩剩余余NO的体积为的体积为V余余，相当于剩余，相当于剩余NO2的体积为的体积为3V余余，则则V(O2) (V总总3V余余)，V(NO2) (V总总3 V余余)3V余余 例例 容积为容积
10、为10mL10mL的试管，充满的试管，充满NONO2 2和和O O2 2的混合气体，把试管的混合气体，把试管倒立在水槽中，若充分反应后，试管中尚有倒立在水槽中，若充分反应后，试管中尚有1mL1mL气体，则原气体，则原混合气体中各为多少毫升？混合气体中各为多少毫升？ 当当O O2 2过量，剩过量，剩余余1mL1mL为为O O2 2 。 V(O2) = =2. 8mL V(NO2) = =7. 2mL 当当NONO2 2过量，剩余为过量，剩余为1mLNO1mLNO，则过量的则过量的NONO2 2体体积为积为3mL3mL V(O2) = 1. 4mL V(NO2) = 8. 6mL3NO与与O2同时
11、通入水中同时通入水中由：由：4NO3O22H2O = = 4HNO3 可知，当体积比：可知，当体积比： V(NO) V(O2 ) =典例典例：一定条件下,将等体积的NO和O2充入同一试管,并将试管倒立于水槽中,充分反应后剩余气体的体积约为原气体总体积的()C 例例 容积为容积为10mL的试管，充满的试管，充满NO和和O2的混合气体，把试管倒的混合气体，把试管倒立在水槽中，若充分反应后，试管中尚有立在水槽中，若充分反应后，试管中尚有3mL气体，则原混合气体，则原混合气体中各为多少毫升？气体中各为多少毫升？ 当当O2过量，剩余过量，剩余3mL为为O2 。 V(O2) =6mL V(NO) =4 m
12、L 当当NO过量，剩余过量，剩余3mL为为NO。 V(O2) = 3 V(NO) = 7mL4NO2、NO、O2三种混合气体通入水中三种混合气体通入水中(1)可先将可先将NO和和O2转化为转化为NO2，再，再按按 4NO2O22H2O = = 4HNO3 情况处情况处理理(2)也可先将也可先将NO2和和H2O反应转化为反应转化为NO，按按 4NO3O2 2H2O = 4HNO3 情情况处理况处理练习：将充有m mL NO和n mL NO2气体的试管倒立于水槽中，然后通入相同状况下的m mL O2，若已知nm,则充分反应后试管中的气体在相同状况下的体积为( ) A. mL B. mL C mL
13、D.3(n-m) mL4n112nm33mn3B4NO + 3O2+2H2O=4HNO3 4 3 m m余O2（m- m）= m mL4NO2 + O2 + 2H2O=4HNO3 4 1 m m故余NO2 （n-m） mL最后的气体为NO，V（NO）= （n-m） mL。3434141413解析：解析：如图所示,室温下向盛有3.0 mL NO的试管中缓缓通入1.5 mL O2(所有气体体积均在标准状况下测定)。请回答下列问题: (1)写出观察到的现象: ; ; 。 (2)最终试管中剩余的气体是,体积为。 答案:(1)通入O2后试管内气体变为红棕色试管内液面升高最后试管内液体没有全部充满,有无色气体剩余(2)NO1.0 mL谢 谢 观 看 ！
