《新教材适用2023_2024学年高中化学第5章化工生产中的重要非金属元素第2节氮及其化合物第1课时氮气与氮的固定一氧化氮和二氧化氮课件新人教版必修第二册》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新教材适用2023_2024学年高中化学第5章化工生产中的重要非金属元素第2节氮及其化合物第1课时氮气与氮的固定一氧化氮和二氧化氮课件新人教版必修第二册（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章化工生产中的重要非金属元素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一氧化氮和二氧化氮1结结合合真真实实情情境境中中的的应应用用实实例例，了了解解氮氮的的固固定定及及其其类类型型，认认识识其其在生产中的意义。在生产中的意义。2结结合合真真实实情情境境并并通通过过实实验验探探究究，了了解解氮氮气气的的主主要要性性质质，认认识识合合成氨在氮的循环及农业生产中的重要意义。成氨在氮的循环及农业生产中的重要意义。3通通过过实实验验探探究究，了了解解氮氮的的氧氧化化物物的的主主要要性性质质，结结合合真真实实情情境境认认识氮的氧化物在生产中的应用和对生态环境的影响识氮的氧
2、化物在生产中的应用和对生态环境的影响。1能能从从物物质质类类别别和和元元素素化化合合价价的的角角度度，预预测测氮氮气气及及氮氮的的氧氧化化物物的的性质及转化。性质及转化。2能根据文献和实际需要提出综合性的探究课题，根据假设提出能根据文献和实际需要提出综合性的探究课题，根据假设提出多种探究方案，评价和优化方案，能用数据、图表、符号等处理实验信多种探究方案，评价和优化方案，能用数据、图表、符号等处理实验信息。息。随随堂演练堂演练知识落实知识落实1氮元素氮元素(1)结构结构一、氮气与氮的固定一、氮气与氮的固定氮原子一般氮原子一般通过通过_与其与其他原子相互结合构成物质。他原子相互结合构成物质。共用电
3、子对共用电子对(2)氮元素在自然界中的氮元素在自然界中的存在存在2氮气氮气(1)物理性质物理性质通通常常情情况况下下，氮氮气气是是_、_的的气气体体，密密度度比比空空气气的的_，_于水于水。无色无色无味无味稍小稍小难溶难溶(2)化学性质化学性质氮氮分分子子内内两两个个氮氮原原子子间间以以_结结合合，断断开开该该化化学学键键需需要要_的的能能量量，所所以以氮氮气气的的化化学学性性质质很很_，通通常常情情况况下下_与与其其他他物物质质发发生生化化学学反反应应，但但在在_、_等等条条件件下下，氮氮气气也也可可以以与与镁镁、氧氧气气、氢氢气气等等物物质质发发生生化化合合反反应应。写写出出氮氮气气与与下
4、列物质反应的化学方程式下列物质反应的化学方程式。共共价三键价三键(NN)较多较多稳定稳定很难很难高温高温放电放电金属镁：金属镁：_，氮气表现，氮气表现_性；性；氢气：氢气：_，氮气表现，氮气表现_性；性；氧气：氧气：_，氮气表现，氮气表现_性。性。氧化氧化氧化氧化还原还原(3)用途用途氮气常用作保护气，如焊接金属、填充灯泡、保存食品等。氮气常用作保护气，如焊接金属、填充灯泡、保存食品等。氮气是合成氨、制硝酸的重要原料。氮气是合成氨、制硝酸的重要原料。液氮可用作制冷剂，应用于医学、科技等领域液氮可用作制冷剂，应用于医学、科技等领域。3氮的固定氮的固定(1)含义：将大气中含义：将大气中_的氮转化为
5、的氮转化为_的过程。的过程。(2)分类分类游离态游离态氮的化合物氮的化合物正正|误误|判判|断断(1)氮原子与其他原子只能形成共价键，不能形成离子键。氮原子与其他原子只能形成共价键，不能形成离子键。()(2)氮的固定中氮元素一定被氧化。氮的固定中氮元素一定被氧化。()(3)工业上将工业上将NH3转化为其他铵态化肥属于人工固氮。转化为其他铵态化肥属于人工固氮。()(4)N2和足量的和足量的O2在放电条件下会生成在放电条件下会生成NO2。()(5)镁镁条条在在空空气气中中燃燃烧烧时时，可可以以与与O2、N2、CO2等等反反应应生生成成MgO、Mg3N2、C。()深深|度度|思思|考考1.下列关于自
6、然界中氮的循环下列关于自然界中氮的循环(如图所示如图所示)的说法正确吗的说法正确吗？氮元素均被氧化氮元素均被氧化()工业合成氨属于人工固氮工业合成氨属于人工固氮()含氮无机物和含氮有机物可相互转化含氮无机物和含氮有机物可相互转化()碳、氢、氧三种元素也参与了循环碳、氢、氧三种元素也参与了循环()提示：提示：人工固氮和豆科植物固氮时氮元素被还原。人工固氮和豆科植物固氮时氮元素被还原。通过控制条件，由氮气和氢气合成氨气是人工固氮。通过控制条件，由氮气和氢气合成氨气是人工固氮。由氮的循环可知，含氮物质可相互转化。由氮的循环可知，含氮物质可相互转化。碳碳、氢氢、氧氧三三种种元元素素也也参参与与了了氮氮
7、循循环环，如如蛋蛋白白质质的的制制造造需需要要碳碳元元素素，又又如如N2在在放放电电条条件件下下与与O2直直接接化化合合生生成成NO，氧氧元元素素参参与与，生生成成氨氨、铵盐的过程，二氧化氮易与水反应生成硝酸，氢元素参与铵盐的过程，二氧化氮易与水反应生成硝酸，氢元素参与。2在在国国民民经经济济和和日日常常生生活活中中，氮氮气气有有广广泛泛的的用用途途。我我们们将将它它充充灌灌在在电电灯灯泡泡里里，可可防防止止钨钨丝丝的的氧氧化化，延延长长灯灯泡泡的的使使用用寿寿命命。还还可可用用它它来来代代替惰性气体作焊接金属时的保护气。氮气为什么可以作保护气？替惰性气体作焊接金属时的保护气。氮气为什么可以作
8、保护气？提示：提示：氮气化学性质很稳定，常温下不与氧气反应，可以作保护气。氮气化学性质很稳定，常温下不与氧气反应，可以作保护气。3医医生生为为什什么么可可以以利利用用液液氮氮给给手手术术刀刀降降温温？已已知知：氮氮气气的的熔熔点点210，沸点，沸点196，密度：，密度：1.25gL1。提示：提示：液氮沸点低，变成气体时吸收热量造成周围温度降低液氮沸点低，变成气体时吸收热量造成周围温度降低。应应|用用|体体|验验1.下列有关氮气的叙述错误的是下列有关氮气的叙述错误的是()A氮气可作贮存水果、粮食的保护气氮气可作贮存水果、粮食的保护气B氮的非金属性比磷强，但氮气的化学性质比磷稳定氮的非金属性比磷强
9、，但氮气的化学性质比磷稳定C在雷雨天，空气中的在雷雨天，空气中的N2和和O2反应生成反应生成NO2D氮气既可作氧化剂，又可作氮气既可作氧化剂，又可作还原剂还原剂C解解析析：氮氮气气的的化化学学性性质质很很稳稳定定，无无毒毒，可可以以用用作作食食品品保保护护气气，故故A正正确确；氮氮气气分分子子中中含含NN，性性质质很很稳稳定定，化化学学性性质质不不如如磷磷活活泼泼，故故B正正确确；在在雷雷雨雨天天，放放电电条条件件下下，氮氮气气与与氧氧气气反反应应生生成成一一氧氧化化氮氮，故故C错错误误；氮气中氮元素处于中间价态，既可作氧化剂，又可作还原剂，故氮气中氮元素处于中间价态，既可作氧化剂，又可作还原
10、剂，故D正确正确。2在在水水体体中中部部分分含含氮氮物物质质循循环环如如图图。图图中中转转化化属属于于氮氮的的固固定定的的是是()ABCD解解析析：将将N2转转化化为为氮氮的的化化合合物物的的过过程程叫叫氮氮的的固固定定，因因此此循循环环图图中中只只有转化有转化属于氮的固定属于氮的固定。C(1)氮氮的的固固定定必必须须为为将将游游离离态态的的N2转转化化为为化化合合态态含含氮氮物物质质的的过过程程，为为氧化还原反应。氧化还原反应。(2)氮氮气气性性质质的的“一一惰惰性性、两两反反应应”。氮氮气气化化学学性性质质很很稳稳定定，通通常常状状况况下下，很很难难与与其其他他物物质质反反应应，但但是是在
11、在一一定定条条件件下下，也也能能与与氢氢气气、氧氧气气等等反应。反应。(3)氮元素是多价态元素，氮气中氮元素呈氮元素是多价态元素，氮气中氮元素呈0价，处于中间价态，故价，处于中间价态，故氮气既有氧化性氮气既有氧化性(与与H2等反应等反应)，又有还原性，又有还原性(与与O2等反应等反应)。1氮的氧化物氮的氧化物氮的氧化物种类很多，如下氮的氧化物种类很多，如下表表:二、一氧化氮和二氧化氮二、一氧化氮和二氧化氮N的化的化合价合价12345对应氧对应氧化物化物N2O(笑气笑气)_N2O3_、N2O4_其其中中属属于于酸酸性性氧氧化化物物的的是是_和和_，对对应应的的酸酸分别是分别是HNO2(亚硝酸亚硝
12、酸)和和HNO3。NONO2N2O5N2O3N2O52一氧化氮、二氧化氮的物理性质一氧化氮、二氧化氮的物理性质氧化物氧化物颜色颜色状态状态气味气味水溶性水溶性毒性毒性NO_色色气态气态无味无味_溶溶均有毒均有毒NO2_色色气态气态_气味气味_溶溶无无不不红棕红棕刺激性刺激性易易3.一氧化氮、二氧化氮的化学性质一氧化氮、二氧化氮的化学性质(1)实验实验探究探究装置装置操作操作在一支在一支50mL的注射器里充的注射器里充入入20mLNO，然后吸入，然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器封住管口，振荡注射器打开弹簧夹，快速吸入打开弹簧夹，快速吸入10mL空气后夹上
13、弹簧夹空气后夹上弹簧夹振荡注射器振荡注射器现象现象_无色气体变为无色气体变为_无无明显明显现象现象红棕色红棕色红红棕色气体逐渐棕色气体逐渐变为变为无色，注射器活塞向左移动无色，注射器活塞向左移动(2)实验结论及解释实验结论及解释NO不不溶溶于于水水，也也不不与与水水反反应应，但但能能与与空空气气中中的的氧氧气气反反应应生生成成红红棕棕色的色的NO2，化学方程式：，化学方程式：_。NO2能与水反应生成无色的能与水反应生成无色的NO，化学方程式：，化学方程式：_。工业上利用这一原理生产硝酸。工业上利用这一原理生产硝酸。2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO(3)思考与讨论思考与讨论如如
14、 果果 要要 将将 注注 射射 器器 中中 的的 NO充充 分分 转转 化化，应应 采采 取取 的的 措措 施施 是是_。上述实验对工业上生产硝酸的启示是上述实验对工业上生产硝酸的启示是_。继续继续通入过量的空气通入过量的空气在用水吸收在用水吸收NO2制取制取硝酸硝酸的反应过程中，要不断地补充空气，使的反应过程中，要不断地补充空气，使NO2尽可能多地转化为硝酸尽可能多地转化为硝酸正正|误误|判判|断断(1)由由于于NO极极易易与与O2反反应应，并并且且其其密密度度与与空空气气相相差差不不多多，因因此此收收集集NO只能用排水法。只能用排水法。()(2)由由于于NO2极极易易与与水水反反应应且且密
15、密度度比比空空气气大大，因因此此收收集集NO2只只能能用用向向上排空气法。上排空气法。()(3)NO2易溶于水生成易溶于水生成HNO3，故，故NO2是酸性氧化物。是酸性氧化物。()(4)N2与与O2反反应应时时，不不论论O2是是否否足足量量，其其一一步步反反应应都都只只能能得得到到NO，不能生成不能生成NO2。()(5)可用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别可用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别NO2与溴蒸气。与溴蒸气。()深深|度度|思思|考考1.已已 知知 NO2可可 被被 NaOH吸吸 收收，反反 应应 化化 学学 方方 程程 式式 为为 2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O；NO与与NO2等等物
16、物质质的的量量时时也也可可被被NaOH吸吸收收，反反应应化化学学方方程程式式为为NONO22NaOH=2NaNO2H2O。NO和和NO2是否为酸性氧化物？是否为酸性氧化物？提示：提示：均不是，酸性氧化物与碱反应生成一种盐和水均不是，酸性氧化物与碱反应生成一种盐和水。2如何鉴别如何鉴别NO和和NO2?提示：提示：NO2是红棕色气体，是红棕色气体，NO是无色气体且遇空气变为红棕色。是无色气体且遇空气变为红棕色。3二二氧氧化化氮氮和和溴溴蒸蒸气气都都是是有有刺刺激激性性气气味味的的红红棕棕色色气气体体，能能否否用用湿湿润的淀粉碘化钾试纸检验？已知硝酸可以将润的淀粉碘化钾试纸检验？已知硝酸可以将I氧化为氧化为I2。提提示示：不不能能，NO2溶溶于于水水生生成成硝硝酸酸，可可使使淀淀粉粉碘碘化化钾钾试试纸纸变变蓝蓝，Br2氧化性大于氧化性大于I2，也可使淀粉碘化钾试纸变蓝，也可使淀粉碘化钾试纸变蓝。应应|用用|体体|验验工工业业生生产产硝硝酸酸时时，由由于于NO2与与H2O反反应应会会生生成成HNO3和和NO，NO又又可可与与O2反应生成反应生成NO2，因此通入适量的氧气可使，因此通入适量的氧气
