高中化學(xué) 第3章 自然界中的元素 3.2.1 氮氣及其氧化物課件 魯科版必修1-魯科版高一必修1化學(xué)課件

1、第第2 2節(jié)氮的循環(huán)節(jié)氮的循環(huán)第第1 1課時氮氣及其氧化物課時氮氣及其氧化物一、自然界中氮的循環(huán)氮氣以_態(tài)存在于大氣中，以_態(tài)存在于動植物體內(nèi)、土壤中和水體中。游離游離化合化合二、氮循環(huán)中的重要物質(zhì)及轉(zhuǎn)化（一）氮氣1.氮氣的物理性質(zhì)2.氮氣的化學(xué)性質(zhì)氮氣的化學(xué)性質(zhì)_（填“活潑”或“不活潑”）。（1）N2與O2反應(yīng):_。（2）N2與H2反應(yīng)（工業(yè)合成氨的反應(yīng)）:_。可逆反應(yīng):在_下，能同時向_進行的反應(yīng)，方程式中用_表示。不活潑不活潑N N2 2+O+O2 2 2NO2NON N2 2+3H+3H2 2 2NH2NH3 3相同條件相同條件正反兩個方向正反兩個方向3.氮的固定（1）定義:將_叫做氮

2、的固定，簡稱_?？諝庵杏坞x態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物固氮固氮（2）分類:（二）氮的氧化物1.氮的氧化物（氮有多種價態(tài)的氧化物）其中_、_分別是HNO2（亞硝酸）和HNO3的酸酐。N N2 2O O3 3N N2 2O O5 52.NO和NO2（1）物理性質(zhì):（2）化學(xué)性質(zhì):一氧化氮與氧氣的反應(yīng):_；二氧化氮與水的反應(yīng):_。=2NO+O2NO+O2 2 2NO2NO2 23NO3NO2 2+H+H2 2O 2HNOO 2HNO3 3+NO+NO【思考】NO的收集方法:_。NO2的收集方法:_。（3）NO、NO2與人類的關(guān)系？NO:_；NO2:_。排水法排水法向上排空氣

3、法向上排空氣法少量的少量的NONO在生物體內(nèi)許多組織中存在，有擴張血管、在生物體內(nèi)許多組織中存在，有擴張血管、提高免疫、增強記憶力的功能，被稱為傳遞神經(jīng)信息的提高免疫、增強記憶力的功能，被稱為傳遞神經(jīng)信息的“信使分子信使分子”，NONO與血紅蛋白結(jié)合的能力比一氧化碳還與血紅蛋白結(jié)合的能力比一氧化碳還強，使人因缺氧而中毒強，使人因缺氧而中毒空氣中空氣中NONO2 2是造成光化學(xué)煙霧的主要因素，也是形成是造成光化學(xué)煙霧的主要因素，也是形成酸雨的成分之一；酸雨的成分之一；NONO2 2能使多種織物退色，損壞多種織物和能使多種織物退色，損壞多種織物和尼龍制品，對金屬和非金屬材料也有腐蝕作用尼龍制品，對

4、金屬和非金屬材料也有腐蝕作用1.關(guān)于氮氣的性質(zhì)的說法中，錯誤的是( )A.通常情況下，氮氣性質(zhì)很不活潑B.可在氧氣中燃燒，生成一氧化氮C.氮氣的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，其原因是兩原子間結(jié)合非常牢固D.跟氫氣在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，氮氣是氧化劑B B2.下列變化中，屬于氮的固定的是( )A.植物從土壤中吸收含氮的養(yǎng)料B.豆科植物的根瘤菌吸收空氣中的氮氣，使之轉(zhuǎn)化成植物蛋白質(zhì)C.工業(yè)上將氨轉(zhuǎn)化成硝酸及其他氮的化合物D.從空氣中分離出氮氣B B3.下列反應(yīng)，氮元素只被還原的是( )A.N2+O2 2NOB.2NO2 N2O4C.3NO2+H2O 2HNO3+NOD.N2+3H2 2NH3D D探究一 自然界

5、中氮的循環(huán)1.存在及應(yīng)用(1)氮元素在自然界中的存在形式:_和_。游離態(tài)游離態(tài)化合態(tài)化合態(tài) (3)氮元素是一種營養(yǎng)元素，是組成蛋白質(zhì)的重要元素。2.自然界中氮的循環(huán)3.人類活動的影響(1)氮氣合成氨氨氮肥、硝酸等含氮化合物。(2)燃燒反應(yīng)產(chǎn)生的氮氧化物參與氮的循環(huán)?！緦c訓(xùn)練1】氮的循環(huán)在自然界的元素循環(huán)中具有重要意義，有些氮的轉(zhuǎn)化是從氮氣到氮的化合物，有些轉(zhuǎn)化是從氮的一種化合物到氮的另一種化合物。下列過程中，不是以游離態(tài)的氮為原料最終產(chǎn)生含氮化合物的是( )A.工業(yè)合成氨B.動物尸體腐爛C.豆科植物的根瘤菌固氮D.盛夏時節(jié)，雷雨肥田，植物茂盛B B探究二氮氣從元素化合價分析氮氣具有既有氧化性

6、又有還原性（填“氧化性”“還原性”或“既有氧化性又有還原性”），從分類的角度分析氮氣可能具有的性質(zhì):與金屬單質(zhì)反應(yīng)，與某些非金屬單質(zhì)反應(yīng)。1.化學(xué)性質(zhì)（1）與非金屬單質(zhì)反應(yīng)_。（表現(xiàn)了氧化性）應(yīng)用:工業(yè)上制氨氣可逆反應(yīng):在相同條件下能同時向正反兩個方向進行的反應(yīng)。_。（表現(xiàn)了還原性）（2）與金屬反應(yīng)鎂條可以在N2中燃燒，化學(xué)方程式:_。（表現(xiàn)了氧化性）N N2 2+H+H2 2 2NH2NH3 3N N2 2+O+O2 2 2NO2NO3Mg+N3Mg+N2 2 MgMg3 3N N2 2點燃點燃=2.氮的固定(1)定義:使游離氮轉(zhuǎn)化為_的過程。(2)分類:說明:高能固氮指N2在雷電作用下生成

7、NO；生物固氮指植物根瘤菌把N2轉(zhuǎn)化成 、 。含氮化合物含氮化合物3.氮氣的用途(1)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定做糧食、瓜果、焊接金屬的保護氣。(2)不燃燒、不支持燃燒滅火。(3)與H2反應(yīng)生成氨氣制造硝酸、氮肥的原料。(4)液態(tài)溫度低、性質(zhì)穩(wěn)定、無毒做冷凍麻醉劑。4.工業(yè)制法空氣中含有大量的氮氣，空氣是工業(yè)制氮氣的主要原料，生產(chǎn)方法主要是分離液態(tài)空氣，并制得液氧。（1）實驗室收集N2的方法是什么？為什么？答案:只能用排水法收集，不能用排空氣法。N2的密度與空氣接近，實驗室只能用排水法收集。（2）從分子結(jié)構(gòu)的角度解釋氮氣的性質(zhì)為什么很穩(wěn)定？對反應(yīng)條件的要求是什么?答案:氮分子中兩個氮原子之間共用三對電子，每

8、個原子都達到了穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，存在很強的作用力，要破壞這種牢固的結(jié)構(gòu)，需要很高的能量，故N2性質(zhì)常溫下很穩(wěn)定。但是在高能放電或高溫、高壓、催化劑等條件下也可以反應(yīng)。（3）氮氣不燃燒、不支持燃燒，可以滅火，是否任何物質(zhì)都不能在氮氣中燃燒？答案:氮氣不支持燃燒是相對的，可以支持金屬鎂的燃燒:3Mg+N2 Mg3N2，生成淡黃色的氮化鎂。（4）2H2O 2H2+O2和2H2+O2 2H2O是否屬于可逆反應(yīng)？CO2+H2O H2CO3和H2CO3 CO2+H2O是否屬于可逆反應(yīng)？答案:可逆反應(yīng)必須滿足“兩同”:相同條件；正反方向同時進行。2H2O 2H2+O2和2H2+O2 2H2O不是可逆反應(yīng)，因為反應(yīng)的

9、條件不同；CO2+H2O H2CO3和H2CO3 CO2+H2O是可逆反應(yīng)，因為在相同的條件下，同時進行?！緦c訓(xùn)練2】判斷正誤。(1)實驗室可用排空氣法收集N2。( )(2)N2在通常狀況下與O2反應(yīng)生成NO2。( )(3)合成氨反應(yīng)屬于自然固氮中的高能固氮。( )(4)任何物質(zhì)在N2中都不能燃燒。( )(5)N2與H2反應(yīng)時，N2作氧化劑；N2與O2反應(yīng)時，N2作還原劑。( )（6）游離態(tài)氮轉(zhuǎn)化成化合態(tài)氮時，氮元素被氧化。( )（7）等質(zhì)量的N2和CO所含分子數(shù)目相同。( )(8)22.4 L N2所含的電子數(shù)為2NA。( )探究三氮的氧化物1.NO和NO2的性質(zhì)及其轉(zhuǎn)化（1）請寫出NO2

10、與H2O反應(yīng)的離子方程式，并指出反應(yīng)的氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比以及電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目。答案:離子方程式:3NO2+H2O 2H+ +NO氧化劑:NO2，還原劑:NO2n（氧化劑）n(還原劑)=12；轉(zhuǎn)移電子數(shù)目2NA32NO（2）NO和NO2的尾氣處理:用NaOH溶液吸收。化學(xué)方程式:NO+NO2+2NaOH _；2NO2+2NaOH _。2NaNO2NaNO2 2+H+H2 2O ONaNONaNO2 2+NaNO+NaNO3 3+H+H2 2O O（3）NO和NO2的功與過來源:空氣中NO、NO2主要來源于煤和石油的燃燒、汽車尾氣、硝酸工廠等。功:少量的NO在生物體內(nèi)許多組織中存在，有擴張

11、血管、提高免疫、增強記憶力的功能，被稱為傳遞神經(jīng)信息的“信使分子”。NO2和水反應(yīng)可以轉(zhuǎn)化成硝酸制成重要的工業(yè)原料。過:氮的氧化物都是大氣污染物，NO與血紅蛋白結(jié)合的能力比一氧化碳還強，使人因缺氧而中毒?？諝庵蠳O2是造成光化學(xué)煙霧的主要因素，也是形成酸雨的成分之一。NO2能使多種織物退色，損壞多種織物和尼龍制品，對金屬、非金屬材料都有腐蝕作用。常見氣體的收集方法(1)排水法收集:NO、H2、O2、N2。(2)向下排空氣法收集:H2、CH4、NH3。(3)向上排空氣法收集:Cl2、NO2、CO2、O2。（1）如何除去NO中的NO2？答案:洗氣法，將混合氣體通過盛有水的洗氣瓶，NO2溶于水和水反

12、應(yīng)生成NO從而除去NO2。（2）放電條件下，N2和過量氧氣反應(yīng)的產(chǎn)物是什么？NO2能不能由單質(zhì)直接化合而成？答案:放電條件下N2和O2反應(yīng)的產(chǎn)物是NO，NO與過量的氧氣反應(yīng)生成NO2;NO2不能由單質(zhì)直接化合而成。（3）農(nóng)諺“雷雨發(fā)莊稼”是何道理？寫出該過程中的化學(xué)方程式。答案:原理： (氮肥)化學(xué)方程式:N2+O2 2NO，2NO+O2 2NO2，3NO2+H2O 2HNO3+NO，HNO3 硝酸鹽(氮肥)。【對點訓(xùn)練3】下列關(guān)于NO、NO2的描述正確的是( )A.NO2與H2O反應(yīng)生成HNO3，所以HNO3的酸酐是NO2B.氮的氧化物都既有氧化性，又有還原性C.NO、NO2在一定條件下可以

13、相互轉(zhuǎn)化，且二者都是大氣污染物D.NO、NO2互為同素異形體，且NO是汽車尾氣的有害成分之一C C2.氮的氧化物的計算類型:（1）NO2和NO（或N2）的混合氣體溶于水的計算反應(yīng):3NO2+H2O 2HNO3+NO（2）NO2和O2的混合氣體溶于水的計算反應(yīng):4NO2+O2+2H2O 4HNO3（3）NO和O2的混合氣體溶于水的計算反應(yīng):4NO+3O2+2H2O 4HNO3【對點訓(xùn)練4】(雙選)將50 mL的試管充滿NO2和O2的混合氣體，倒立于水中，充分反應(yīng)后，試管內(nèi)還有10 mL無色氣體，由此判斷原混合氣體中NO2和O2的體積分別是( )A.20 mL、30 mLB.32 mL、18 mL

14、C.40 mL、10 mLD.46 mL、4 mLBDBD解析:(1)若剩余10 mL氣體為O2V(NO2)40 mL 32 mL原混合氣體中V(NO2)32 mLV(O2)=50 mL-32 mL18 mL。 (2)若剩余10 mL氣體為NO，說明NO2過量V(O2)=20 mL 4 mLV(NO2)50 mL-4 mL46 mL。45151.下列有關(guān)氮氣的說法正確的是( )A.氮氣是由氮原子構(gòu)成的雙原子分子，所以化學(xué)性質(zhì)不活潑B.醫(yī)學(xué)上常用液氮做冷凍劑，在冷凍麻醉條件下做手術(shù)，是利用氮氣化學(xué)性質(zhì)的不活潑性C.H2與N2在一定條件下反應(yīng)生成NH3，反應(yīng)中N2體現(xiàn)氧化性D.電閃雷鳴的雨天，雨水中會含有一定量的硝酸，其中可能發(fā)生的反應(yīng)有N2+2O2 2NO2C C2.下列關(guān)于氮氣及氮的氧化物的敘述正確的是( )A.1 mol N2含有7NA個電子B.氮氣跟氫氣在一定條件下發(fā)生反