3.9氮 及其化合物 第一課時(shí)新

氮及其氧化物學(xué)習(xí)目標(biāo)

1、了解氮元素的存在及氮的固定。2、掌握NO、NO2的性質(zhì)。3、了解NO、NO2、O2溶于水的簡(jiǎn)單計(jì)算

（對(duì)生成硝酸的啟示）。

核心素養(yǎng)

1、通過(guò)學(xué)習(xí)氮及氮的氧化物的知識(shí)培養(yǎng)學(xué)生論據(jù)推理與模型認(rèn)知的化學(xué)核心素養(yǎng)。2、通過(guò)氮的氧化物溶于水的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步訓(xùn)練學(xué)生的操作技能，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的化學(xué)核心素養(yǎng)。一、氮元素在元素周期表中的位置及存在形式

氮元素位于元素周期表的_______________N原子結(jié)構(gòu)+725

氮原子的最外層有_________，既不容易得到3個(gè)電子，也不容易失去5個(gè)電子。一般通過(guò)_____________與其他原子結(jié)合。在自然界里，氮元素主要以______的形式存在于空氣中，部分氮元素存在于動(dòng)植物體內(nèi)的_______中，還有部分氮元素存在于土壤、海洋里的_____________中。第二周期，VA族5個(gè)電子共用電子對(duì)氮分子蛋白質(zhì)硝酸鹽和銨鹽化合態(tài)體積分?jǐn)?shù)占78%游離態(tài)常見(jiàn)化合價(jià)：-3+5NH3HNO3二、氮?dú)馀c氮的固定1.氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì)顏色狀態(tài)氣味密度溶解性_____氣體_____

密度與空氣接近___溶于水無(wú)色無(wú)味難氮?dú)獾碾娮邮綖開(kāi)_______

；

結(jié)構(gòu)式為_(kāi)_____

；

氮氮三鍵鍵能很高。2．分子結(jié)構(gòu)：∶N??N∶N≡N或高溫

3．化學(xué)性質(zhì)：

N2＋3H2________。2NO2NH3二、氮?dú)馀c氮的固定常溫穩(wěn)定，高溫活潑。(2)氧化性：(1)還原性：N2＋3Mg=Mg3N2點(diǎn)燃工業(yè)合成氨自然固氮人工固氮0+20-30-34．用途：合成氨、制硝酸、作保護(hù)氣等。二、氮?dú)馀c氮的固定5.氮的固定：游離態(tài)（單質(zhì)）化合態(tài)（化合物）自然固氮人工固氮高能固氮（雷電作用)生物固氮（大豆根瘤菌）工業(yè)合成氨仿生固氮（模仿大豆根瘤菌）分類1909年，德國(guó)化學(xué)家哈伯經(jīng)過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)研究后發(fā)現(xiàn)，在500~600℃、17.5~20.0MPa和鋨為催化劑的條件下，反應(yīng)后氨的含量可達(dá)到6%以上，具備了工業(yè)化生產(chǎn)的可能性。哈伯(F.Haber，1868-1934)為了把哈伯合成氨的實(shí)驗(yàn)室方法轉(zhuǎn)化為規(guī)?；墓I(yè)生產(chǎn)，德國(guó)工程師博施作出了重要貢獻(xiàn)。由于合成氨工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)和相關(guān)研究對(duì)化學(xué)理論與技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)，哈伯和博施都獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。合成氨是人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展史上的一項(xiàng)重大成就。人工固氮合成氨5、氮的固定【科學(xué)史話】二、氮?dú)馀c氮的固定5.氮的固定：游離態(tài)（單質(zhì)）化合態(tài)（化合物）自然固氮人工固氮高能固氮（雷電作用)生物固氮（大豆根瘤菌）工業(yè)合成氨仿生固氮（模仿大豆根瘤菌）分類仿生固氮（模仿大豆根瘤菌）6.自然界氮的循環(huán)大氣中N2

NH3尿素及動(dòng)植物遺體

土壤中的微生物氮素化肥自然界中氮的循環(huán)三、一氧化氮和二氧化氮物質(zhì)顏色狀態(tài)氣味毒性水溶性NO_____氣體_____有毒___溶于水NO2_______氣體______有毒___溶于水無(wú)色無(wú)味不紅棕色刺激性易NO2沸點(diǎn)21.20C.易液化常溫氣體，標(biāo)況液體。1.氮的氧化物:N2O、NO、NO2、N2O4、N2O3、N2O5HNO2、HNO32NO2N2O4?2.NO、NO2的比較+1+2+4+4+3+5(1)物理性質(zhì)NO能夠與人體里血紅蛋白結(jié)合，造成人體缺氧中毒(2)化學(xué)性質(zhì)【實(shí)驗(yàn)5-5】實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)操作在一支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，振蕩注射器打開(kāi)彈簧夾，快速吸入10mL空氣后夾上彈簧夾，觀察現(xiàn)象，然后再振蕩注射器現(xiàn)象____________________________,振蕩后________________無(wú)明顯現(xiàn)象無(wú)色氣體變紅棕色紅棕色變?yōu)闊o(wú)色三、一氧化氮和二氧化氮化學(xué)性質(zhì)NONO2與O2反應(yīng)

X與H2O反應(yīng)X

收集方法

氧化性

2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO排水法排空氣法（2）化學(xué)性質(zhì)6NO+4NH3==5N2+6H2O6NO2+8NH3=7N2+12H2O,NO2能使?jié)駶?rùn)的淀粉-KI試紙變藍(lán)結(jié)論：在一定條件下，NO與NO2可以相互轉(zhuǎn)化。危害：導(dǎo)致光化學(xué)煙霧和酸雨，破壞臭氧層試劑Br2NO2

(3)NO.NO2與溴蒸氣鑒別溶液顯橙色3NO2+H2O=2HNO3+NO溶液無(wú)色淡黃色沉淀無(wú)現(xiàn)象H2OAgNO3有機(jī)溶劑CCl4溶解顯橙紅色不溶淀粉-KI試紙變藍(lán)變藍(lán)NO鑒別：接觸空氣變紅棕色(4)工業(yè)制硝酸及NO和NO2計(jì)算問(wèn)題③4NO+3O2+2H2O===4HNO3①2NO+O2===2NO2②3NO2+H2O===2HNO3+NO

④4NO2+O2+2H2O===4HNO3氣體剩余只能是NO或O2不能是NO2反應(yīng)原理序號(hào)氣體反應(yīng)剩余氣體ⅠNO2

ⅡNO2＋NO

ⅢNO2＋O2＝4∶1

＜4∶1

＞4∶1

ⅣNO＋O2＝4∶3

＞4∶3

＜4∶3

③4NO+3O2+2H2O===4HNO3①3NO2+H2O===2HNO3+NO②2NO+O2===2NO2④4NO2+O2+2H2O===4HNO3NONONONO無(wú)O2O2無(wú)①①①③④④④④③①例1.如圖所示的試管中裝有12mLNO，然后間歇緩慢地通入6mLO2。有關(guān)最終狀態(tài)的描述：①試管內(nèi)氣體呈紅棕色，②試管內(nèi)氣體呈無(wú)色，③試管內(nèi)液面不變，④試管內(nèi)液面上升，⑤試管內(nèi)氣體是O2，⑥試管內(nèi)氣體是NO。其中正確的是(

)CA．①③B．②④⑤C．②④⑥D(zhuǎn)．②③⑤4NO+3O2+2H2O===4HNO3理論值：43實(shí)際值：12

6√√√實(shí)際值：8

6余下NO氣體4ml溶液上升高度：8ml(4)工業(yè)制硝酸及NO和NO2計(jì)算問(wèn)題例2、在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將NO2氣體充滿干燥試管（體積為VL），把并將試管倒置于水中（如圖所示），最終液體上升高度

假設(shè)試管內(nèi)溶液不擴(kuò)散，則最終試管內(nèi)溶液里溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為

⑤溶液高度和濃度計(jì)算2/3V物質(zhì)的量濃度:c（B）==n（B）V

3NO2+H2O===2HNO3+NO

理論值：321

實(shí)際值：V/22.42V/3/22.4

2v/3/22.42v/3=1/22.4液體上升高度：剩余氣體體積

生成溶質(zhì)物質(zhì)的量和液體上升的高度

NO?(4)工業(yè)制硝酸及NO和NO2計(jì)算問(wèn)題【課堂練習(xí)】2.同溫同壓下，在3支相同體積的試管中分別充有等體積混合的兩種氣體，它們是①NO和NO2，②NO2和O2，③NO和N2。現(xiàn)將3支試管均倒置于水槽中，充分反應(yīng)后，試管中剩余氣體的體積分別為V1、V2、V3，則下列關(guān)系正確的是(

)DA．V1>V2>V3B．V1>V3>V2C．V2>V3>V1D．V3>V1>V2①3NO2+H2O===2HNO3+NO②4NO2+O2+2H2O===4HNO34131設(shè)特殊值法3：34：4余下氣體（3+1）/6=2/3余下氣體3/8例5.將盛有1molNO和NO2混合氣體的試管倒立于盛滿水的水槽中,再通入0.4molO2,充分反應(yīng)后,整個(gè)試管充滿水。則原混合氣體中NO與NO2體積比為 (

)A.1∶2

B.2∶5

.3∶7

D.無(wú)法確定

③4NO+3O2+2H2O===4HNO3④4NO2+O2+2H2O===4HNO3③NO.NO2和O2混合氣體溶于水的計(jì)算（方程組）實(shí)際值：x3/4x理論值：43實(shí)際值：y

y/4理論值：41設(shè)：x

y兩數(shù)據(jù)兩未知數(shù)兩方程方程組x+y=13/4x+y/4=0.4x=0.3y=0.7C(4)工業(yè)制硝酸及NO和NO2計(jì)算問(wèn)題例4：1molNO和NO2混合氣體的試管倒立于盛滿水的水槽中剩余氣體0.4mol,則NO與NO2體積比為多少?(4)工業(yè)制硝酸及NO和NO2計(jì)算問(wèn)題=1-0.4=0.6mol3NO2+H2O===2HNO3+NO

實(shí)際值：理論值：312x

0.6X=0.6nNO2:0.9mlNO:0.1moln1：9④NO和NO2混合氣體溶于水的計(jì)算（差量法）④NO和NO2混合氣體尾氣吸收（守恒法)

4.用氫氧化鈉溶液可以吸收廢氣中的氮氧化物，反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O現(xiàn)有VL某NaOH溶液能完全吸收nmolNO2和mmolNO組成的大氣污染物。3∶2m+nV448211①NO和O2混合氣體溶于水的計(jì)算（討論法）4NO+3O2+2H2O===4HNO3(4)工業(yè)制硝酸及NO和NO2計(jì)算問(wèn)題例2.將24mL充滿NO和O2的混合氣體的試管,倒置在水槽中,反應(yīng)停止后試管內(nèi)剩余3mL的無(wú)色氣體,則原混合氣體中NO和O2體積比？7x=21X=3剩余3mL②剩余O2實(shí)際值：4x3x理論值：43NO:12+3=15mlO2:9mlNO:12mlO2:9+3=12mlNO:O2=1:1NO:O2=5:3參加反應(yīng)：NO:4X3=12mlO2:3X3=9ml參加反應(yīng)：24-3=21①剩余NO

例3：將10mL充滿NO2和O2的混合氣體的試管,倒置在水槽中,反應(yīng)停止后試管內(nèi)剩余2mL的無(wú)色氣體,則原混合氣體中O2為

mL②NO2和O2混合氣體溶于水的計(jì)算（討論法）4NO2+O2+2H2O===4HNO3(4)工業(yè)制硝酸及NO和NO2計(jì)算問(wèn)題實(shí)際值：4x

x②剩余NO2mL①剩余O22mL理論值：41參加反應(yīng)10-2=85x=8X=1.6O2:1.6+2=3.6ml3NO2+H2O===2HNO3+NO

實(shí)際值：理論值：316

2參加反應(yīng)10-6=45x=4X=0.8O2:0.8ml一、氮元素在元素周期表中的位置

及存在形式三、一氧化氮和二氧化