第五章第二節(jié)第一課時氮?dú)馀c氮氧化物課件高一下學(xué)期化學(xué)人教版

第一課時

氮?dú)馀c氮氧化物第二節(jié)

氮及其化合物第五章

化工生產(chǎn)中的重要金屬元素

在自然界里，氮元素主要以氮分子的形式存在于空氣中，部分氮元素存在于動植物體內(nèi)的蛋白質(zhì)中，還有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸鹽和銨鹽中。在雷電的環(huán)境下，大自然中的一氧化氮或微生物生命活動放出二氧化氮。產(chǎn)生的二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸，硝酸可以供制氮肥。因此，俗語有云“雷雨發(fā)莊稼”。一、氮元素在自然界存在形態(tài)：游離態(tài)：主要以氮分子的形式存在于空氣中。(78%)氮?dú)庋鯕?21%)空氣的成分(按體積)化合態(tài)：部分存在于動植物體內(nèi)的蛋白質(zhì)中；部分存在于土壤、海洋里的的硝酸鹽和銨鹽中。其他1%【任務(wù)一】氮?dú)馀c氮的固定【思考】根據(jù)氮元素在周期表中的位置，推測氮?dú)獾慕Y(jié)構(gòu)及性質(zhì)有何特點(diǎn)？（1）氮元素在元素周期表中的位置第二周期，第VA族（2）寫出氮?dú)獾碾娮邮胶徒Y(jié)構(gòu)式電子式結(jié)構(gòu)式NN球棍模型兩個氮原子間以共價(jià)三鍵結(jié)合，斷開該化學(xué)鍵需要較多的能量，所以氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，通常難以與其它物質(zhì)反應(yīng)二、氮元素的位置與結(jié)構(gòu)【任務(wù)一】氮?dú)馀c氮的固定①物理性質(zhì)：氮?dú)忸伾珷顟B(tài)氣味密度熔點(diǎn)沸點(diǎn)溶解性氣體密度與空氣接近-210℃-196℃無色無味難溶于水收集氮?dú)鈺r用排水法不用排空法三、氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì)【任務(wù)一】氮?dú)馀c氮的固定四、氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)但高溫、高壓、催化劑或者放電等條件下，可以和某些物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)N2+3MgMg3N2

氧化性氧化性以上反應(yīng)中，氮?dú)獗憩F(xiàn)什么性？N2+O22NON2+3H22NH3還原性【任務(wù)一】氮?dú)馀c氮的固定即使氧氣充足，也無法被氧化成NO2閱讀P12《化學(xué)史話》感受上世紀(jì)最偉大的發(fā)明！五、用途焊接金屬、燈泡作保護(hù)氣醫(yī)療液氮冷凍麻醉劑液氮超導(dǎo)材料化工原料硝酸食品包裝中防腐【任務(wù)一】氮?dú)馀c氮的固定六、氮的固定將游離態(tài)的N2轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過程，包括自然固氮和人工固氮益處：人工固氮如合成氨，為農(nóng)作物的生長提供了必需的氮元素等害處：工業(yè)廢氣、汽車尾氣中的氮氧化物會造成大氣污染等【任務(wù)一】氮?dú)馀c氮的固定判斷下列說法的正誤(正確的畫“√”,錯誤的畫“?”)。1.氮在自然界中只以游離態(tài)形式存在

()2.N2在高溫條件下與O2發(fā)生反應(yīng)生成NO

()3.豆科植物通過根瘤菌吸收空氣中的氮屬于氮的固定,發(fā)生的是化學(xué)變化()4.工業(yè)合成氨的過程是固氮的過程

()?√√√【任務(wù)二】氮氧化物——NO和NO2【思考2】結(jié)合氮原子的結(jié)構(gòu)及氮元素化合價(jià)特點(diǎn)，思考氮元素形成氧化物的類型有哪些？氧化物

NON2O3

N2O5

對應(yīng)氮的化合價(jià)＋1＋2

＋4＋4N2ONO2N2O4＋3＋5N2O俗稱笑氣，具有麻醉作用酸性氧化物HNO2HNO3無色無味氣體有毒NO不溶于水NO2紅棕色氣體，有刺激性氣味有毒密度比空氣大易溶于水2NO+O22NO2排水法向上排空氣【任務(wù)二】氮氧化物——NO和NO2現(xiàn)給你一試管二氧化氮，將其倒置于水槽中，問試管內(nèi)會有什么變化？紅棕色氣體消失，水位上升，最后水充滿試管的2/3，無色氣體充滿試管的1/3（上部）3NO2+H2O==2HNO3+NO【任務(wù)二】氮氧化物——NO和NO2一、NO和NO2的化學(xué)性質(zhì)【實(shí)驗(yàn)5-5】如圖所示，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，觀察現(xiàn)象。打開彈簧夾，快速吸入10mL空氣后夾上彈簧夾，觀察現(xiàn)象。振蕩注射器，再觀察現(xiàn)象?！救蝿?wù)二】氮氧化物——NO和NO2一、NO和NO2的化學(xué)性質(zhì)【實(shí)驗(yàn)5-5】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________________無明顯現(xiàn)象無色氣體變紅棕色紅棕色變?yōu)闊o色【任務(wù)二】氮氧化物——NO和NO22NO+O2=

2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO(工業(yè)制取硝酸)結(jié)論：在一定條件下，NO與NO2可以相互轉(zhuǎn)化現(xiàn)象一：無色氣體變紅棕色NO→NO2現(xiàn)象二：紅棕色變?yōu)闊o色NO2→NO實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析：【任務(wù)二】氮氧化物——NO和NO2【思考3】“實(shí)驗(yàn)5-5”發(fā)生了哪些化學(xué)反應(yīng)?如果將注射器中的NO充分轉(zhuǎn)化，可以采取什么措施?上述實(shí)驗(yàn)對工業(yè)生產(chǎn)硝酸有什么啟示?+O23NO2+H2O=

2HNO3+NO2NO+O2=2NO22NO+O2=2NO24NO2+O2+2H2O=4HNO34NO+3O2+2H2O=4HNO3【任務(wù)二】氮氧化物——NO和NO2原理氮的氧化物溶于水的問題首先看清原理實(shí)質(zhì)，無論是單一氣體(NO2)，還是NO、NO2、O2中的兩者或三者的混合氣體溶于水，反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是：

3NO2+H2O=

2HNO3+NO

2NO+O2=

2NO2故若有氣體剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。工業(yè)生產(chǎn)硝酸的啟示【任務(wù)二】氮氧化物——NO和NO2俗話說：“雷雨發(fā)莊稼”。人們也發(fā)現(xiàn),在常受雷電打擊的高壓線附近的土壤中氮肥較多,作物生長較好。氮肥（硝酸鹽）N2【學(xué)以致用】“雷雨發(fā)莊稼”中所涉及的化學(xué)原理N2O2放電NONO2O2HNO3H2O此原理，工業(yè)上可用于生成硝酸嗎？NO?【學(xué)以致用】【歸納總結(jié)】一氧化氮和二氧化氮的比較性質(zhì)NONO2物理性質(zhì)毒性與水反應(yīng)與氧氣反應(yīng)實(shí)驗(yàn)室制備收集方法對環(huán)境影響無色、無味的有毒氣體，難溶于水紅棕色、有刺激性氣味的有毒氣體不反應(yīng)(難溶于水)3NO2+H2O====2HNO3+NO2NO+O2====2NO2不反應(yīng)?銅與稀硝酸反應(yīng)?銅與濃硝酸反應(yīng)常用排水法常用向上排空氣法導(dǎo)致光化學(xué)煙霧和酸雨，破壞臭氧層有毒（跟血紅蛋白結(jié)合）有毒無色、無味的有毒氣體，難溶于水紅棕色、有刺激性氣味的有毒氣體不反應(yīng)(難溶于水)3NO2+H2O====2HNO3+NO2NO+O2====2NO2不反應(yīng)?銅與稀硝酸反應(yīng)?銅與濃硝酸反應(yīng)常用排水法常用向上排空氣法導(dǎo)致光化學(xué)煙霧和酸雨，破壞臭氧層有毒（跟血紅蛋白結(jié)合）有毒探究：聯(lián)系NO2、NO的性質(zhì)，若將充滿NO2、NO的試管分別倒置于水槽中（如下圖），并通過導(dǎo)管通入少量的氧氣有何現(xiàn)象？并分析其原理。①圖1中紅棕色氣體逐漸變?yōu)闊o色，試

管內(nèi)液面上升，持續(xù)通入適量O2，試管內(nèi)可充滿水。當(dāng)V(NO2)∶V(O2)＝4∶1時，NO2完全轉(zhuǎn)化