5.2.1氮和氮的氧化物課件高一下學期化學人教版

第五章

化工生產中的重要非金屬元素

第二節(jié)

氮及其化合物

第1課時氮和氮的氧化物

人教版必修第二冊1．結合真實情境中的應用實例或通過實驗探究，了解氮及其重要化合物的主要性質，認識其在生產中的應用和對生態(tài)環(huán)境的影響。2．結合實例認識氮及其氧化物的性質，了解通過化學反應可以探索物質性質、實現物質轉化。3．認識物質及其轉化在促進社會文明進步、自然資源綜合利用和環(huán)境保護中的重要價值。學習目標1．通過從結構分析氮和氮氧化物的性質，培養(yǎng)學生“宏觀辨識與微觀探析”的學科素養(yǎng)。2．通過對氮的氧化物的污染與防治的學習，培養(yǎng)學生“科學態(tài)度與社會責任”的學科素養(yǎng)。素養(yǎng)目標素養(yǎng)導向的學習目標

據說在新疆與青海兩省區(qū)交界處有一狹長山谷，每當人畜進入后，經常電閃雷鳴，狂風暴雨把人畜擊斃。然而谷內卻是牧草茂盛，四季常青，被當地牧民稱為“魔鬼谷”。為什么魔鬼谷牧草旺盛?

有句諺語“雷雨發(fā)莊稼”，你明白其中的化學道理嗎?情境引入一、氮氣與氮的固定1．氮元素的位置、結構與存在

(1)位置：第二周期第ⅤA族

知識梳理

(2)結構：

氮原子的最外電子層有5個電子，既不容易得到3個電子，也不容易失去5個電子。因此，氮原子一般通過共用電子對與其他原子相互結合構成物質。1．氮元素的位置、結構與存在知識梳理

(3)存在：氮元素在自然界中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的蛋白質中，還有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸鹽和銨鹽中。游離化合(1)自然固氮：大自然通過閃電釋放的能量將空氣中的氮氣轉化為含氮的化合物，或者通過豆科植物的根瘤菌將氮氣轉化成氨。(2)人工固氮：人類通過控制條件，將氮氣氧化或還原為氮的化合物，最重要的人工固氮途徑就是工業(yè)合成氨。2．氮的固定知識梳理將大氣中游離態(tài)的氮轉化為氮的化合物的過程叫做氮的固定。3．N2的性質及應用物理性質

化學性質

無色無味的氣體，密度比空氣略小，難溶于水，熔點、沸點比O2的低。[注意]氮元素是一種活潑非金屬，但N2穩(wěn)定的原因是N2分子中氮氮三鍵很穩(wěn)定，不易斷裂，難發(fā)生化學反應。知識梳理二、氮的氧化物氧化物的化學式N2ONON2O3NO2、N2O4N2O5氮元素的價態(tài)(1)N2O俗稱笑氣。(2)N2O3、N2O5是HNO2、HNO3相應的酸性氧化物(或酸酐)。(3)NO2與N2O4可相互轉化：2NO2N2O41．氮有多種價態(tài)的氧化物+1+2+3+4+5知識梳理NONO2顏色無色紅棕色毒性有毒有毒溶解性難溶于水易溶于水與O2或與H2O反應2NO＋O2=2NO23NO2＋H2O=2HNO3＋NO收集方法排水法向上排空氣法與人體、環(huán)境的關系①與血紅蛋白結合，使人中毒；②轉化成NO2，形成酸雨、光化學煙霧形成酸雨、光化學煙霧2．一氧化氮和二氧化氮知識梳理二氧化氮溶于水的實驗實驗探究實驗步驟實驗現象實驗結論

把充滿NO2的試管倒立水中，再通入O2

3．二氧化氮溶于水的實驗分析試管內氣體顏色慢慢變?yōu)闊o色，水面不斷上升，最后靜止在距試管底部約1/3處NO2不能全部被水吸收，有無色氣體NO生成水面不斷上升，最后試管內無色氣體約為原NO2體積的1/3，通入適量O2后液面繼續(xù)上升，最后試管全部充滿液體NO2溶于水生成的NO全部與O2反應被水吸收水面不斷上升，最后試管全部充滿液體NO2可被NaOH溶液全部吸收2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O實驗探究4．氮的氧化物溶于水的計算方法知識梳理3NO2+H2O=

2HNO3+NO2NO+O2=2NO24NO2+O2+2H2O=4HNO34NO+3O2+2H2O=4HNO3合并兩個反應

關系式法（1）NO2和O2的混合氣體（2）NO2和O2的混合氣體V(NO2):V(O2)<4:1O2剩余=4:1恰好完全反應>4:1NO剩余4NO2+O2+2H2O=4HNO34NO+3O2+2H2O=4HNO3V(NO):V(O2)<4:3O2剩余=4:3恰好完全反應>4:3NO剩余知識梳理（3）NO2、NO、O2的三種混合氣體通入水中①可先將NO和O2轉化為NO2，再按上述各種情況分別處理；②也可先將NO2和H2O反應轉化為NO，再按4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3情況處理。

電子守恒法

當NOx轉化為硝酸時要失去電子，如果是NOx與O2混合，則反應中O2得到的電子數與NOx失去的電子數相等。

原子個數比法V(N):V(O)<2:5O2剩余=2:5恰好完全反應>2:5NO剩余1．常見的污染類型

(1)光化學煙霧：NOx在紫外線作用下，與碳氫化合物發(fā)生一系列光化學反應，產生的一種有毒的煙霧。

(3)破壞臭氧層：NO2可使平流層中的臭氧減少，導致地面紫外線輻射量增加。(4)NO與血紅蛋白結合使人中毒。知識梳理三、氮氧化物對環(huán)境的污染及防治(2)酸雨：NOx排入大氣中后，與水反應生成HNO3和HNO2，隨雨雪降到地面。(1)調整能源結構，發(fā)展清潔能源。(2)研究煤的脫硫技術，改進燃燒技術，減少SO2和氮的氧化物的排放。(3)加強工廠廢氣的回收處理。(4)改進汽車尾氣的處理技術，控制汽車尾氣排放標準。2．防治措施知識梳理3．常見的NOx尾氣處理方法(1)堿液吸收法

工業(yè)尾氣中NOx常用堿液吸收處理，NO2、NO的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是n(NO2)≥n(NO)。

NO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O(2)氨氣吸收法

8NH3＋6NO27N2＋12H2O4NH3＋6NO5N2＋6H2O

(3)催化轉化法

在催化劑、加熱條件下，氨可將氮氧化物轉化為無毒氣體(N2)；NOx與CO在一定溫度下催化轉化為無毒氣體(N2和CO2)(一般適用于汽車尾氣的處理)。

2CO＋2NO2CO2＋N2知識梳理

1.下列反應中，不屬于氮的固定的是()A．N2和H2在一定條件下合成NH3B．豆科植物把空氣中的氮氣轉化為化合態(tài)的氮C．雷電時，空氣中的N2與O2反應生成NOD．由NH3制碳酸氫銨和尿素【答案】D【解析】由游離態(tài)氮變成化合態(tài)氮叫氮的固定，D不符合。隨堂檢測2.四支試管中分別充滿NO、SO2、NO2、Cl2中的一種,把它們分別倒置于盛有水的水槽中，放置一段時間后的現象如圖所示。其中原試管充滿NO2的是() 【答案】B【解析】根據化學方程式3NO2+H2O=2HNO3+NO可知,剩余氣體是反應前的1/3，故B項正確；NO不溶于水,對應D項；SO2對應A項；Cl2對應C項。隨堂檢測3.在一定條件下，將NO2和O2的混合氣體12mL通入足量水中，充分反應后剩余2mL氣體(同溫同壓下)，則原混合氣體中氧氣的體積為()

①1.2mL②2.4mL③3mL④4mL

A．①②B．②③C．③④D．①④【答案】D【解析】混合氣體通入水中，涉及的反應有①4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，②3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。剩余氣體為NO或O2。若剩余的氣體是O2，則V(NO2)＝(4/5)×(12－2)mL＝8mL，V(O2)＝12mL－8mL＝4mL。若剩余的氣體是NO(2mL)?6mLNO2，則V(O2)＝(1/5)×(12－6)mL＝1.2mL。隨堂檢測4.氮氧化物會嚴重污染大氣，所以實驗室必須對含有氮氧化物的廢氣進行處理。用NaOH溶液可以吸收廢氣中的氮氧化物，反應方程式如下：

①NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O②2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O(1)在反應①中，參加反應的氧化劑和還原劑的質量之比為___________。(2)在反應②中，氧化產物是________，還原產物是________(填化學式)。(3)在反應①②中，參加反應的NaOH均為2mol時，兩個反應轉移電子數的關系是①________②(