5.2氮及其化合物課件高一下學(xué)期化學(xué)人教版

第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第1課時(shí)第二節(jié)氮及其化合物游離態(tài)：主要以

的形式存在于空氣中?；蠎B(tài)：部分存在于動(dòng)植物體內(nèi)的

中；部分存在于土壤、海洋里的

中。氮元素在自然界中的存在氮分子蛋白質(zhì)硝酸鹽和銨鹽(78%)氮?dú)庋鯕?21%)空氣的成分(按體積)觀察實(shí)驗(yàn)桌上的氮?dú)?，總結(jié)氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì)探究一氮?dú)獾獨(dú)獾奈锢硇再|(zhì)氮?dú)獾獨(dú)獾獨(dú)獾奈锢硇再|(zhì)收集氮?dú)鈺r(shí)用排水法顏色氣味狀態(tài)密度熔點(diǎn)沸點(diǎn)溶解度無色無味氣態(tài)1.25g·L-1-210℃-196℃難溶于水密度比空氣大氮在元素周期表中的位置氮元素位于元素周期表中：第二周期ⅤA族氮原子得失電子情況氮?dú)馀c氮的固定氮原子的最外電子層有5個(gè)電子，既不容易得到3個(gè)電子，也不容易失去5個(gè)電子因此，氮原子一般通過共用電子對與其他原子相互結(jié)合構(gòu)成物質(zhì)。氮原子結(jié)構(gòu)示意圖N+725氮?dú)庠诳諝庵械捏w積分?jǐn)?shù)為78%，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，這是為什么呢？(從化學(xué)鍵的角度分析)氮分子內(nèi)兩個(gè)氮原子間以_______________結(jié)合，斷開該化學(xué)鍵需要_______的能量，所以氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很_______，通常情況下_________與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，無法被大多數(shù)生物體直接吸收。氮?dú)獾姆€(wěn)定性氮?dú)馀c氮的固定氮?dú)夤矁r(jià)三鍵(N≡N)較多穩(wěn)定很難分子結(jié)構(gòu)氮?dú)獾獨(dú)馀c氮的固定在高溫、放電等條件下，氮分子獲得了足夠的能量，使N≡N斷裂，氮?dú)饽軌蚺c鎂、氧氣、氫氣等物質(zhì)發(fā)生化合反應(yīng)，氮?dú)夥肿又械鼗蟽r(jià)為0，是氮元素的中間價(jià)態(tài)，在一定條件下能表現(xiàn)出氧化性或還原性。氮?dú)庋趸匝趸訬2+O22NON2+3H2

2NH3還原性N2+3MgMg3N2

(工業(yè)合成氨)用途

化學(xué)性質(zhì)不活潑—保護(hù)氣焊接金屬時(shí)用氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)氣燈泡中充氮?dú)庖匝娱L使用壽命食品包裝中充氮?dú)庖苑栏獨(dú)馀c氮的固定氮?dú)獾獨(dú)獾挠猛疽旱圃斓蜏赜猛?/p>

醫(yī)療上可在液氮冷凍麻醉?xiàng)l件下做手術(shù)超導(dǎo)材料在液氮的低溫環(huán)境下能顯示超導(dǎo)性能氮?dú)獾挠猛镜獨(dú)馀c氮的固定氮?dú)饣屎突ぴ系氏跛嵊猛?/p>

氮?dú)獾挠猛镜獨(dú)馀c氮的固定氮?dú)庹埻瑢W(xué)們回顧所學(xué)內(nèi)容，判斷下列問題的對與錯(cuò)問題1氮元素有多種化合價(jià)，其最高正價(jià)為＋5價(jià)(

)氮原子與其他原子只能形成共價(jià)鍵，不能形成離子鍵(

)氮?dú)獬Ｓ米骱附咏饘?、填充燈泡、保存食品的保護(hù)氣(

)白磷(P4)在空氣中能自燃而氮?dú)饽芊€(wěn)定存在，說明磷元素非金屬性比氮元素強(qiáng)(

)在高溫、高壓、催化劑條件下，1molN2與3molH2混合可生成2molNH3(

)問題2問題3問題4問題5農(nóng)諺有云：“種豆子不上肥，連種幾年地更肥”空氣中氮元素豐富，但大多數(shù)的植物不能直接利用，豆科植物與根瘤菌共生可以將氮?dú)廪D(zhuǎn)化成植物需要的氮素營養(yǎng)，同時(shí)固定的氮素也會(huì)釋放到土壤中，從而被其他植物利用。那么，自然界是怎樣通過氮的循環(huán)為生物體提供氮元素的呢？(2)分類：

游離態(tài)含氮化合物(1)含義：將大氣中_______的氮轉(zhuǎn)化為________的過程叫做氮的固定。

氮?dú)馀c氮的固定觀察氮在自然界中的循環(huán)，回答相關(guān)問題探究二氮?dú)馀c氮的固定大部分以氮?dú)獾男问酱嬖冢俨糠忠曰衔锏男问?如硝酸鹽、銨鹽、蛋白質(zhì)等)存在氮在自然界中主要存在形式有哪些？思考1人體里的蛋白質(zhì)中的氮元素是從哪兒來的？思考2人體里蛋白質(zhì)中的氮是從外界攝入的，特別是肉類、蛋類物質(zhì)等。若溯本求源，則來自大氣中的N2自然界中有哪些固定氮的途徑？思考3自然界中固氮主要有自然固氮和人工固氮，自然固氮有高能固氮(雷電作用)、生物固氮(豆科植物)氮循環(huán)中，有的對人類生產(chǎn)生活有益，有的則產(chǎn)生負(fù)面作用，請舉例說明。思考4有益：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有害：工業(yè)廢氣、汽車尾氣中的氮氧化物會(huì)造成大氣污染等【例1】下列關(guān)于性質(zhì)的敘述中錯(cuò)誤的是()A.任何物質(zhì)在氮?dú)庵卸疾荒苋紵鼴.氮?dú)饧染哂醒趸?，又具有還原性C.將空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)變成含氮化合物屬于氮的固定D.氮?dú)馀c氧氣在一定條件下反應(yīng)生成一氧化氮【例2】下列敘述與氮的固定無關(guān)的是()A.工業(yè)上氮?dú)馀c氫氣化合成氨B.工業(yè)上將氨轉(zhuǎn)化為硝酸和其他含氮化合物C.豆科植物的根瘤菌把空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為含氮化合物D.電閃雷鳴的雨天，空氣中的氮?dú)鈺?huì)與氧氣發(fā)生反應(yīng)并最終轉(zhuǎn)化為硝酸鹽被植物吸收AB【例3】硝酸鹽在某些細(xì)菌作用下轉(zhuǎn)化成氮?dú)鉃樽匀还痰?

)思考與討論1、氮元素都有哪些化合價(jià)呢？元素化合價(jià)-30+1+2+3+4+5對應(yīng)物質(zhì)NH3N2N2ONON2O3NO2N2O5N2O4HNO3NH4ClHNO2N2O俗稱笑氣，具有麻醉作用。NO和NO2是氮的兩種重要氧化物。觀察實(shí)驗(yàn)桌上的兩瓶氣體，總結(jié)一氧化氮、二氧化氮的物理性質(zhì)探究三一氧化氮和二氧化氮一氧化氮二氧化氮二、一氧化氮和二氧化氮1、一氧化氮一氧化氮是________色的_______氣體，_______溶于水。無有毒不二、一氧化氮和二氧化氮2、二氧化氮二氧化氮是________色的有______________有毒氣體，密度比空氣_______，易液化，_______溶于水。紅棕刺激性氣味大易實(shí)驗(yàn)探究【實(shí)驗(yàn)5-5】如圖5-10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。10203040mL50圖5-10二氧化氮溶于水的實(shí)驗(yàn)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2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO3、NO、NO2的化學(xué)性質(zhì)NO、NO2溶于水的實(shí)驗(yàn)探究【實(shí)驗(yàn)5-5】①NO→NO2:_____________________;②NO2→NO:__________________________(工業(yè)制取硝酸)。2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO（3）NO與NO2可以相互轉(zhuǎn)化。（4）NOx的尾氣處理方法

（堿液吸收法）2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2ONO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O（NO和NaOH不反應(yīng)）【思考1】[實(shí)驗(yàn)5-5]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？不斷地緩慢通入O2工業(yè)生成硝酸的啟示①NO與O2同時(shí)通入水中化學(xué)方程式為：4NO+3O2+2H2O=4HNO3②NO2和O2混合氣體溶于水化學(xué)方程式為：4NO2+O2+2H2O=4HNO3NONO2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(yīng)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(guān)系①與血紅蛋白結(jié)合，使人中毒；②形成酸雨、光化學(xué)煙霧形成酸雨、光化學(xué)煙霧NO和NO2的性質(zhì)比較在這個(gè)過程中要通入多少的O2，NO才能完全轉(zhuǎn)變成HNO3呢？

工業(yè)生產(chǎn)硝酸，將尾氣(NO)吸收通入足量的氧氣后再溶解于水，經(jīng)過多次循環(huán)氧化、溶解，可充分利用原料，并減少NO的排放，保護(hù)環(huán)境。一氧化氮和二氧化氮混合氣體NO、NO2、O2溶于水的計(jì)算類型一：NO和O2混合溶于水NO和O2混合體積比4:3(或物質(zhì)的量比)可以完全轉(zhuǎn)變成硝酸2NO+O2=2NO2反應(yīng)一：①3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO反應(yīng)二：②①×3＋②×24NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3一氧化氮和二氧化氮混合氣體NO、NO2、O2溶于水的計(jì)算類型一：NO和O2混合溶于水＝4∶3，恰好完全反應(yīng)＞4∶3，剩余NO＜4∶3，剩余O2

V(NO)V(O2)一氧化氮和二氧化氮混合氣體NO、NO2、O2溶于水的計(jì)算類型二：NO2和O2混合溶于水NO2和O2混合體積比4:1(或物質(zhì)的量比)可以完全轉(zhuǎn)變成硝酸3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO反應(yīng)一：①2NO+O2=2NO2反應(yīng)二：②①×2＋②4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3一氧化氮和二氧化氮混合氣體NO、NO2、O2溶于水的計(jì)算類型二：NO2和O2混合溶于水＝4∶1，恰好完全反應(yīng)＞4∶1，NO2過量，剩余NO＜4∶1，O2過量，剩余O2

V(NO2)V(O2)氮的氧化物或氮的氧化物與O2的混合氣體溶于水時(shí)，剩余的氣體可能是O