寒假自習(xí)課 2024-2025學(xué)年高一化學(xué)必修第二冊人教版教學(xué)課件 第五章 第二節(jié) 第1課時 氮氣和氮氧化物

第二節(jié)氮及其化合物第1課時

氮氣和氮氧化合物第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.通過對氮元素“位—構(gòu)—性”的分析，認(rèn)識氮元素在自然界中

的存在形式，了解氮的固定的意義。2.掌握N2的性質(zhì)。3.掌握NO、NO2的性質(zhì)及二者相互轉(zhuǎn)化(重點)。4.掌握NO、NO2與O2混合溶于水的計算(難點)。引入新課氮氣是空氣中含量最多的氣體，你了解氮的氧化物嗎？NxOy都有毒。除NO2，其他均極不穩(wěn)定；除NO外均可溶于水。N2O：笑氣，無色不可燃，有輕微金屬味，有輕微麻醉作用。NO：信使分子，具有擴(kuò)張血管、促進(jìn)消化和增強(qiáng)記憶力的特殊功能。它一向被視為大氣污染物，這是否能給我們一些啟示呢？一、氮氣與氮的固定1.氮元素結(jié)合氮原子結(jié)構(gòu)及周期表中位置，分析其成鍵特點？?一般通過共用電子對與其他原子結(jié)合構(gòu)成物質(zhì)。位：第二周期第ⅤA族構(gòu)：核外2個電子層，最外層5個e-性：不易得3個e-，也不易失5個e-(1)N(氮)(2)氮元素在自然界中的存在游離態(tài)：空氣中N2，體積分?jǐn)?shù)約占78%化合態(tài)：動植物體內(nèi)的蛋白質(zhì)中，土壤、

海洋里的硝酸鹽和銨鹽中一、氮氣與氮的固定1.氮元素N≡N共價三鍵、鍵能大，性質(zhì)穩(wěn)定，難與其他物質(zhì)反應(yīng)催化劑高溫、高壓N2+3H22NH3N2+O2

2NO放電或高溫N2+3MgMg3N2點燃N2表現(xiàn)氧化性N2表現(xiàn)還原性思考寫出鎂條在空氣中燃燒發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。2Mg＋O2==2MgO、3Mg＋N2

==

Mg3N2、2Mg＋CO2

==2MgO＋C點燃點燃點燃一、氮氣與氮的固定2.氮氣高能固氮(如雷雨天氣N2轉(zhuǎn)化為NO)生物固氮(如豆科植物根瘤菌固氮)將大氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過程(1)概念自然固氮(2)分類人工固氮合成氨仿生固氮

(某些金屬有機(jī)化合物可起到根瘤菌的作用)N2+3H22NH3催化劑高溫、高壓一、氮氣與氮的固定3.氮的固定應(yīng)用體驗1.判斷正誤(1)N2和O2在高溫的條件下會生成NO(

)(2)N2中N元素價態(tài)為0價，處于中間價態(tài)，因此既有氧化性，又有還原性(

)(3)氮氣常用作焊接金屬、填充燈泡、保存食品的保護(hù)氣(

)(4)氮的固定中氮元素一定被氧化(

)(5)工業(yè)上將NH3轉(zhuǎn)化為其他銨態(tài)化肥屬于人工固氮(

)√√√××一、氮氣與氮的固定應(yīng)用體驗2.氮在自然界中的循環(huán)如下圖所示。

(1)過程①稱為____________，寫出合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________________，該反應(yīng)中氮氣顯_______(填“氧化”或“還原”)性。人工固氮N2＋3H2

2NH3氧化(2)過程②中能通過______________________的作用將空氣中的氮氣固定下來，寫出③中固氮反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________，該反應(yīng)中氮氣顯_______(填“氧化”或“還原”)性。豆科植物的根瘤菌還原一、氮氣與氮的固定應(yīng)用體驗

acd一、氮氣與氮的固定2.氮在自然界中的循環(huán)如下圖所示。

二、一氧化氮和二氧化氮1.NO和NO2的物理性質(zhì)顏色毒性氣味水溶性NONO2探究NO2溶于水實驗原理分析：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO2NO

+O2

===

2NO2

2.NO和NO2的化學(xué)性質(zhì)無色紅棕色有毒氣體有毒氣體無味有刺激性氣味不溶易溶裝置

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①打開彈簧夾，快速吸入10mL空氣后夾上彈簧夾②振蕩注射器現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象①無色氣體變?yōu)榧t棕色②紅棕色氣體逐漸變?yōu)闊o色，注射器活塞向左移動二、一氧化氮和二氧化氮2.NO和NO2的化學(xué)性質(zhì)實驗結(jié)論及解釋

①NO不溶于水，也不與水反應(yīng)，與O2反應(yīng)生成紅棕色NO2；

2NO

+O2==2NO2

②NO2能與水反應(yīng)生成無色的NO。3NO2＋H2O==

2HNO3＋NO?該反應(yīng)中NO2既是氧化劑又是還原劑+4+5+2二、一氧化氮和二氧化氮2.NO和NO2的化學(xué)性質(zhì)如果要將注射器中的NO充分轉(zhuǎn)化為硝酸，可以采取什么措施？上述實驗對工業(yè)上生產(chǎn)硝酸有什么啟示？采取的措施是繼續(xù)通入過量的空氣。用水吸收NO2制取硝酸的反應(yīng)過程中，要不斷地補充空氣，使NO2盡可能多地轉(zhuǎn)化為硝酸。思考1二、一氧化氮和二氧化氮2.NO和NO2的化學(xué)性質(zhì)若將充滿NO2的試管倒置在裝滿水的水槽里，會有什么現(xiàn)象？若同時向倒置試管中不斷地緩慢通入O2，最終現(xiàn)象是什么？

水槽中的液體最終充滿整個試管二、一氧化氮和二氧化氮2.NO和NO2的化學(xué)性質(zhì)思考23NO2+H2O===2HNO3+NO2NO+O2===2NO2①②①×2＋②得：①×2＋②×3得：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO34NO＋3O2＋2H2O===4HNO34∶14∶3恰好完全被水吸收二、一氧化氮和二氧化氮3.NO、NO2溶于水的計算(1)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，若有氣體剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。(2)對于連續(xù)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，可用化學(xué)方程式疊加的方法而得到復(fù)合反應(yīng)，

解決問題更簡便。歸納總結(jié)二、一氧化氮和二氧化氮1.判斷正誤(1)由于NO極易與O2反應(yīng)，并且其密度與空氣相差不多，因此收集NO只能用排水法(

)(2)由于NO2極易與水反應(yīng)且密度比空氣大，因此收集NO2只能用向上排空氣法(

)(3)NO2與H2O的反應(yīng)中，NO2只做氧化劑(

)(4)NO和NO2都是有刺激性氣味的有毒氣體，它們都是大氣污染物(

)√√××應(yīng)用體驗二、一氧化氮和二氧化氮應(yīng)用體驗2.現(xiàn)有NO2、O2的混合氣體12mL，通入足量水中，充分反應(yīng)后剩余氣體2mL(同溫同壓下)，則原混合氣體中氧氣的體積可能是_______________。4mL或1.2mL4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO設(shè)原混合氣體中O2的體積為V(O2)，剩余氣體可能是O2，也可能是NO。二、一氧化氮和二氧化氮

隨堂檢測1.(2023·四川綿陽高一期中)下列說法正確的是A.氮氣化學(xué)性質(zhì)不活潑，原因是N的非金屬性較弱B.氮氣與氧氣在汽車內(nèi)燃機(jī)中高溫反應(yīng)，氧氣過量直接生成NO2C.植物直接吸收利用空氣中的NO和NO2作為肥料，實現(xiàn)氮的固定D.“雷雨發(fā)莊稼”所包含的化學(xué)變化有N2→NO→NO2→HNO3→硝酸鹽√N≡N鍵能大生成NO，NO進(jìn)一步被氧氣氧化生成NO2氮的固定是將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮的過程隨堂檢測2.(2023·日照高一期末)下列對NO和NO2的描述正確的是A.NO2與水的反應(yīng)中，NO2既是氧化劑又是還原劑B.NO是無色氣體，可用向上排空氣法收集C.NO、NO2均可用排水法收集D.從元素化合價角度看，NO只有還原性√3NO2＋H2O===2HNO3＋NO+4+5+2

NO易與O2反應(yīng)生成NO2排水法NO2與H2O反應(yīng)NO中氮元素顯＋2價，處于中間價態(tài)，則NO既有氧化性又有還原性隨堂檢測3.在同溫同壓下，將等體積混合而成的四組氣體：①NO2＋O2、②NO2＋NO、③HCl＋N2、④SO2＋O2，分別通入體積相同的試管，并立即倒立于水槽中，如圖所示。待試管內(nèi)液面穩(wěn)定后，剩余氣體的體積依次為V1、V2、V3、V4，則剩余氣體的體積最小的是A.V1

B.V2C.V3D.