氮氣和氮氧化物課件高一下學(xué)期化學(xué)人教版

桐梓縣蟠龍高級中學(xué)TONGZIPANLONGSENIORHIGHSCHOOL尊道蟠龍尊道蟠龍第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素5.2.1

氮氣和氮氧化物

桐梓縣蟠龍高級中學(xué)

高一化學(xué)組

舒

霞尊道蟠龍一、氮氣與氮的固定位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)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它原子結(jié)合成物質(zhì)，氮元素的最高價為+5，最低價為-3。-3；0；+2；+3；+4；+5

尊道蟠龍一、氮氣與氮的固定1、氮元素在自然界存在形態(tài)：游離態(tài)：主要以氮氣分子的形式存在于空氣中。(78%)氮氣氧氣(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%尊道蟠龍一、氮氣與氮的固定熔點：-210℃沸點：-196℃密度：1.25g/L顏色氣味狀態(tài)密度溶解性無色無味氣體密度比空氣稍小難溶于水收集氮氣時用排水法如何收集N2？思考：熔沸點低會有什么應(yīng)用？液氮可用作制冷劑2、氮氣的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)：尊道蟠龍[思考]

從化學(xué)鍵的角度分析，氮氣的化學(xué)性質(zhì)為什么穩(wěn)定?氮分子形成過程：電子式

結(jié)構(gòu)式

氮分子內(nèi)兩個氮原子間以_______________結(jié)合，斷開該化學(xué)鍵需要_______的能量，所以氮氣的化學(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。氮氮三鍵(N≡N)較多穩(wěn)定很難球棍模型

一、氮氣與氮的固定尊道蟠龍(2)化學(xué)性質(zhì)：

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，氮氣能夠與鎂、氧氣、氫氣等物質(zhì)發(fā)生化合反應(yīng)。

氮氣分子中氮元素化合價為0，是氮元素的中間價態(tài)，在一定條件下能表現(xiàn)出氧化性或還原性。①金屬鎂：

，氮氣表現(xiàn)

性。②氫氣：

，氮氣表現(xiàn)

性。③氧氣：

，氮氣表現(xiàn)

性。氧化氧化還原工業(yè)合成氨-30-30+20鎂條在空氣中燃燒，固體產(chǎn)物有幾種？一、氮氣與氮的固定尊道蟠龍[拓展]鎂條在空氣中燃燒，固體產(chǎn)物有幾種？2Mg+CO2===2MgO+C點燃3Mg+N2===Mg3N2點燃2Mg+O2===2MgO點燃劇烈燃燒，發(fā)出耀眼白光，放熱不能用CO2滅火器滅火一、氮氣與氮的固定3、氮的固定將大氣中_______的氮轉(zhuǎn)化為

的過程叫做氮的固定。游離態(tài)氮的化合物(NH3和NO3-)①含義:②分類:氮的固定自然固氮高能固氮生物固氮合成氨仿生固氮人工固氮(豆科植物根瘤菌固氮)一、氮氣與氮的固定“雷雨發(fā)莊稼”尊道蟠龍一、氮氣與氮的固定自然界中氮的循環(huán)尊道蟠龍課堂練習(xí)CD尊道蟠龍二、一氧化氮和二氧化氮氧化物

NON2O3

N2O5

對應(yīng)氮的化合價＋1＋2

＋4＋4＋5N2ONO2N2O4＋3N的氧化物的種類——它們都有毒，是大氣污染物。上述氮的氧化物中屬于酸性氧化物的是N2O5和N2O3也是酸酐

NO2和N2O4是兩種不同的氧化物，通常情況下，NO2能進行自身二聚:2NO2(紅棕色)

N2O4(無色)，故NO2中總混有N2O4)NO與堿、酸都不能反應(yīng)生成鹽和水，屬于不成鹽氧化物和非酸性氧化物。NO2與堿溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成兩種鹽，屬于非酸性氧化物。2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O（NO2的尾氣處理）尊道蟠龍氧化物顏色氣味毒性密度水溶性收集方法NONO2無色紅棕色無味刺激性氣味有毒有毒略大比空氣大不溶易溶排水法向上排空氣法NO有毒(易結(jié)合血紅蛋白使人中毒)NO2有毒(刺激腐蝕呼吸道黏膜)都是不成鹽氧化物二、一氧化氮和二氧化氮1、NO、NO2的物理性質(zhì)尊道蟠龍2、NO、NO2的化學(xué)性質(zhì)【實驗5-5】實驗操作現(xiàn)象結(jié)論在一支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。2NO+O2==2NO2

(NO的鑒別)無明顯現(xiàn)象NO不溶于水也不與水反應(yīng)氣體由無色變紅棕色震蕩后氣體由紅棕色變無色3NO2+H2O==2HNO3+NO1、工業(yè)制取硝酸。2、除NO氣體中混有的少量NO2氣體雜質(zhì)。二、一氧化氮和二氧化氮(歧化反應(yīng))二、氮的氧化物溶于水的相關(guān)計算(難點)在這個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，保護環(huán)境。二、氮的氧化物溶于水的相關(guān)計算(難點)類型一：NO和O2的混合氣體溶于水4：12NO＋O2＝2NO2

①

3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO

②

①×3＋②×2消去NO2：4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3當(dāng)V(NO)：V(O2)?4:3O2過量，剩余O2=4:3恰好完全反應(yīng)>4:3NO過量，剩余NONO和O2以

的比例通入水中，試管全充滿。4：3二、氮的氧化物溶于水的相關(guān)計算(難點)類型二：NO2和O2的混合氣體溶于水4：13NO2＋H2O＝2HNO3＋NO①

2NO＋O2＝2NO2②

①×2＋②

消去NO：4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3當(dāng)體積比V(NO2)：V(O2)?4:1O2過量，剩余O2=4:1恰好完全反應(yīng)>4:1NO2過量，剩余NONO2和O2以

的比例通入水中，試管全充滿。

注意：若有氣體剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。4：1尊道蟠龍NO和NO2的性質(zhì)總結(jié)NONO2物理性質(zhì)毒性與水與O2與O2、H2O收集方法2NO+O2=2NO24NO+3O2+2H2O=4HNO34NO2+O2+2H2O=4HNO3無色，無味，難溶于水有毒紅棕色，刺激性氣味，易溶于水3NO2+H2O=2HNO3+NONONO2O2H2O常用排水法常用向上排空氣法三、氮的氧化物污染的處理[拓展閱讀]氮氧化物對環(huán)境的污染(1)NOx在紫外線作用下與碳氫化合物發(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生光化學(xué)煙霧。(2)NOx排入大氣中后，與水反應(yīng)生成HNO3和HNO2，隨雨雪降到地面形成酸雨。(3)破壞臭氧層：NO2可使平流層中的臭氧減少，導(dǎo)致地面紫外線輻射量增加。(4)NO與血紅蛋白結(jié)合使人中毒，比CO的結(jié)合能力更強。三、氮的氧化物污染的處理(1)堿液吸收法：用NaOH溶液可以吸收廢氣中的NO2、NO：①NO＋NO2＋2NaOH==2NaNO2＋H2O②2NO2＋2NaOH==NaNO2＋NaNO3＋H2O(2)催化轉(zhuǎn)化法：安裝汽車尾氣催化轉(zhuǎn)化器可將NO和NO2轉(zhuǎn)化為兩種無污染的氣體：2NOx+2XCON2+2XCO2催化劑

?拓展延伸1[提示]

由于NO2和Br2在性質(zhì)上有不少相似性：①均具有氧化性；②溶于水均有酸生成；③均可與堿反應(yīng)；④均為紅棕色等。所以不能用淀粉－KI試紙、pH試紙、NaOH溶液來鑒別，[思考]

NO2和溴蒸氣都是紅棕色、有刺激性氣味氣體，怎樣區(qū)別？但二者性質(zhì)又有差別，可以用下列方法鑒別：①AgNO3溶液：②CCl4：③用水洗法：加溴產(chǎn)生淡黃色沉淀，加NO2不變色。CCl4層有色的是溴。溴溶于水即為溴水(橙黃色)，NO2溶于水得到硝酸。尊道蟠龍[典例1]下列關(guān)于NO的敘述正確的是()A．NO是一種紅棕色的氣體B．常溫常壓下，NO不能與空氣中的氧氣直接化合C．NO可由氮氣和氧氣在放電條件下直接化合得到D．NO易溶于水，不能用排水法收集[典例2]下列對NO、NO2的描述，不正確的是(

)A、NO2是紅棕色氣體，易溶于水，不是酸性氧化物B、NO可以用排水法收集，但不能由N2和O2直接化合得到C、NO、NO2可相互轉(zhuǎn)化，且兩者都是引起光化學(xué)煙霧的污染物D、NO、NO2都有毒，且NO是汽車尾氣的有害成分之一CB對應(yīng)訓(xùn)練[典例3](1)若試管中裝10molNO2，則通入多少摩爾O2可以使NO2充分