高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物课文内容ppt课件

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物课文内容ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了共用电子对，2氮气的物理性质，游离态，含氮化合物，自然界中氮的循环，红棕色，刺激性，无明显现象，无色气体变红棕色，红棕色变为等内容，欢迎下载使用。
一、氮气与氮的固定1.氮气(1)氮元素的存在①氮原子的结构原子结构示意图: ________,一般通过___________与其他原子结合。
②自然界中,氮元素主要以氮气的形式存在于空气中,
(3)氮气的化学性质氮气的化学性质_____,通常很难与其他物质发生化学反应。①还原性_________________
N2+O2 2NO
②氧化性a.N2与H2反应生成NH3,反应的化学方程式为_____________________。b.在点燃条件下与金属镁反应,化学方程式为___________________ 
N2+3H2 2NH3
N2+3Mg Mg3N2
【情境·思考】氮气保护技术通常应用于珍贵文物的保存和保护,国内外不乏先例。美国的《独立宣言》就密封在氮气环境中;中国博物馆和中南海毛主席故居纪念馆也是应用氮气保护法;北京房山云居寺“99石经回藏”也是氮气保护的成功典范。
为什么氮气可以作为保护气?
提示:氮气性质稳定,常温下不与物质发生反应,故可作保护气。
2. 氮的固定(1)含义:将大气中_______的氮转化为___________的过程叫做氮的固定。(2)分类:
【巧判断】(1)氮的固定中氮元素一定被氧化。(　　)提示:×。人工固氮合成氨反应中氮元素被还原。
(2)雷雨天含氮物质发生的反应都属于氮的固定。(　　)提示:×。雷雨天只有反应N2+O2 2NO属于氮的固定。
二、NO和NO21. 物理性质
2.化学性质(1)实验探究:
(2)结论:在一定条件下,NO与NO2可以相互转化,反应的化学方程式为①NO→NO2: ______________;②NO2→NO: ____________________(工业制取硝酸)。
2NO+O2====2NO2
3NO2+H2O====2HNO3+NO
【微思考】(1)NO和NO2分别采用什么方法收集?说明原因。提示:常温下NO能与O2反应,只能用排水法收集;NO2能与水反应生成NO,故只能用排空气法收集。
(2)NO2转化为NO的变化中,NO2只能作氧化剂吗?提示:NO2与水反应转化为NO的同时生成HNO3,NO2既作氧化剂又作还原剂。
【情境·思考】某山谷经常电闪雷鸣、雷雨交加,但树木、灌木、草等植被非常茂密,但很少有人敢进入这个山谷。你能解释该山谷植被茂密的原因吗?
提示:雷雨天时在闪电的作用下,空气中氮气与氧气反应生成NO,然后发生NO→NO2→HNO3,HNO3随雨水进入土壤,为植被提供了丰富的氮肥。
知识点　氮的氧化物的性质及有关计算【重点释疑】1.NO和NO2性质的对比
2.氮的氧化物溶于水的计算(1)原理解答氮的氧化物溶于水的计算问题首先明确原理,无论是单一气体(NO2),还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体,反应的实质是3NO2+H2O====2HNO3+NO,2NO+O2 ====2NO2,故若有气体剩余只能是NO或O2,不能是NO2。
(2)方法——加合式法①NO2和O2混合气体溶于水的计算由4NO2+O2+2H2O====4HNO3可知:
②NO与O2同时通入水中2NO+O2====2NO2、3NO2+H2O====2HNO3+NO总的化学方程式为4NO+3O2+2H2O====4HNO3可知:
③NO2、NO、O2三种混合气体通入水中:a.可先将NO和O2转化为NO2,再按上述各种情况分别处理。b.也可先将NO2和H2O反应转化为NO,再按4NO+3O2+2H2O ====4HNO3情况处理。
【知识拓展】氮的氧化物溶于水的计算的其他方法(1)原子守恒法4NO2+O2和4NO+3O2从组成上均相当于2N2O5的组成,都与N2O5+H2O====2HNO3等效。当NO、NO2、O2的混合气体溶于水时利用混合气体中N、O原子个数比进行分析判断。
(2)电子守恒法NO与O2的混合气体通入水中发生反应:2NO+O2====2NO2、3NO2+H2O====2HNO3+NO,在这当中,存在着NO向NO2转化、NO2向HNO3转化的同时又生成NO的循环反应。但总体来讲,NO→HNO3,N的化合价升高是由于被O2氧化,因此可写出
在氧化还原反应中得失电子数必然相等。
【思考·讨论】　(1)要使充满NO2和O2混合气体的试管倒扣水槽中,让水充满试管,必须按什么样的体积比混合? 提示:由3NO2+H2O====2HNO3+NO和2NO+O2====2NO2得4NO2+O2+2H2O====4HNO3,即当NO2和O2的体积比为4∶1时可完全溶于水。
(2)将10 mL充满NO2和O2的混合气体的试管,倒置在水槽中,反应停止后试管内剩余2 mL的无色气体,则原混合气体中O2为多少毫升?
提示:①若剩余的是NO,由反应3NO2+H2O====2HNO3+NO,得NO2体积为2 mL×3=6 mL。则原有O2体积为(10 mL-6 mL)× =0.8 mL。 ②若剩余的是O2,则有10 mL-2 mL=8 mL NO2和O2的混合气体按反应4NO2+O2+2H2O====4HNO3进行。所以NO2的体积为8 mL× =6.4 mL,O2体积为10 mL-6.4 mL=3.6 mL。
【案例示范】【典例1】下列对NO、NO2的描述,不正确的是(　　)A.NO2是红棕色气体,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直接化合而得到C.NO、NO2在一定条件下可相互转化,且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物D.NO、NO2都有毒,且NO是汽车尾气的有害成分之一
【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1) N2和O2直接化合得到NO,不能得到NO2。(2)NO与NO2均不是酸性氧化物。
【解析】选B。NO2是红棕色气体,易溶于水,与水发生反应:3NO2+H2O====2HNO3+NO,由于反应前后元素的化合价发生了变化,因此NO2不是酸性氧化物,A正确;NO不溶于水,可以用排水法收集,由于N2性质稳定,室温下不容易反应,但在放电时可由N2和O2直接化合而得到,B错误;NO与氧气发生反应会产生NO2;NO2溶于水反应产生
硝酸和NO,因此二者在一定条件下可相互转化,且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物,C正确;NO、NO2都有毒,且在汽车发动时,在电火花作用下N2和O2化合产生NO,NO是汽车尾气的有害成分之一,D正确。
【易错提醒】(1)NO不能和碱反应,是不成盐化合物;NO2和碱反应化合价发生了变化,所以二者均不是酸性氧化物。(2)N2和O2反应,不管量和条件如何变化,均只能生成NO。
【典例2】(2019·郑州高一检测)将盛有1 ml NO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中,再通入0.4 ml O2,充分反应后,整个试管充满水。则原混合气体中NO与NO2体积比为(　　)A.1∶2　　　B.2∶5　　　C.3∶7　　　D.无法确定
【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)NO2与O2混合物完全溶于水的比值为4∶1。(2)NO与O2混合物完全溶于水的比值为4∶3。
【解析】选C。设1 ml NO和NO2的混合气体中有a ml NO和(1-a) ml NO2,根据4NO+3O2+2H2O====4HNO3和4NO2+O2+2H2O====4HNO3可得: 所以a=0.3,V(NO)∶V(NO2)=3∶7。
　【母题追问】(1)1 ml NO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中剩余气体0.4 ml,则NO与NO2体积比为多少?
提示:1∶9。设n(NO2)=a ml 3NO2+H2O====2HNO3+NO　　　气体减少3 ml　　　　　 1 ml　　　2 mla ml　　　　　　　　(1-0.4)mla=0.9故NO与NO2体积比为1∶9。
(2)1 ml NO和NO2混合气体中两者体积之比为1∶1,试管倒立于盛满水的水槽中,为使整个试管充满水,需通入多少 O2?
提示:0.5。通入的氧气的物质的量为 ×0.5 ml+ ml=0.5 ml。
【迁移·应用】1.科学家研究发现SARS病毒的全部基因组组分都可以在蝙蝠的粪便里找到,且SARS样冠状病毒基因内部多个位点频繁重组。
病毒学研究证实,一氧化氮对SARS病毒有直接抑制作用。下列关于一氧化氮的叙述正确的是(　　)A.一氧化氮是一种红棕色的气体B.常温常压下,一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合C.一氧化氮可以由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到D.一氧化氮易溶于水,不能用排水法收集
【解析】选C。A项,NO是无色气体,NO2是红棕色气体;B项,NO与O2能直接发生化合反应2NO+O2====2NO2;C项,N2+O2 2NO;D项,NO不溶于水,可用排水法收集。
2.如图所示,室温下向盛有3.0 mL NO的试管中缓缓通入1.5 mL O2(所有气体体积均在标准状况下测定)。试回答下列问题:世纪金榜导学号
(1)写出观察到的现象:①__________________________; ②__________________________; ③__________________________。 (2)最终试管中剩余的气体是________,体积为________。 
【解析】通入的O2与NO发生反应生成NO2:2NO+O2====2NO2,所以看到有红棕色气体生成;生成的NO2溶于水:3NO2+H2O====2HNO3+NO。两个反应的总方程式为4NO+3O2+2H2O====4HNO3。气体被消耗,所以看到试管内液面上升;根据总反应方程式可以计算出,氧气全部反应,剩余NO的体积是1.0 mL,NO为无色气体,这是可观察到的第三个现象。
答案:(1)①通入O2后试管内气体变为红棕色　②试管内液面升高　③最后试管内剩余一种无色气体　(2)NO　1.0 mL
【补偿训练】　　将盛有N2和NO2混合气体的试管倒立于水中,经过足够长的时间后,试管内气体的体积缩小为原来的一半,则原混合气体中N2和NO2的体积比是(　　)A.1∶1　　　B.1∶2　　　C.1∶3　　　D.3∶1
【解析】选C。将试管倒立于水中,只有NO2和H2O反应,生成的NO与不反应的N2为剩余气体。设原气体的体积为V,NO2的体积为x,根据差量法求解:3NO2+H2O====2HNO3+NO　　ΔV减3　　　　　　　 1　　2x　　　　　　　　　　　
解得:x= V(N2)=V- 故
【素养提升】中国汽车销量增长幅度很大,同时也带来了空气污染。汽车尾气转化装置里,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。
(1)汽车尾气的主要污染成分包括哪些?(2)由图分析写出汽车尾气转化装置里发生的反应?在反应中氮的氧化物分别表现什么性质?(3)由图可以推出NO和O2必须在催化剂表面才能反应吗?(4)汽车尾气的排放有哪些危害?
【解析】(1)汽油不完全燃烧生成CO,放电条件下氮气与氧气反应生成NO,部分NO与氧气反应生成NO2,故尾气的主要污染物为CO、NO2、NO等;(2)由过程图中进出的物质可知,发生的反应为2NO+O2====2NO2, 2NO2+4CO 4CO2+N2,第一个反应中NO表现还原性,第二个反应中NO2表现氧化性;(3)NO和O2在空气中就能迅速反应
生成NO2;(4)汽车尾气被人吸收造成伤害,排入大气会引起光化学烟雾、硝酸型酸雨等。
答案:(1)CO、NO2、NO等　(2)发生的反应为2NO+O2====2NO2,NO表现还原性;2NO2+4CO 4CO2+N2,NO2表现氧化性　(3)不对,NO和O2在空气中就能迅速反应生成NO2　(4)汽车尾气被人吸收造成伤害,排入大气会引起光化学烟雾、硝酸型酸雨等