高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物公开课ppt课件

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1940 年至 1960 年间，在美国洛杉矶，发生了严重的有毒烟雾污染大气的事件-------光化学烟雾。那么光化学烟雾到底是什么，这一节课我们就来学习和光化学烟雾污染有关的一种物质----N。

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第一节 氮及其化合物

一、氮气的性质

（1）氮分子的结构：N2

双原子分子，无色无味、低沸点（-195.8℃），难溶于水（1体积水溶解0.02体积N2），密度比空气略小，占空气体积78%。

2、氮气的化学性质

①键能比较，N2 ：946KJ/mol；O2：493KJ/mol；Cl2：247KJ/mol。

由键能数据可以推测：氮气的化学性质很不活泼（稳定），但在获得了足够能量情况下，氮气还是能发生反应的。因此氮气发生反应的条件往往是高温或放电。

②化学性质

N2+ 3H2                  2 NH3

N2+O2           2NO

N2+3Mg          Mg3N2

2.氮的固定

自然界氮的固定三个主要途径、原理，分为生物固氮，大气固氮和工业固氮。

3.       认识氮在自然界的循环

工业合成氨为农作物为农作物的生长提供了必须的氮元素，为其他化工产品（如炸药、农药、染料等）的生产提供了重要原料。

二．一氧化氮和二氧化氮

N的氧化物的种类——它们都有毒，是大气污染物。N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5六种，其化合价分别是+1，+2，+3，+4，+4，+5。

1 .一氧化氮（NO）

①物理性质  无色、无味、有毒气体（和CO相同），难溶于水。

②化学性质  易被O2氧化为NO2 ，

2NO+O2         2NO2。

     ③与NH3反应：

6NO + 4NH3             5N2 + 6H2O表现氧化性.

     ④和O2、H2O:  4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3.

2.          二氧化氮（NO2）

①物理性质：红棕色、有刺激性气味的气体,易液化，易溶于水。

②化学性质：

（1）难被氧化，易与水反应生成HNO3和NO，

3NO2+H2O ==2HNO3+NO。

（2）NO2的尾气用NaOH溶液吸收，

2NO2+ 2NaOH ==NaNO3+ NaNO2 +H2O。

（3）常温下易转化为N2O4，2NO2        N2O4。

(4)NO2具有较强的氧化性，可使湿润的KI淀粉试纸变蓝，还可将SO2氧化：NO2 + SO2 = SO3 + NO。

思考：①NO2和溴蒸气都是红棕色、有刺激性气味的气体，怎样加以区别？

【提示】由于NO2和Br2在性质上有不少相似性：①均有氧化性；②溶于水均有酸生成；③均可与碱反应；④均为红棕色等。所以不能用淀粉－KI试纸、pH试纸、NaOH溶液来鉴别，但二者性质又有差别。可以用下列方法鉴别：①AgNO3溶液；②CCl4；③用水洗法。

【实验5-5】

    如图5-10所示，在一支50mL的注射器里充入

20mLNO,然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住

管口，振荡注射器，观察现象，打开弹簧夹，快

速吸入10mL空气后夹上弹簧夹，观察现象，振荡

注射器，再观察现象。

实验现象：加入水后，注射器内水和NO的体积几乎没

有变化，吸入空气后，气体的体积减少。

反应方程式：2NO＋O2               2NO2，

            3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

思考与讨论：

   实验5-5中发生了哪些化学反应？如果要将注射器中的NO充分转化，可以采取什么措施？上述实验对工业生产硝酸有什么启示？

4、①氮的氧化物溶于水的计算

有关化学反应方程式

3NO2＋H2O===2HNO3＋NO   ①

2NO＋O2 === 2NO2            ②

所以①x2+②得   4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3  ③

②x3+①x2得    4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3④

也就是按此比例的气体可以和水完全反应生成硝酸。

②值得注意的是：4NO2+O2和4NO+3O2从组成上均相

当于2N2O5的组成。即③④两情况中的总反应式都与

N2O5+H2O===2HNO3等效。这不仅是记忆③④二式的方法，也为上述问题的解法提供了新的思路，即利用混合气体中的N、O原子个数比进行分析判断：

          N∶O＜2∶5　O2剩余

          N∶O＝2∶5　完全反应

          N∶O＞2∶5　NO剩余

③如果不是恰好反应，则剩余气体只可能是氧气或NO，不可能剩余NO2(为什么？)

5．氮氧化物对环境的污染

(1)光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。

(2)酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。

(3)破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。

(4)NO与血红蛋白结合使人中毒。

知识梳理：1.氮气的化学性质

2NO+O2 ==2NO2。

N2+ 3H2              2 NH3

N2+3Mg==Mg3N2

2.氮的氧化物-----NO和NO2

有关化学反应方程式

3NO2+H2O===2HNO3+NO  ①

2NO+O2===2NO2   ②

4NO2+O2+2H2O＝4HNO3   ③

4NO+3O2+2H2O===4HNO3 ④

课后练习：

1.NO吸收治疗法可快速改善SARS重症患者的缺氧状况，缓解病情，病毒学研究同时证实，NO对SARS病毒有直接抑制作用。下列关于NO的叙述正确的是(　　)

A．NO是一种红棕色气体

B．常温常压下，NO不能与空气中的氧气直接化合

C．含等质量的氧元素的NO和CO的质量相等

D．NO难溶于水，可以用排水法收集

解析：NO是一种无色难溶于水的气体，可以用排水法收集；常温常压下，NO易与氧气直接化合生成NO2。

答案：D

2.汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物质，这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。反应的化学方程式可表示为__________________________________.

答案：2xCO＋2NOx           2xCO2＋N2

3.汽油中氮元素及其微量，为什么汽车排放的尾气中因含有氮的氧化物，而污染大气，造成产生氮的氧化物的主要原因是 （   ）

A．燃烧含氮化合物燃料引起的  

B．燃烧含铅汽油引起的

C．是由于燃烧不充分引起的   

D．是在气缸中N2被氧化生成的

解析：汽车排放的尾气中因含有氮的氧化物而污染大 气产生氮的氧化物的主要原因是在汽缸中N2被氧化生成的。   

答案为D。

4.一定温度和压强下，将装有N2和NO2混合气体的试管倒立在水中，经足够时间后，试管内气体体积缩小为原体积的3/5，则混合气体中N2和NO2的体积比为(     )

A．2∶3     B．3∶2       C．3∶5       D．5∶3

解析：3NO2+H2O=2HNO3+NO，所以设N2为a体积，NO2为b体积，则总体积为a+b。反应后为a+（1/3）b ，因为试管内气体的体积缩小为原体积的3/5；所以 [a+（1/3）b ]/（a+b）=3/5，a：b=2：3

答案为：A

5.下列反应起了氮的固定作用的是（     ）

 A、N2、H2在一定条件下反应生成NH3          

 B、NH3经催化剂氧化生成NO

C、NO与O2反应生成NO2               

D、由NH3制碳铵和硫铵

解析：将空气中游离态的氮转变为氮的化合物的方法，统称氮的固定。

答案为:A

课堂小结

1.知道N2的分子结构和电子式；

2.熟记氮气常见的化学反应；

3.对于NO和NO2，熟悉和水的有关反应和化学方程式；

板书

一、氮气的性质

二、一氧化氮和二氧化氮