氮及其氧化物课件(课件)-高一化学同步教学精品课(人教版2019必修第二册)
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铜与浓硝酸反应
常用排水法
常用向上排空气法
2NO2 导致光化学烟雾和酸雨，破坏臭氧层
N2O4
(1)氮原子与其他原子只能形成共价键，不能形成离子键( × ) (2)氮的固定中氮元素一定被氧化( × ) (3)工业上将NH3转化为其他铵态化肥属于人工固氮(× ) (4)N2和足量的O2在放电条件下会生成NO2(× )
2NO＋O2====2NO2（红棕色） 雷雨发庄稼 N2 → NH4+
合成氮肥
人工固氮
合成氨
1909年，德国化学家哈伯经过反复的实验研究后发现，在 500~600℃、17.5~20.0MPa和锇为催化剂的条件下，反应后 氨的含量可达到6%以上，具备了工业化生产的可能性。
为了把哈伯合成氨的实验室方法转化为规模化的工业生产，
解析：N2在空气中的体积含量约为4/5，C项错误。
2.氮气的化学性质
在高温、放电等条件下，氮分子获得了足够的能量，使氮氮三键断 裂，氮气能够与镁、氧气、氢气等物质发生化合反应。
①还原性 N2 + O2
②氧化性
高温或放电
2NO
a在点燃条件下与 Mg 反应：
bN2 与 H2 反应生成 NH3 ：
N2 + 3Mg 点燃 Mg3N2
二、氮气
1.物 理 性 质
颜色 _无__色__
状态 气体
气味 _无__味__
密度
溶解性
密度与空气接近 _难__溶于水
其他成分1% 氧气21%
氮气 熔点：-210 ℃
氮气78%
空气成分示意图
沸点：-196 ℃ 密度：1.25 g/L
思考：请写出氮气的电子式和结构式？
电子式
结构式
氮分子内两个氮原子间以氮氮三键结合，断开该化学键需要较 多的能量，所以氮气的化学性质很稳定，通常情况下很难与其 他物质发生化学反应。因此无法被大多数生物体直接吸收。
现 象
_无__明__显__现__象__
_无__色__气__体__变__红__棕__色__，振荡 后_红__棕__色__变__为__无__色___
实验现象分析： 现象一：无色气体变红棕色 NO → NO2
2NO + O2 = 2NO2 现象二：红棕色变为无色 NO2 → NO
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO (工业制取硝酸)
德国工程师博施作出了重要贡献。由于合成氨工业生产的实
现和相关研究对化学理论与技术发展的推动，哈伯和博施都
哈伯
获得了诺贝尔化学奖。
(F.Haber，1868-1934)
四.一氧化氮与二氧化氮
1. 不同价态的氮的氧化物氧化物N2ONON2O3NO2
N2O4
N2O5
对应氮的化合价 ＋1
＋2
＋3
＋4
＋4
＋5
N2O俗称笑气，具有麻醉作用
2.一氧化氮 NO
实验室如何
（1）物理性质
收集 NO ?
无色有毒、不溶于水，密度比空气略
大，有毒气体。
（2）化学性质
排
2NO + O2 2NO2
水
红棕色
法
收
（3）制备：
常温下，极容易与氧气反应。 集
3Cu + 8HNO3(稀)= 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O
+ O2 + H2O
【总结】
性质
物理性质 毒性
与水反应 与氧气反应 实验室制备 收集方法
其他 对环境影响
NO
NO2
无色、无味的有毒气体，难溶于水 红棕色、有刺激性气味的有毒气体
有毒（跟血红蛋白结合）
有毒
不反应(难溶于水) 2NO+O2====2NO2
铜与稀硝酸反应
3NO2+H2O====2HNO3+NO 不反应
牛刀小试
【例1】下列关于N2的说法错误的是( C )
A．通常情况下 N2 性质很稳定，所以 N2 可在电焊时作保护气 高温
B．反应 N2＋O2=====2NO 是汽车尾气造成污染的主要原因之一 C．N2 的质量约占空气总质量的45
点燃 D．在反应 3Mg＋N2=====Mg3N2 中，N2 作氧化剂
高温、高压
N2 + 3H2 催化剂 2NH3
三、氮的固定
(1) 含义 将大气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程叫做氮的固定。
(2) 分类
高能固氮(如雷雨天气N2转化为NO)
自然固氮
生物固氮(如豆科植物的根瘤菌固氮)
分类
合成氨(工业上合成氨) 人工固氮
仿生固氮(某些金属有机化合物可起到根瘤菌的作用)
结论：在一定条件下，NO 与 NO2 可以相互转化。
“实验5-5”发生了哪些化学反应 ? 如果将注射器中的 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 ?
2NO + O2 = 2NO2
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 2NO + O2 = 2NO2
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
2.最新病毒学研究证实，一氧化氮对SARS病毒有直接的抑制作用。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
NO是无色气体，不溶于水，易与O2化合生成NO2，在放电的条件下 N2与O2化合生成NO。
M g.mol-1
M=m/n
n 摩尔（mol）
Na
6.02X1023mol-1
n=N/M
THANK YOU
NO NO是人体内的“信号分子”可以舒张血管，抗氧化
3.二氧化氮 NO2 （1）物理性质： 红棕色、有剌激性气味的有毒气体，密度
比空气大，易液化，易溶于水。
实验室如何收 集 NO2 ?
向上排空气法
（2）、化学性质：
【实验5-5】 探究NO2与水的反应
【实验5-5】
实 在一支50 mL的注射器里充 打开弹簧夹，快速吸入10 验 入 20 mL NO，然后吸入 5 mL空气后夹上弹簧夹，观 操 mL 水，用乳胶管和弹簧夹 察现象，然后再振荡注射 作 封住管口，振荡注射器； 器。
一、氮元素的结构与存在
1.结 构
原子结构
+7 2 5
氮元素位于元素周期表的第二
N
周期，VA族。
氮原子的最外层有5个电子，不容易 失去5个电子，而容易得到3个电子。一 般通过共用电子对与其他原子结合。
2.存 在 在自然界中，氮既有游离态又有化合态。
①游离态：在自然界里，氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中 ②化合态：部分存在于生物的蛋白质中、以及土壤、海洋中的硝酸盐 和铵盐。
高一化学人教版（2019）必修第二册 第五章 化工生产中的重要非金属元素
第五章 化工生产中的重要非金属元素
第二节 氮及其化合物
第一课时 氮及其氧化物
一整杯氮气啤酒里面，大约会产生 3000000 个氮气气泡，口感丝滑 氮气是惰性气体，化学性质很稳定，能更好的 保存啤酒自身风味，
在超临界状态下，通过氮气物理发泡将颠覆性的弹力 赋能于鞋中底，带来高回弹缓震功能，能量回归率达 86.8%；
(5)镁条在空气中燃烧时，可以与O2、N2、CO2等反应生成MgO、Mg3N2、C
(√ )
C 1．下列说法不正确的是(
)
A．豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮是化学变化
B．汽车尾气中排放的氮氧化合物是由游离态氮转化来的
C．化石燃料燃烧通常不释放出氮氧化合物
D．植物秸秆燃烧时放出氮氧化合物，参与了氮的循环
3.下列有关NO2的说法中正确的是 A.NO2能与水反应生成硝酸，在反应中NO2只是还原剂 B.除去O2中混有的NO2，可将混合气体通过水，将NO2溶解 C.NO2与溴蒸气的鉴别可用NaOH溶液，溶于NaOH溶液得无色溶液的是
NO2，得橙色溶液的为溴蒸气
√D.在NO2与水的反应中氧化剂与还原剂的质量之比为1∶2
常用排水法
常用向上排空气法
2NO2 导致光化学烟雾和酸雨，破坏臭氧层
N2O4
(1)氮原子与其他原子只能形成共价键，不能形成离子键( × ) (2)氮的固定中氮元素一定被氧化( × ) (3)工业上将NH3转化为其他铵态化肥属于人工固氮(× ) (4)N2和足量的O2在放电条件下会生成NO2(× )
2NO＋O2====2NO2（红棕色） 雷雨发庄稼 N2 → NH4+
合成氮肥
人工固氮
合成氨
1909年，德国化学家哈伯经过反复的实验研究后发现，在 500~600℃、17.5~20.0MPa和锇为催化剂的条件下，反应后 氨的含量可达到6%以上，具备了工业化生产的可能性。
为了把哈伯合成氨的实验室方法转化为规模化的工业生产，
解析：N2在空气中的体积含量约为4/5，C项错误。
2.氮气的化学性质
在高温、放电等条件下，氮分子获得了足够的能量，使氮氮三键断 裂，氮气能够与镁、氧气、氢气等物质发生化合反应。
①还原性 N2 + O2
②氧化性
高温或放电
2NO
a在点燃条件下与 Mg 反应：
bN2 与 H2 反应生成 NH3 ：
N2 + 3Mg 点燃 Mg3N2
二、氮气
1.物 理 性 质
颜色 _无__色__
状态 气体
气味 _无__味__
密度
溶解性
密度与空气接近 _难__溶于水
其他成分1% 氧气21%
氮气 熔点：-210 ℃
氮气78%
空气成分示意图
沸点：-196 ℃ 密度：1.25 g/L
思考：请写出氮气的电子式和结构式？
电子式
结构式
氮分子内两个氮原子间以氮氮三键结合，断开该化学键需要较 多的能量，所以氮气的化学性质很稳定，通常情况下很难与其 他物质发生化学反应。因此无法被大多数生物体直接吸收。
现 象
_无__明__显__现__象__
_无__色__气__体__变__红__棕__色__，振荡 后_红__棕__色__变__为__无__色___
实验现象分析： 现象一：无色气体变红棕色 NO → NO2
2NO + O2 = 2NO2 现象二：红棕色变为无色 NO2 → NO
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO (工业制取硝酸)
德国工程师博施作出了重要贡献。由于合成氨工业生产的实
现和相关研究对化学理论与技术发展的推动，哈伯和博施都
哈伯
获得了诺贝尔化学奖。
(F.Haber，1868-1934)
四.一氧化氮与二氧化氮
1. 不同价态的氮的氧化物氧化物N2ONON2O3NO2
N2O4
N2O5
对应氮的化合价 ＋1
＋2
＋3
＋4
＋4
＋5
N2O俗称笑气，具有麻醉作用
2.一氧化氮 NO
实验室如何
（1）物理性质
收集 NO ?
无色有毒、不溶于水，密度比空气略
大，有毒气体。
（2）化学性质
排
2NO + O2 2NO2
水
红棕色
法
收
（3）制备：
常温下，极容易与氧气反应。 集
3Cu + 8HNO3(稀)= 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O
+ O2 + H2O
【总结】
性质
物理性质 毒性
与水反应 与氧气反应 实验室制备 收集方法
其他 对环境影响
NO
NO2
无色、无味的有毒气体，难溶于水 红棕色、有刺激性气味的有毒气体
有毒（跟血红蛋白结合）
有毒
不反应(难溶于水) 2NO+O2====2NO2
铜与稀硝酸反应
3NO2+H2O====2HNO3+NO 不反应
牛刀小试
【例1】下列关于N2的说法错误的是( C )
A．通常情况下 N2 性质很稳定，所以 N2 可在电焊时作保护气 高温
B．反应 N2＋O2=====2NO 是汽车尾气造成污染的主要原因之一 C．N2 的质量约占空气总质量的45
点燃 D．在反应 3Mg＋N2=====Mg3N2 中，N2 作氧化剂
高温、高压
N2 + 3H2 催化剂 2NH3
三、氮的固定
(1) 含义 将大气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程叫做氮的固定。
(2) 分类
高能固氮(如雷雨天气N2转化为NO)
自然固氮
生物固氮(如豆科植物的根瘤菌固氮)
分类
合成氨(工业上合成氨) 人工固氮
仿生固氮(某些金属有机化合物可起到根瘤菌的作用)
结论：在一定条件下，NO 与 NO2 可以相互转化。
“实验5-5”发生了哪些化学反应 ? 如果将注射器中的 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 ?
2NO + O2 = 2NO2
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 2NO + O2 = 2NO2
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
2.最新病毒学研究证实，一氧化氮对SARS病毒有直接的抑制作用。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
NO是无色气体，不溶于水，易与O2化合生成NO2，在放电的条件下 N2与O2化合生成NO。
M g.mol-1
M=m/n
n 摩尔（mol）
Na
6.02X1023mol-1
n=N/M
THANK YOU
NO NO是人体内的“信号分子”可以舒张血管，抗氧化
3.二氧化氮 NO2 （1）物理性质： 红棕色、有剌激性气味的有毒气体，密度
比空气大，易液化，易溶于水。
实验室如何收 集 NO2 ?
向上排空气法
（2）、化学性质：
【实验5-5】 探究NO2与水的反应
【实验5-5】
实 在一支50 mL的注射器里充 打开弹簧夹，快速吸入10 验 入 20 mL NO，然后吸入 5 mL空气后夹上弹簧夹，观 操 mL 水，用乳胶管和弹簧夹 察现象，然后再振荡注射 作 封住管口，振荡注射器； 器。
一、氮元素的结构与存在
1.结 构
原子结构
+7 2 5
氮元素位于元素周期表的第二
N
周期，VA族。
氮原子的最外层有5个电子，不容易 失去5个电子，而容易得到3个电子。一 般通过共用电子对与其他原子结合。
2.存 在 在自然界中，氮既有游离态又有化合态。
①游离态：在自然界里，氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中 ②化合态：部分存在于生物的蛋白质中、以及土壤、海洋中的硝酸盐 和铵盐。
高一化学人教版（2019）必修第二册 第五章 化工生产中的重要非金属元素
第五章 化工生产中的重要非金属元素
第二节 氮及其化合物
第一课时 氮及其氧化物
一整杯氮气啤酒里面，大约会产生 3000000 个氮气气泡，口感丝滑 氮气是惰性气体，化学性质很稳定，能更好的 保存啤酒自身风味，
在超临界状态下，通过氮气物理发泡将颠覆性的弹力 赋能于鞋中底，带来高回弹缓震功能，能量回归率达 86.8%；
(5)镁条在空气中燃烧时，可以与O2、N2、CO2等反应生成MgO、Mg3N2、C
(√ )
C 1．下列说法不正确的是(
)
A．豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮是化学变化
B．汽车尾气中排放的氮氧化合物是由游离态氮转化来的
C．化石燃料燃烧通常不释放出氮氧化合物
D．植物秸秆燃烧时放出氮氧化合物，参与了氮的循环
3.下列有关NO2的说法中正确的是 A.NO2能与水反应生成硝酸，在反应中NO2只是还原剂 B.除去O2中混有的NO2，可将混合气体通过水，将NO2溶解 C.NO2与溴蒸气的鉴别可用NaOH溶液，溶于NaOH溶液得无色溶液的是
NO2，得橙色溶液的为溴蒸气
√D.在NO2与水的反应中氧化剂与还原剂的质量之比为1∶2