5.2.1 氮和氮的氧化物(课件)-高一化学(人教版2019必修第二册)

酸酐 含氧酸
NO2 ＋4
N2O4 N2O5 ＋4 ＋5
酸酐 含氧酸
HNO2
HNO3
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氮的氧化物的物理性质
物质 颜色 NO 无色
状态 气体
气味 无味
NO2 红棕色 气体
刺激性
水溶性 _不__溶于水
_易__溶于水
收集方法 排水法
向上排空气
NO
NO2
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氮的氧化物的化学性质
【课本实验5-5】在一支50 mL 的注射器里充入20 mL NO,然后吸入5 mL 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 10 mL 空气后夹上弹簧夹，观察现象。振荡注射器，再观察现象。
电子守恒法
当NOx转化为硝酸时要失去电子，如果是NOx与O2混合，则反应中O2得到的电子 数与NOx失去的电子数相等。
原子个数比法
< 2 : 5 O2剩余
V(N):V(O)
= 2 : 5 恰好完全反应
> 2 : 5 NO剩余
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NO和NO2性质比较
NO
颜色
无色
毒性
有毒
溶解性
难溶于水
与O2或与 H2O反应 收集方法
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氮气的化学性质 但高温、高压、催化剂或者放电等条件下，可以和某些物质发生反应。
N2 + 3Mg N2 + O2 N2 + 3H2
Mg3N2 2NO 2NH3
氧化性 还原性 氧化性
以上反应中，氮气表现什么性？
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氮气的用途
化学性质不活泼——保护气
液氮——制造低温
食品包装中充氮气以防腐 灯泡中充氮气以延长使用寿命
2NO＋O2=2NO2 排水法
与人体、 ①与血红蛋白结合，使人中毒
环境的关系 ；②形成酸雨、光化学烟雾
NO2 红棕色 有毒 易溶于水
3NO2＋H2O=2HNO3＋NO
向上排空气法
形成酸雨、光化学烟雾
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【例4】下列关于氮及其化合物的说法正确的是A．AN2化学性质
稳定，可用作保护气B．NO、NO2均为大气污染气体，在大气 中可稳定存在C．NO、NO2均无色气体D．NO、NO2均能与水 发生反应
思考：NH3→NH3·H2O能称为氮的固定吗？
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自 然 界 中 氮 的 循 环
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【例1】下列关于氮气性质的说法中正确的是A．D点燃条件下，N2在氧
气中燃烧生成NOB．点燃时，N2与金属Mg反应生成Mg3N2，N2作还 原剂C．合成氨反应中，N2发生氧化反应D．氮气的化学性质稳定，其 原因是两个氮原子之间以共价三键结合
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)
结论：在一定条件下，NO 与 NO2 可以相互转化。
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氮的氧化物的化学性质
“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 ?
< 4 : 1 O2剩余
V(NO2):V(O2)
= 4 : 1 恰好完全反应 > 4 : 1 NO剩余
② NO2和O2的混合气体 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3
< 4 : 3 O2剩余
V(NO):V(O2)
= 4 : 3 恰好完全反应 > 4 : 3 NO剩余
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若把NOx与O2的混合气体通入水中会发生什么反应？剩余气体是什么？
2NO + O2 = 2NO2
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 2NO + O2 = 2NO2
+ O2
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3
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若把NOx与O2的混合气体通入水中会发生什么反应？剩余气体是什么？
关系式法
① NO2和O2的混合气体 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
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B 【例5】下列关于NO和NO2的说法正确的是A．NO2是红棕色气体，
与水反应生成硝酸，所以属于酸性氧化物B．NO2不能由N2和O2直接 化合得到C．NO和NO2均既可以用排空气法收集又可以用排水法收集 D．NO在空气中可以长久的存在
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【例6】四支相同试管分别充满下列气体：①NO2 ②SO2和Cl2(体积比1： 1) ③NO2和O2(体积比1：1) ④NH3和O2(体积比1：1)，把四支试管倒扣
【例3】下列反应中，不属于氮的固定的是A．DN2
和H2在一定条件下合成NH3B．豆科植物把空气中 的氮气转化为化合态的氮C．雷电时，空气中的N2 与O2反应生成NOD．由NH3制碳酸氢铵和尿素
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不同价态的氮的氧化物
氧化物
N2O
NO
N2O3
对应氮的化合价 ＋1 ＋2 ＋3
N2O俗称笑气，具有麻醉作用
液氮冰淇淋
利用液氮进行冷冻治疗
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氮气的用途
化肥和化工原料
氮肥
工业合成氨
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氮的固定 将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。
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)
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)
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
课时1 氮及氮的氧化物
知识导航
壹 氮的性质 贰贰 氮的氧化物
本节重点 本节难点
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氮的存在形式
空气中的氮气
土壤海洋中硝酸盐和铵盐
动植物蛋白质
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氮的物理性质
颜色 无色
状态 气体
气味 无味
密度 密度与空气接近，略小
其他成分1% 氧气21%
氮气78%
空气成分示意图
溶解性 难溶于水
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氮元素的位置与结构 （1）氮元素在元素周期表中的位置 第二周期，第 VA族
（2）写出氮气的电子式和结构式。
电子式
N

N
结构式 N
N
两个氮原子间以共价三键结合，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，通常难以与其它物质反应。
球棍模型
A 在水槽中，试管水面上升高度为h1、h2、h3、h4，它们的大小顺序为
A．h2＞h1＞h3＞h4
B．h2＞h1＞h4＞h3 C．h2＞h3＞h4＞h1 D．h2＞h3＞h1＞h4
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【例7】氮氧化物会严重污染大气，所以实验室必须对含有氮氧化物的废气 进行处理。用NaOH溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应方程式如下：① NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O ②2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O (1) 在反应①中，参加反应的氧化剂和还原剂的质量之比为__2__3_∶__1_5___。 (2) 在反应②中，氧化产物是_N__a_N__O__3，还原产物是N__a__N__O_2_(填化学式)。 (3) 在反应①②中，参加反应的NaOH均为2 mol时，两个反应转移电子数的
关系是①__＝______②(填“＞”“＝”或“＜”)。
课堂小结
谢谢观看
THANKS
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【例2】N2是空气的重要组成部分，因此有科学家根据蒸汽机的 原理，设计制造出液氮蒸汽机，即利用液态氮的蒸发来驱动机车，
从而达到环境保护的目的。其主要依据是A．A液态氮的沸点为-
195.8 ℃，远低于常温B．N2在空气中燃烧放热C．N2与H2反应 放热D．N2在空气中约占78%(体积分数)
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