【课件】氮气与氮的固定+一氧化氮和二氧化氮课件2022-2023学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册.pptx

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1课时氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮 叶绿素结构中国梦 禾下乘凉梦水稻长得有高粱那么高子粒有花生米那么大充足的氮元素能使植物枝繁叶茂，光合作用增强，提高产量和质量袁隆平团队宣布：试验田水稻双季亩产突破1500公斤自然界中的氮元素自然界中的氮元素氮元氮元素素动植物蛋白质动植物蛋白质土壤海洋中硝酸土壤海洋中硝酸盐和铵盐盐和铵盐空气中的氮气空气中的氮气氮元素在元素周期表中的位置 氮元素位于元素周期表的第二周期，VA族N原子结构+72 5 氮原子的最外层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子一般通过共用电子对与其他原子结合一、氮气(1)氮气的物理性质颜色状态气味密度溶解性_气体_ 密度与空气接近_溶于水无色无味难二、自然固氮N2拆开拆开1mol物物质所需要的能量所需要的能量N2O2Cl2H2946 KJ498 KJ243 KJ436 KJ稳定稳定N2 含氮化合物氮的固定：将大气中游离态的氮（N2）转化为氮的化合物的过程N2HNO3（雷雨发庄稼）还需要哪些物质参与？二、自然固氮【实验室固定】资料卡片：常见氮氧化物的性质N2O 无色有甜味气体，能溶于水，高温分解为N2和O2 NO 无色无味有毒气体，在空气中易被氧化，不溶于水N2O3 无色有毒气体，常压下即分解为NO和NO2NO2 红棕色有刺激性气味的有毒气体，与水会反应N2O5 固体，高于室温时会分解N2+O2=？猜想猜想NO NO2猜想猜想N2O3 NO2猜想猜想 NO2任务一：任务一：请写出涉及的化学反应方程式。

N2+O2 2NO放电或高温=2NO+O2=2NO2二、自然固氮颜色状态气味密度溶解性毒性_气体_ 与空气接近_溶于水无色无味难有毒颜色状态气味密度溶解性毒性_气体_ 大于空气_溶于水刺激性气味易有毒红棕色【实验【实验5-5】实验实验装置装置 实验操作操作在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹，观察现象，然后再振荡注射器现象象_,振荡后_无明显现象无明显现象无色气体变红棕色无色气体变红棕色红棕色变为无色红棕色变为无色检测注射器内溶液的检测注射器内溶液的pH值NO2+H2O=？HNO3+4+5N2？NO？【思考】如何检验【思考】如何检验NO气体？气体？请写出试验中涉及到的化学反应方程式3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO+O2=2NO2【思考】如果要将注射器中的NOx充分转化成硝酸，可以采取什么措施？（工业制硝酸）（工业制硝酸）【思考】【思考】1.如果试管中是纯净的如果试管中是纯净的NO2，水面上升的位置？，水面上升的位置？2.继续通入氧气，水面位置如何变化如何？继续通入氧气，水面位置如何变化如何？3.能否让水充满整个试管，若能，能否让水充满整个试管，若能，NO2与与O2之间存在怎样的定量关系？之间存在怎样的定量关系？充满液体后充满液体后硝酸的浓度是（已知该条件下气体摩尔体积为硝酸的浓度是（已知该条件下气体摩尔体积为Vm)？4.如果量筒中装的是如果量筒中装的是NO呢呢?充满液体后充满液体后硝酸的浓硝酸的浓度是（已知该条件下气体摩尔体积为度是（已知该条件下气体摩尔体积为Vm)？5、20mlNO2与与NO混合气体倒立水中，最后剩余混合气体倒立水中，最后剩余10ml气体，求原混合气体中气体，求原混合气体中NO2与与NO的体积各的体积各为多少？为多少？6、将将10 mL充满充满NO2和和O2的混合气体的试管，倒置在水的混合气体的试管，倒置在水槽中，反应停止后试管内剩余槽中，反应停止后试管内剩余2 mL的无色气体，求原混的无色气体，求原混合气体中合气体中NO2和和O2各多少毫升？各多少毫升？(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。

思考与讨论】工业生产硝酸的启示 NO与O2同时通入水中 2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO 3+2 总的化学方程式为 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 【思考与讨论】工业生产硝酸的启示 NO2和O2混合气体溶于水的计算 3NO2+H2O=2HNO3+NO 2NO+O2=2NO2 2+总的化学方程式为 4NO2+O2+2H2O=4HNO3【思考与讨论】工业生成硝酸的启示(1)NO和NO2分别采用什么方法收集？(2)NO2转化为NO的变化中，NO2只能作氧化剂吗?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思考与讨论】1、应如何收集、应如何收集NO和和NO2气体？气体？3、如何区分、如何区分NO2气体与气体与Br2蒸气？请至少列举两种方法蒸气？请至少列举两种方法思考】A通入水中，通入水中，NO2溶于水发生反应后溶液溶于水发生反应后溶液无色无色，而溴而溴蒸气溶于水溶液呈蒸气溶于水溶液呈橙色橙色B通入通入AgNO3溶液，有溶液，有淡黄色淡黄色沉淀生成的为溴蒸气沉淀生成的为溴蒸气。

C通入通入CCl4有机溶剂中，能溶于有机溶剂中，能溶于CCl4而且而且CCl4溶液呈溶液呈橙红色橙红色的为的为Br2(气气)2、NO2 是硝酸的酸酐吗？是硝酸的酸酐吗？性 质NONO2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不反应(难溶于水)3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO+O2=2NO2不反应铜与稀硝酸反应铜与浓硝酸反应常用排水法常用向上排空气法2NO2 N2O4导致光化学烟雾和酸雨，破坏臭氧层有毒（跟血红蛋白结合）有毒【总结】氮循环后来他从勒夏特列高温高压条件合成氨的研究中获得启示，经历了无数次失败和艰难探索后，终于在1909年7月，在600、约20MPa和稀有金属锇或铀作催化剂条件下，实现每小时生成80g氨，且能耗较低人工固氮德国工业化学家 哈伯 哈伯利用电弧作用进行高压放电固氮研究 N2NONH3O2H2氧化还原，但实际效果不理想哈伯的研究中反应后氨的含量超过6%，具备了工业化生产的可能性人工固氮德国工业化学家 博施为了寻找到经济合适的催化剂，博施和他的同事们进行了上万次的实验，最后选定含碱金属化合物的铁催化剂。

另一项攻关项目是建造能够耐高温、高压的合成氨装置，经过不懈的努力，终于在1913年建成了世界上第一个合成氨工厂，年产量约7000t，很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题，哈伯和博施因在合成氨上的贡献均获得诺贝尔化学奖请写出涉及到的化学反应方程式思考与交流】写出有关化学方程式:N2NH3:_NH3NO:_NONO2:_NO2HNO3:_4NH3+5O2 4NO+6H2O2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO N2+3H2 2NH3高温高压催化剂氮循环NO和CO NOX在光照条件下，在光照条件下，NO2还能使氧气经过复杂的反应生成臭氧，还能使氧气经过复杂的反应生成臭氧，臭氧与空气中的一些碳氢化合物发生作用，产生一种有毒臭氧与空气中的一些碳氢化合物发生作用，产生一种有毒的烟雾光化学烟雾光化学烟雾 写出汽车尾气转化器中可能发生的化学方程式COCxHyNxOy3000kg300kg150kg每千辆汽车每天排放量+5+4+2 0 -3化合价 物质类别 单质单质 氧化物氧化物 酸酸 盐盐 氢化物N2 NONO2 HNO3 NO3-NH4+NH3 还原法 氧化法NO2-碱液法碱液法CO、C、H2、NH3Cl2、O3、H2O2、KMnO4、【交流与讨论】：如何运用氧化还原原理对汽车尾气中的【交流与讨论】：如何运用氧化还原原理对汽车尾气中的氮氧化物氮氧化物进行进行 无害化处理？无害化处理？Mg3N2N2+3Mg Mg3N2点燃【总结】。