第五章

化學(xué)生產(chǎn)中的重要非金屬元素第二節(jié)

氮及其化合物第1課時(shí)——氮與氮的氧化物1.自學(xué)教材：根據(jù)氮原子結(jié)構(gòu)推測(cè)氮元素存在形態(tài)

在自然界里，氮元素主要以氮分子的形式存在于空氣中，部分氮元素存在于動(dòng)植物體內(nèi)的蛋白質(zhì)中，還有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸鹽和銨鹽中；還存在于煤，石油等化石燃料當(dāng)中。

氮元素在自然界中既有游離態(tài)，有化合態(tài)一.氮與氮?dú)獾獨(dú)獾慕Y(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)式：電子式：2.從氮?dú)獾慕Y(jié)構(gòu)并推測(cè)氮?dú)獾男再|(zhì)氮分子內(nèi)兩個(gè)氮原子間以_______________結(jié)合，斷開(kāi)該化學(xué)鍵需要_______的能量，所以氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很

，通常情況下_________與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，無(wú)法被大多數(shù)生物體直接吸收。推測(cè)氮?dú)獾男再|(zhì)：共價(jià)三鍵(N≡N)較多穩(wěn)定很難氮?dú)庠诳諝庵械捏w積分?jǐn)?shù)為78%，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，這是為什么呢？(從化學(xué)鍵的角度分析)從氮?dú)忸悇e、價(jià)態(tài)推測(cè)氮?dú)獾男再|(zhì)從價(jià)態(tài)角度分析：有氧化性和還原性、非金屬通性

（化合價(jià)有-3、0、+1、+2、+3、+4、+5）從類別角度分析：非金屬單質(zhì)的通性N2+O2

2NO放電或高溫====N2+3H22NH3催化劑高溫、高壓N2+3Mg===Mg3N2點(diǎn)燃3：自學(xué)教材，推測(cè)氮?dú)獾男再|(zhì)討論：1.N2能與Na反應(yīng)嗎？Mg3N2能與水、鹽酸反應(yīng)嗎（2）分類01自然固氮a、雷電/大氣/高能固氮(如雷雨天氣N2轉(zhuǎn)化為NO)b、生物固氮(如豆科植物的根瘤菌固氮)a、合成氨

(工業(yè)上合成氨)b、仿生固氮(某些金屬有機(jī)化合物可起到根瘤菌的作用)02人工固氮4：自學(xué)教材，了解氮的固定⑴定義：

將大氣中_______的氮轉(zhuǎn)化為_(kāi)__________的過(guò)程叫做氮的固定。游離態(tài)含氮化合物1909年，德國(guó)化學(xué)家哈伯經(jīng)過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)研究后發(fā)現(xiàn)，在500~600℃、17.5~20.0MPa和鋨為催化劑的條件下，反應(yīng)后氨的含量可達(dá)到6%以上，具備了工業(yè)化生產(chǎn)的可能性。哈伯(F.Haber，1868-1934)為了把哈伯合成氨的實(shí)驗(yàn)室方法轉(zhuǎn)化為規(guī)?；墓I(yè)生產(chǎn)，德國(guó)工程師博施作出了重要貢獻(xiàn)。由于合成氨工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)和相關(guān)研究對(duì)化學(xué)理論與技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)，哈伯和博施都獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

合成氨是人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展史上的一項(xiàng)重大成就，為促進(jìn)世界農(nóng)業(yè)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。人工固氮合成氨科學(xué)史話用途

（1）化學(xué)性質(zhì)不活潑—保護(hù)氣焊接金屬時(shí)用氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)氣燈泡中充氮?dú)庖匝娱L(zhǎng)使用壽命食品包裝中充氮?dú)庖苑栏?：氮?dú)獾挠猛荆?）液氮—制造低溫用途

醫(yī)療上可在液氮冷凍麻醉?xiàng)l件下做手術(shù)超導(dǎo)材料在液氮的低溫環(huán)境下能顯示超導(dǎo)性能5：氮?dú)獾挠猛玖私獾卦谧匀唤缰械难h(huán)那么，氮氧化物(NOx)有哪些呢？性質(zhì)如何？光化學(xué)煙霧

N2ONON2O3NO2N2O4N2O5

N2NH3+l+2+3+4+4+5-30不同價(jià)態(tài)的氮的氧化物(笑氣)(酸性氧化物)酸酐(酸性氧化物)酸酐HNO2HNO3注意：1.N元素為變價(jià)元素，與S相似

2.酸酐：含氧酸失去水后的氧化物

二、

一氧化氮和二氧化氮1.物理性質(zhì)物質(zhì)顏色狀態(tài)氣味毒性水溶性特性NONO2無(wú)色無(wú)味紅棕色刺激性氣體氣體有毒有毒不溶易溶易液化

二、

一氧化氮和二氧化氮一氧化氮二氧化氮【實(shí)驗(yàn)5-5】(1)在一支50mL的注射器里充入20mLNO，觀察顏色：無(wú)色，然后吸入5mL水，用乳膠管和彈簧夾封住管口，振蕩注射器?，F(xiàn)象：注射器內(nèi)無(wú)明顯變化結(jié)論：。(2)打開(kāi)彈簧夾，快速吸入10mL空氣后夾上彈簧夾，現(xiàn)象：注射器內(nèi)氣體變?yōu)榧t棕色；結(jié)論：；振蕩注射器。現(xiàn)象氣體的紅棕色消失，得到無(wú)色溶液結(jié)論：。NO難溶于水NO和O2反應(yīng)生成NO2NO2和H2O發(fā)生反應(yīng)思考與討論：寫(xiě)出上述過(guò)程中的化學(xué)方程式2、一氧化氮和二氧化氮的相互轉(zhuǎn)化2NO+O2===2NO23NO2+H2O===2HNO3+NO(工業(yè)制取硝酸)NO2屬于酸性氧化物嗎？

二、

一氧化氮和二氧化氮討論：1.將裝滿NO分別通入水槽中，現(xiàn)象把上述兩個(gè)反應(yīng)式加起來(lái)，可以分別得到（總反應(yīng)）：4NO+3O2+2H2O===4HNO3實(shí)驗(yàn)探究：2.往試管中通入少量O2，現(xiàn)象3.若要整支試管充滿液體，

NO與O2應(yīng)該滿足怎么樣的比例，討論：1.將裝滿NO2通入水槽中，現(xiàn)象把上述兩個(gè)反應(yīng)式加起來(lái)，可以分別得到（總反應(yīng)）：4NO2+O2+2H2O===4HNO3實(shí)驗(yàn)探究：2.往試管中通入少量O2，現(xiàn)象3.若要整支試管充滿液體，NO2與O2應(yīng)該滿足怎么樣的比例，上述實(shí)驗(yàn)對(duì)工業(yè)上生產(chǎn)硝酸有什么啟示？小結(jié)

二、

一氧化氮和二氧化氮性質(zhì)2NO+O2===2NO23NO2+H2O===2HNO3+NO(工業(yè)制取硝酸)

1、

NO和NO2相互轉(zhuǎn)化2、

NO和NO2與氧氣、水同時(shí)作用4NO+3O2+2H2O===4HNO34NO2+O2+2H2O===4HNO3

方程式可以隨便相加嗎？實(shí)驗(yàn)探究：4.若氧氣通入少量，兩支試管所剩氣體分別是什么？

若氧氣通入足量，兩支試管所剩氣體分別是什么？NOx與氧氣通入水中，所剩氣體為NO或者O2

現(xiàn)有NO2、O2的混合氣體12mL，通入足量水中，充分反應(yīng)后剩余氣體2mL(同溫同壓下)，則原混合氣體中氧氣的體積是A.1.3mL B.2.4mLC.3mL D.4mL或1.2mL√