第五章第一節(jié)氮及其化合物第1課時

氮氣和氮的氧化物學習目標1.通過分析氮的原子結構,推斷含氮物質可能的化學特性2.通過實驗探究，了解一氧化氮與氧氣的反應，二氧化氮與水的反應等性質，3.通過了解氮的固定，認識化學對社會和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要作用

游離態(tài)在自然界里，氮元素主要以氮分子的形式存在于空氣中少部分存在于生物的蛋白質中、以及土壤、海洋中的硝酸鹽和銨鹽。

化合態(tài)一、氮的存在形式土壤海洋中硝酸鹽和銨鹽空氣中的氮氣動植物蛋白質

氮氣熔點：-210℃

沸點：-196℃

密度：1.25g/L氮氣78%1.無色、無味的氣體，密度與空氣接近，難溶于水。二、氮氣的物理性質氮氣在低溫加壓時可以液化形成液氮，液氮汽化會吸熱使溫度降低。2.液氮的用途食物保鮮（作保護氣）作制冷劑氮氣利用液氮進行冷凍治療提示：氮元素位于元素周期表的第二周期、第

族，氮元素的非金屬性比氧元素

，比碳元素

，硝酸的酸性比磷酸

。ⅤA弱強強5得失共用電子對

思考討論提示：氮元素原子最外層有

個電子，氮原子很難

電子形成離子鍵，一般通過

與其他原子相互結合構成物質。1.氮在元素周期表中位置如何？氮元素是典型的非金屬元素，其非金屬強弱如何？2.氮原子的原子結構如何？1.穩(wěn)定性氮分子內兩個氮原子間以氮氮三鍵結合，斷開該化學鍵需要較多的能量，所以氮氣的化學性質很穩(wěn)定。三、氮氣的化學性質雖然氮氣的化學性質很穩(wěn)定，但高溫、高壓、催化劑或者放電等條件下，可以和某些物質發(fā)生反應。N2+O22NON2+3H2

2NH3N2+3MgMg3N2

氮的固定：將大氣中游離態(tài)的氮轉化為含氮化合物的過程叫做氮的固定。分類自然固氮高能固氮(如雷雨天氣)生物固氮(如豆科植物的根瘤菌固氮)人工固氮合成氨(工業(yè)上合成氨)仿生固氮(某些金屬有機物可起到根瘤菌的作用)2.氮的固定N2+O22NO高溫或放電合成氨工業(yè)1909年，德國化學家哈伯經(jīng)過反復的實驗研究后發(fā)現(xiàn)，在500~600℃、17.5~20.0MPa和鋨為催化劑的條件下，反應后氨的含量可達到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驗室方法轉化為規(guī)?；墓I(yè)生產(chǎn)，德國工程師博施作出了重要貢獻。由于合成氨工業(yè)生產(chǎn)的實現(xiàn)和相關研究對化學理論與技術發(fā)展的推動，哈伯和博施都獲得了諾貝爾化學獎。合成氨是人類科學技術發(fā)展史上的一項重大成就。人工固氮合成氨五、自然界中氮的循環(huán)與固定氧化物N2O

NO

N2O3

NO2N2O4

N2O5

氮元素化合價+1+2+3+4+4+5六、氮的氧化物2.NO、NO2的物理性質1.常見氮氧化合物

NONO2物理性質無色、不溶于水紅棕色、有刺激性氣味的氣體，密度比空氣的大，易液化，易溶于水。收集方法排水法向上排空氣2NO+O22NO2(紅棕色）檢驗：通入氧氣，無色氣體變?yōu)榧t棕色常溫下易于氧氣反應：3.NO、NO2的化學性質NO2與水的反應操作在一支50mL的注射器里充入20mLNO，然后吸入5mL水，用乳膠管和彈簧夾封住管口，振蕩注射器①打開彈簧夾，快速吸入10mL空氣后夾上彈簧夾②振蕩注射器現(xiàn)象＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

①無色氣體變?yōu)椋撸撸撸?/p>

②＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿結論無明顯現(xiàn)象紅棕色紅棕色氣體逐漸變?yōu)闊o色，注射器活塞向左移動實驗現(xiàn)象和結論NO不溶于水，也不與水反應2NO+O2=2NO23NO2+H2O=

2HNO3+NO

（工業(yè)上利用其生產(chǎn)硝酸）所以在一定條件下，NO與NO2可以相互轉化。如果將注射器中的NO充分轉化，可以采取什么措施?

上述實驗對工業(yè)上生產(chǎn)硝酸有什么啟示？

不斷緩慢的通入氧氣（空氣）深度思考+O2+H2O3NO2+H2O=

2HNO3+NO2NO+O2=2NO22NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO問題思考將混合氣體通入盛有水的洗氣瓶，然后重新收集氣體。1.如何除去NO氣體中混有的少量NO2氣體雜質？2.NO2、NO均是污染性氣體，如何尾氣處理？①堿液吸收法2NO2＋2NaOH

NaNO3＋NaNO2＋H2ONO2＋NO＋2NaOH

2NaNO2＋H2O②催化轉化法2NOx+2xCON2+2xCO2催化劑

?NO和NO2性質比較NONO2顏色無色紅棕色毒性有毒有毒溶解性難溶于水易溶于水與O2或與H2O反應2NO＋O2=2NO23NO2＋H2O=2HNO3＋NO收集方法排水法向上排空氣法與人體、環(huán)境的關系①與血紅蛋白結合，使人中毒；②形成酸雨、光化學煙霧形成酸雨、光化學煙霧諺語“雷雨發(fā)莊稼”，你明白其中的化學道理嗎?N2+O22NO放電或高溫=======2NO+O2===2NO23NO2+H2O===2HNO3+NOHNO3+NH3===NH4NO3在新疆和青海交界處有一狹長山谷，人稱魔鬼谷，經(jīng)常電閃雷鳴，狂風暴雨，把人畜擊斃，然而谷內卻是牧草茂盛，四季常青，俗話說“雷雨發(fā)莊稼”這是為什么？課堂小結(1)氮元素有多種化合價，其最高正價為＋5價(

)(2)氮原子與其他原子只能形成共價鍵，不能形成離子鍵(

)(3)氮氣常用作焊接金屬、填充燈泡、保存食品的保護氣(

)(4)白磷(P4)在空氣中能自燃而氮氣能穩(wěn)定存在，說明磷元素非金屬性比氮元素強(

)(5)硝酸鹽在某些細菌作用下轉化成氮氣為自然固氮(

)(6)在高溫、高壓、催化劑條件下，1molN2與3molH2混合可生成2molNH3(

)√×√×××當堂檢測判斷下列說法是否正誤【例2】氮氧化物會嚴重污染大氣，所以實驗室必須對含有氮氧化物的廢氣進行處理。用NaOH溶液可以吸收廢氣中的氮氧化物，反應方程式如下：①NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O②2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O(1)在反應①中，參加反應的氧化劑和還原劑的質量之比為_