1、第1课时 氮气和氮氧化物 第二节 氮及其化合物 1.了解氮元素的存在和结构，了解氮气的物理性质和化学性质； 2.通过了解氮的固定，认识化学对社会和工农业生产的重要作用； 3.了解一氧化氮和二氧化氮的物理性质和化学性质。 考纲要求 氮元素是自然界中各种生物体生命活动不可缺少的 重要元素。 课堂导入 为了更好地保护文物,部分博物馆启用“真空充氮杀虫灭菌消毒机” 来处理和保护文物,将文物放入该机器内(氮气浓度可高达99.99%), 密封三天,好氧菌和丝状霉菌都会被灭杀。该机器具有此类功能,主 要与氮气的性质有关。请你结合相关化学知识回答,下列关于氮气 的哪些说法是正确的? 氮气的化学性质不活泼 氮气
2、不能供给呼吸 氮气能抑制菌类的生长 氮气能吸收部分水分 氮气不能与仸何物质反应 正确 课堂导入 1.原子结构 氮元素位于第二周期、第VA族。氮原子最外 电子层有5个电子，既不容易得到3个电子， 也不容易失去5个电子。 常见的化合价有 ：1、2 、3 、4 、 5 、3。其氧化物有N2O、NO、N2O3、 NO2、N2O4、N2O5共有六种， 其中N2O5是HNO3的酸酐，N2O3是HNO2的酸 酐（氮的氧化物都有毒）。 氮气及其性质 1 2.自然界中的存在形态 （1）游离态:以氮分子的形式存在于空气中。 （2）化合态:存在于动植物体内的蛋白质中,以及土壤、海洋里的硝 酸盐和铵盐中。 3.氮气的
3、物理性质 纯净的N2是一种无色无味的气体，难溶于水，在空气中 约占五分之四左右。 4.氮气化学性质 （1）常温下，N2的化学性质不活泼，可代替稀有气体作保护气体。 原因： 氮分子内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。 （2）在放电条件或高温下氮气跟氧气化合生成一氧化氮 （3）镁在氮气中燃烧 （4）人工合成氨 N2O2= 放电或高温2NO 3MgN2= 点燃 Mg3N2 N23H2 高温、高压 催化剂 2NH3 1将游离态氮转变为化合态氮的过程叫氮的固定。 （1）自然固氮 （2）人工固氮：工业合成氨 雷雨天产生NO 气体 豆
4、科植物根瘤菌固氮 氮的固定和循环 2 2.氮的循环 自然界中的氮循环 氮的氧化物氮的氧化物 NO NO2 物物 理理 性性 质质 颜色颜色 毒性毒性 溶解性溶解性 化化 学学 性性 质质 与与O2反反 应应 与与H2O 反应反应 二氧化氮和一氧化氮 3 无色无色 红棕色红棕色 有毒有毒 有毒有毒 不溶于水不溶于水 易溶于水易溶于水 2NOO2=2NO2 不反应不反应 不反应不反应 3NO2H2O=2HNO3NO 【实验探究】二氧化氮溶于水的实验 实验实验 装置装置 实验实验 操作操作 在如图注射器里充入在如图注射器里充入20 mL NO,然后吸入然后吸入5 mL水水, 用乳胶管和弹簧夹封住管用
5、乳胶管和弹簧夹封住管 口口,振荡注射器振荡注射器 打开弹簧夹打开弹簧夹,快速快速 吸入吸入10 mL空气后空气后 夹上弹簧夹夹上弹簧夹 振荡注射器振荡注射器 实验实验 现象现象 化学化学 方程式方程式 、 。 2NO+O2 = 2NO2 3NO2+H2O = 2HNO3+NO 无明显现象 无色气体变 为红棕色 红棕色气体变浅至 消失,有无色气体生 成,注射器活塞向内 滑动 【规律总结】 1.常见的NOx尾气处理方法 碱液吸收法 2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O NO2NO2NaOH=2NaNO2H2O NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是 n(NO2)n(NO)
6、。一般适合工业尾气中NOx处理。 催化转化法 在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)或NOx 与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车 尾气的处理。 2.有关氮氧化物溶于水计算的两种方法 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3NO2H2O=2HNO3NO，2NOO2=2NO2， 故若有气体剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。 (1)关系式法： 若NO和O2通入水中，总关系式为4NO3O22H2O=4HNO3。 若NO2和O2通入水中，总关系式为4NO2O22H2O=4HNO3。 (2)电子守恒
7、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。 在一定条件下，将NO2和O2的混合气体12 mL通入足量水中，充分反 应后剩余2 mL气体(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积为 ( ) 1.2 mL 2.4 mL 3 mL 4 mL A B C D 【答案】D 典例突破 1下列用途中应用了氮气的稳定性的是( ) A以氮气为原料之一制造硝酸 B合成氨气后，制氮肥 C金属焊接时的保护气 D镁可以和氮气反应 【答案】C 2下列关于氮及其化合物，说法不正确的是( ) A氮的固定是将N2转化成含氮化合物 B氮元素在自然界中既有游离态又
8、有化合态 CNO和NO2都可稳定存在于空气中 DN2既可作氧化剂又可做还原剂 【答案】C 当堂检测 3不属于氮的固定的过程是( ) A放电条件下氮气与氧气化合 B在一定条件下用NH3与CO2合成尿素 C豆科植物根瘤菌把空气中的氮气变成含氮化合物 D工业合成氨 【答案】B 4下列转化必须加入氧化剂且一步反应就能完成的是( ) N2NO2 NO2NO NO2HNO3 N2NO N2NH3 A B C D 【答案】 C 5电闪雷鸣的雨天，空气中的N2会发生一系列反应，生成氮的 化合物。雷雨时，一般不可能生成的氮的化合物是( ) NH3 NO NO2 N2O3 N2O5 HNO3 A B C D 【答案】C
