高中化学人教版 (2019)必修 第二册氮及其化合物教课课件ppt

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　第二节 氮及其化合物 第1课时情境引入 据说在新疆与青海两省区交界处有一狭长山谷，每当人畜进入后，经常电闪雷鸣，狂风暴雨把人畜击毙。然而谷内却是牧草茂盛，四季常青，被当地牧民称为“魔鬼谷”。为什么魔鬼谷牧草旺盛 ? 有句谚语“雷雨发庄稼”，你明白其中的化学道理吗 ?空气中的氮气土壤海洋中硝酸盐和铵盐动植物蛋白质氮的存在形式在自然界里，氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中少部分存在于生物的蛋白质中、以及土壤、海洋中的硝酸盐和铵盐。 游离态 化合态【活动一】通过视频总结氮气的物理性质1.氮气（1）物理性质无色无味难冷冻治疗液氮食品制冷剂一、氮气与氮的固定氮的结构 三键护体，难以断裂微宏反应条件苛刻放电或高温化学反应的实质：原子的重新组合（旧键断裂、新键生成）（2）化学性质1)常温不活泼，很难与其它物质发生化学反应。2)高温或放电等条件下能与Mg、H2、O2等物质发生化合反应N2可作保护气③与Mg反应：N2+3H2 2NH3N2+3Mg === Mg3N2 ①与O2反应：②与H2反应： 点燃离子化合物，遇水强烈水解 还原性 氧化性[注意]　氮元素是一种活泼非金属，但N2稳定的原因是N2分子中氮氮三键很稳定，不易断裂，难发生化学反应。 氮元素是一切动植物的生长都需要的营养元素。大气中含有大量的氮气，但是不能被多数生物直接吸收（望氮兴叹），多数生物只能吸收含氮元素的化合物。 将大气中游离的氮转变为氮的化合物的方法叫做氮的固定。2、氮的固定游离态的氮氮的化合物氮的固定科学史话P12思考：NH3→NH3·H2O能称为氮的固定吗？2NO＋O2====2NO2（红棕色）雷雨发庄稼N2 → NH4+合成氮肥氮气氮气的用途3(1)氮原子与其他原子只能形成共价键，不能形成离子键( )(2)氮的固定中氮元素一定被氧化( )(3)工业上将NH3转化为其他铵态化肥属于人工固氮( )(4)N2和足量的O2在放电条件下会生成NO2( )(5)镁条在空气中燃烧时，可以与O2、N2、CO2等反应生成MgO、Mg3N2、C( )×正误判断√×××雷雨发庄稼，将N2转化为硝酸盐要经过几步转化，每一步转化分别是什么？+O2+O2+H2O+NH31.氮的氧化物氮的氧化物种类很多，如下表：其中属于酸性氧化物的是_____和_____，对应的酸分别是HNO2(亚硝酸)和HNO3。NONO2N2O5N2O3N2O5二、一氧化氮和二氧化氮一种麻醉剂NO是无色、无味的有毒气体，难溶于水，常温下能与氧气反应收集：排水法检验：无色气体变为红棕色 NONO2 是红棕色、有剌激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水，能与水发生反应。3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO（工业上利用这一原理生产硝酸） NO22NO+O2 === 2NO23NO2+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(2)实验结论及解释 ①NO不溶于水，也不与水反应，但能与空气中的氧气反应生成红棕色的NO2，化学方程式：_________________。②NO2能与水反应生成无色的NO，化学方程式：_________________________。工业上利用这一原理生产硝酸。(3)思考与讨论①如果要将注射器中的NO充分转化，应采取的措施是____________________。②上述实验对工业上生产硝酸的启示是________________________________________________________________________________。2NO＋O2===2NO23NO2＋H2O===2HNO3＋NO继续通入过量的空气 在用水吸收NO2制取硝酸的反应过程中，要不断地补充空气，使NO2尽可能多地转化为硝酸无色红棕色无味、有毒刺激性、有毒不溶于水易溶于水，会反应2NO＋O2=2NO2不反应不反应3NO2＋H2O=2HNO3＋NONO2、NO性质比较排空气法排水法氮氧化物对环境的污染(1)光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。(2)酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。(3)破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。(4)NO与血红蛋白结合使人中毒。伊格纳罗博士和他的两位工作伙伴(芬奇戈特博士、穆拉博士）成功发现氧化氮（国内称一氧化氮）是一种可以传递信息的气体，它可以通过细胞薄膜(membrane)，去调节另一细胞的功能；他们的发现，开创生物系统(biological systems)信息传递的新理论。正是这一重大发现和对氧化氮的研究使伊格纳罗博士获得1998年诺贝尔生物医学奖。 明星分子：NO伊格纳罗计算机模拟的NO分子的图像 硝化甘油 — 百年历史的古老炸药和心脏病内服药 患有动脉硬化的病人，因血块堵住了动脉的血管，血肌供氧量的减少，引起胸部的疼痛，有时甚至导致心肌梗塞。服用硝化甘油，就是提供了NO，扩大了心肌血管，增大了血流量。(1)由于NO极易与O2反应，并且其密度与空气相差不多，因此收集NO只能用排水法( )(2)由于NO2极易与水反应且密度比空气大，因此收集NO2只能用向上排空气法( )(3)NO2易溶于水生成HNO3，故NO2是酸性氧化物( )(4)N2与O2反应时，不论O2是否足量，其一步反应都只能得到NO，不能生成NO2( )(5)可用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别NO2与溴蒸气( )×正误判断√√√×氮的氧化物溶于水的计算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。氮氧化物的相关计算【思考】【思考·讨论】　（1）要使充满NO2和O2混合气体的试管倒扣水槽中，让水充满试管，必须按什么样的体积比混合？ 由3NO2+H2O====2HNO3+NO和2NO+O2====2NO2叠加得 4NO2+O2+2H2O====4HNO3，即当NO2和O2的体积比为4∶1时可完全溶于水。【思考·讨论】　（2）要使充满NO和O2混合气体的试管倒扣水槽中，让水充满试管，必须按什么样的体积比混合？ 由2NO+O2====2NO2和3NO2+H2O====2HNO3+NO叠加得4NO+3O2+2H2O====4HNO3，即当NO和O2的体积比为4∶3时可完全溶于水。深度思考(1)将一支充有12 mL NO2气体的试管倒置于水槽中，充分反应。①下列图示正确的是___(填字母)。C②若水不能充满试管，需再向试管中缓缓充入O2，现象为________________________________，最终充入___ mL氧气，才能使水全部充满。红棕色，液面逐渐上升3无色气体变为典例1．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(　　)①1.2 mL　 ②2.4 mL　 ③3 mL　 ④4 mLA．①② B．②③ C．③④ D．①④【答案】D【解析】混合气体通入水中，涉及的反应有①4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，②3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。剩余气体为NO或O2。若剩余的气体是O2，则V(NO2)＝×(12－2)mL＝8 mL，V(O2)＝12 mL－8 mL＝4 mL。若剩余的气体是NO(2 mL)⇒6 mL NO2，则V(O2)＝×(12－6)mL＝1.2 mL。课堂练习课堂练习 如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满NO2和NO气体，分别倒置于水槽中，然后通过导管缓慢通入氧气，边通边慢慢摇动试管，直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则两个试管内溶液物质的量浓度之比为(　 ) A．1∶1 B．5∶7 C．7∶5 D．4∶3典例2．【答案】A【解析】NO2、NO装满试管，则体积相同，根据阿伏加德罗定律：n(NO2)＝n(NO)，根据氮原子守恒所得硝酸的物质的量相同，溶液的体积相同，所以两个试管中溶液物质的量浓度之比为1∶1。　练习 （2019·郑州高一检测）将盛有1 mol NO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中，再通入0.4 mol O2，充分反应后，整个试管充满水。则原混合气体中NO与NO2体积比为（　　）A．1∶2　　　B．2∶5　　　C．3∶7　　　D．无法确定【解题指南】解答本题应注意以下两点：（1）NO2与O2混合物完全溶于水的比值为4∶1。（2）NO与O2混合物完全溶于水的比值为4∶3。【解析】选C。设1 mol NO和NO2的混合气体中有a mol NO和（1-a） mol NO2，根据4NO+3O2+2H2O====4HNO3和4NO2+O2+2H2O====4HNO3可得： 所以a=0.3，V（NO）∶V（NO2）=3∶7。