第二節氮及其化合物第1課時氮氣及氮的氧化物第五章化工生產中的重要非金屬元素一、氮元素在自然界的存在形式大氣中N2

NH3尿素及動植物遺體

土壤中的微生物氮素化肥①游離態②化合態存在于動植物體內的蛋白質中，土壤、海洋的硝酸鹽和銨鹽中。主要以N2分子的形式存在于空氣中。二、氮氣1.物理性質顏色氣味狀態密度水溶解無色無味難溶氣體密度比空氣稍小液氮二、氮氣2.氮氣的結構根據氮原子核外電子排布和氮氣分子的結構，推測氮氣的化學活性。斷開氮氮三鍵需要較多的能量，化學性質比較穩定，通常情況下很難與其他物質發生化學反應。N2NN+725二、氮氣在高溫、放電等條件下，氮分子獲得了足夠的能量，使氮氮三鍵斷裂，氮氣能夠與鎂、氧氣、氫氣等物質發生化合反應。N2+3Mg====Mg3N2點燃N2+3H22NH3高溫、高壓催化劑（用于工業合成氨）N2+O2

=========2NO高溫或放電3.化學性質Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2+2NH3↑二、氮氣4.氮氣的用途常溫下，N2的化學性質很穩定，通常情況下難以與其他物質發生化學反應反應。焊接保護氣充氮燈泡食品保護氣液氮作冷凍治療液氮保鮮食品液氮汽化會吸熱使溫度降低。氮的固定概念：將大氣中游離態的氮轉化為氮的化合物的過程分類自然固氮—高能固氮生物固氮(如豆科植物的根瘤菌固氮)人工固氮合成氨()仿生固氮(某些金屬有機化合物可起到根瘤菌的作用)5．氮的固定(N2＋O2====2NO)放電二、氮氣【練】氮元素在海洋中的循環，是整個海洋生態系統的基礎和關鍵。海洋中無機氮的循環過程可用如圖表示，下列關于海洋氮循環的說法中正確的是A．海洋中不存在游離態的氮B．②中的含氮物質轉化屬于氮的固定C．④中的含氮物質轉化屬于氮的還原D．向海洋中排放含NO3-的廢水不會影響NH4+的含量B三、氮的氧化物1.一氧化氮NONO是無色、無味的有毒氣體，難溶于水，常溫下能與氧氣反應。2NO+O2===2NO2

(紅棕色）【思考】實驗室如何收集、檢驗NO？為什么？收集：排水法檢驗：遇O2無色氣體變為紅棕色原因：NO密度與空氣接近，且與空氣中O2反應。三、氮的氧化物1.一氧化氮NO資料卡：1998年諾貝爾獎獲得者伊格納羅發現少量的NO在生物體內許多組織中存在，它有擴張血管、免疫、增強記憶等功能，成為當前生命科學的研究熱點，NO亦稱為“明星分子”。最新研究表明：NO吸收治療方法可快速改善SARS重癥患者的缺氧狀況，緩解病情。病毒學研究同時證實，NO對SASR病毒有直接的抑制作用。三、氮的氧化物2.二氧化氮NO2NO2是紅棕色、有剌激性氣味的有毒氣體，密度比空氣大，易液化，易溶于水，能與水發生反應，有較強氧化性。3NO2+H2O===2HNO3+NO（工業上利用該原理生產硝酸）【思考1】標準狀況下，1molNO2是22.4L嗎？【思考2】NO2和Br2蒸氣都是紅棕色氣體，如何鑒別？物理方法：用CCl4溶解，溶解的是Br2，不溶解的是NO2化學方法：①用AgNO3溶液，產生黃色沉淀的是Br2，無沉淀生成的是NO2②用水，紅棕色不消失的是Br2，紅棕色消失是NO2

只能用向上排空氣法收集2NO2N2O4實驗探究——NO2溶于水實驗操作實驗現象實驗結論在一支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，振蕩注射器打開彈簧夾，快速吸入10mL空氣后夾上彈簧夾振蕩注射器實驗探究——NO2溶于水實驗操作實驗現象實驗結論在一支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，振蕩注射器打開彈簧夾，快速吸入10mL空氣后夾上彈簧夾振蕩注射器無明顯現象NO不溶于水無色氣體變為紅棕色注射器活塞向左移動紅棕色氣體變為無色注射器活塞繼續向左移動2NO+O2==

2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO三、氮的氧化物【結論】在一定條件下，NO與NO2

可以相互轉化。【思考2】如果將注射器中的NO充分轉化，可以采取什么措施?可以用注射器不斷吸入空氣，然后使注射器里的氣體充分與水反應【思考3】上述實驗對工業生產硝酸有什么啟示?反應過程中，補充空氣，經過多次氧化和吸收，NO可完全轉化為HNO3【思考4】如何除去NO氣體中混有的少量NO2氣體雜質？三、氮的氧化物將混合氣體通入盛有水的洗氣瓶洗氣。【思考6】NO2、NO均是污染性氣體，如何尾氣處理？【思考5】如何除去NO2氣體中混有的少量NO氣體雜質？將混合氣體中通入O2，再通過灼熱銅網。①堿液吸收法2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2ONO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O②催化轉化法2NOx+2XCO======N2+2XCO2催化劑△NO與堿、酸都不能反應生成鹽和水，屬于不成鹽氧化物；NO2與堿溶液發生氧化還原反應生成兩種鹽，也不屬于酸性氧化物。NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O。【思考7】NO和NO2是酸性氧化物嗎？三、氮的氧化物

2:3≤(m+n)/V三、氮的氧化物補充1：不同價態的氮的氧化物氮的氧化物N2O(笑氣)NON2O3NO2N2O4N2O5氮元素化合價______________________＋1＋2＋3＋4＋4＋5【思考9】上述氮的氧化物中屬于酸性氧化物的是_____________。N2O3和N2O5【思考10】NO2

可與水反應生成硝酸，NO2是硝酸的酸酐嗎？不是，NO2是氧化還原得到硝酸，硝酸的酸酐是N2O5。2NO2N2O4N2O俗稱“笑氣”，為無色有甜味的氣體，廣泛應用于醫藥麻醉、食品加工等生產生活領域。三、氮的氧化物補充2：氮的氧化物溶于水剩余氣體計算氮的氧化物溶于水的問題首先看清原理實質，無論是單一氣體(NO2)，還是NO、NO2、O2中的兩者或三者的混合氣體溶于水，反應的實質是：

3NO2+H2O===

2HNO3+NO

②2NO+O2===2NO2

①

故若有氣體剩余只能是___________。NO或O2

例1:將充有10mLNO和NO2混合氣體的試管倒置于盛有水的水槽中，充分反應后，仍有6mL無色氣體，則原混合氣體中NO和NO2體積比為()A．3：2B．2：3C．1：4D．4：1B3NO2+H2O===

2HNO3+NO

補充2：氮的氧化物溶于水剩余氣體計算(1)若充入的氣體是NO與NO2補充2：氮的氧化物溶于水剩余氣體計算(2)若充入的氣體是NO與O24NO+3O2+2H2O===4HNO3例2:將盛有8mLNO、O2混合氣體的試管倒立于水中，經過足夠長的時間后，試管內氣體的體積剩余1mL，則原氣體中NO的體積是()A．5mL或3mL B．4mL或3mL C．5mL或2mL D．4mL或5mLD補充2：氮的氧化物溶于水剩余氣體計算(2)若充入的氣體是NO2與O24NO2+O2+2H2O===4HNO3例3:將盛有12mLNO2和O2混合氣體的量筒倒立于盛滿水的水槽中，充分反應后，量筒內還剩余2mL無色氣體，則原混合氣中O2的體積為()A.2mL和1.2mL

B.4mL和2.8mL

C.

2mL和3.6mL

D.1.2mL和4mLD三、氮的氧化物補充2：氮的氧化物溶于水剩余氣體計算(3)若充入的氣體是NO2、NO、O2三種混合氣體

將NO2和H2O反應轉化為NO

：3NO2+H2O===

2HNO3+NO

，再按4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3情況處理，如果有剩余氣體，可能是NO或O2

。

B

三、氮的氧化物(4)

原子守恒法(原子個數比法)N(N):N(O)<2:5=2:5>2:5O2剩余NO剩余無剩余4NO2+O2和4NO+3O2從組成上均相當于2N2O5的組成，都與N2O5+H2O===2HNO3等效。當NO、NO2、O2的混合氣體溶于水時利用混合氣體中N、O原子個數比進行分析判斷。補充2：氮的氧化物溶于水剩余氣體計算例5:將amLNO、bmLNO2、xmLO2混合氣體通入水中，充分反應后無氣體剩余，則用a、b表示的x的代數式是___________。x=(3a+b)/4(5)得失電子守恒法