氮气与氮的固定 一氧化氮与二氧化氮 课件 高一下学期化学人教版（2019）必修第二册.pptx

第五章 化工生产中的 重要非金属元素第2节 氮及其化合物第1课时氮气与氮的固定 一氧化氮与二氧化氮氮 是自然界中各种生物生命活动不可缺少的重要元素导入（大气：N2及少量的NH3、NO、NO2）NH3NO、NO2自然界中的氮的循环NO、NO2酸雨HNO3人工合成NH3雷电作用产生NO根瘤菌固氮动物遗体或者排泄物铵盐或者氨(在动植物、土壤、海洋中)硝化作用亚硝酸盐植物吸收产生蛋白质NO经氧化等转化硝酸盐 分解产生氮气硝酸盐氮元素 N存在形式：学习任务一：认识N2①游离态：在自然界里，氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中②化合态：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。[思考讨论]1、参与循环的含氮物质有哪些?N2、NH3、NO、NO2、HNO3、NO3-、NO2-、NH4+。2、这些物质分别属于哪些类别?单质、氢化物、氧化物、酸、盐。3、 除了物质类别之外，还有什么研究物质性质的角度?核心元素的化合价。氮元素的价类二维图化合价NO3-N2O5+5HNO3NO2N2O4+4N2O3HNO2NO2-+3NO+2N2O+1N20NH3.H2ONH4+NH3-3氢化物单质氧化物碱盐酸物质类别活动1：在我们空气中含量最多的就是氮气，为何大多数农作物不能直接利用吸收氮气而需要施氮肥？预测氮气的性质？21%78%52+7结构决定性质活动2：氮元素的“位-构-性”原子结构N 位于元素周期表第二周期、VA族既不容易得到 3 个电子，也不容易失去 5 个电子。（1）氮元素的非金属性C＜N＜O，硝酸 的酸性比磷酸强。（2）氮元素的最高价态为+5，最低价态为-3。常见的化合价有 -3、 0、 +2、 +3、 +4、 +5共价键（3）氮原子形成的化学键类型电子式结构式共价三键(N≡N)稳定很难氮分子内两个氮原子间以 结合，断开该化学键需要 的能量，所以氮气的化学性质很 ，通常情况下 与其他物质发生化学反应。因此无法被大多数生物体直接吸收。氮氮三键稳定较多很难氮气 N2思考工业上如何制取氮气?1、物理性质 一种无色、无味的气体，密度与空气接近，难溶于水。空气(气态)氮气 熔点：-210 ℃ 沸点：-196 ℃ 密度：1.25 g/L低温加压其他成分1%N2(气态)氧气21%O2(液态)O2沸点蒸发-183℃氮气78%空气(液态)空气成分示意图氮气的用途①化合物制造：化肥、氨、硝酸等化合物的制造；②惰性保护：惰性保护介质，速冻食品；③制冷剂：低温粉碎等的制冷剂、冷却剂；④电子工业：电子工业中的外延、扩散、化学气相淀积、离子注入、等离子干刻、光刻等；⑤标准物：用作标准气、校正气、零点气、平衡气等。二、化学性质氮气的化学性质稳定，通常很难与其他物质发生化学反应。N N 在高温、放电等条件下，氮分子获得了足够的能量，使氮氮三键断裂，氮气能够与镁、氧气、氢气等物质发生化合反应。催化剂1、还原性高温、高压点燃N2 + O2 2NON2 + 3Mg Mg3N22、氧化性a、在点燃条件下与 Mg 反应： b、N2 与 H2 反应生成 NH3 ：高温或放电N2 + 3H2 2NH3点燃====高温、高压催化剂放电或高温=========N2+O2 2NON2+3H2 2NH3N2+3Mg Mg3N2(自然固氮)+氧化剂N2+还原剂(人工固氮，工业合成氨) 人工固氮解决氮肥不足问题，在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题游离态的氮【学习任务二】氮的固定 氮的固定：将游离态的氮转变为氮的化合物叫做氮的固定。有自然固氮和人工固氮两种。1、自然固氮氮的固定氮的化合物 据说在新疆与青海两省区交界处有一狭长山谷，这里经常在风和日丽的晴天顷刻电闪雷鸣，下起雷雨，奇怪的是这里牧草茂盛，四季常青，被当地牧民称为“魔鬼谷”。为什么魔鬼谷牧草旺盛 ? 思维拓展有句谚语“雷雨发庄稼”，你明白其中的化学道理吗 ?N2 NO NO2 HNO3 NH4NO3 探究活动1：提出问题：雷雨发庄稼，将N2转化为硝酸盐要经过几步转化，每一步转化所需要的分别什么？理由是什么？+NH3+O2+O2+H2O利用元素守恒和化合价变化放电或高温=========N2+O2 2NON2 NO NO2 HNO3 NH4NO3 +NH3+O2+O2+H2O2NO+O2===2NO23NO2+H2O===2HNO3+NOHNO3+NH3===NH4NO3一氧化氮 NO实验室如何收集 NO ?一、物理性质无色、无味、有毒、难溶于水的气体。二、化学性质排水法收集常温下，极容易与氧气反应。红棕色2NO + O2 2NO2二氧化氮 NO2红棕色、有剌激性气味的有毒气体，密度比空气