【課件】氮氣與氮的固定++課件高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第二冊

在新疆與青海交界處有一山谷，當(dāng)人畜進入后，經(jīng)常狂風(fēng)暴雨，電閃雷鳴，雷電能把人畜擊斃，人稱“魔鬼谷”。而谷內(nèi)卻是牧草茂盛，四季常青。你知道這是什么原因嗎？神秘的“魔鬼谷”第二節(jié)氮及其化合物第1課時氮氣與氮的固定

一氧化氮和二氧化氮【學(xué)習(xí)目標(biāo)與核心素養(yǎng)】學(xué)習(xí)目標(biāo)

1、了解氮元素的存在及氮的固定。2、掌握NO、NO2的性質(zhì)。3、了解NO、NO2、O2溶于水的簡單計算（對生成硝酸的啟示）。

核心素養(yǎng)

1、通過學(xué)習(xí)氮及氮的氧化物的知識培養(yǎng)學(xué)生論據(jù)推理與模型認(rèn)知的化學(xué)核心素養(yǎng)。2、通過氮的氧化物溶于水的實驗進一步訓(xùn)練學(xué)生的操作技能，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與實驗創(chuàng)新的化學(xué)核心素養(yǎng)。氮元素在元素周期表中的位置

氮元素位于元素周期表的第二周期VA族

氮原子的最外層有5個電子，既不容易得到3個電子，也不容易失去5個電子。

一般通過共用電子對與其他原子結(jié)合。N原子結(jié)構(gòu)+725自然界中的存在形態(tài)a.游離態(tài):以氮分子（N2）的形式存在于空氣中。

b.化合態(tài):存在于動植物體內(nèi)的蛋白質(zhì)中，以及土壤、海洋里的硝酸鹽和銨鹽中。一、氮氣1.氮氣的物理性質(zhì)顏色狀態(tài)氣味密度溶解性_____氣體_____

密度與空氣接近___溶于水無色無味難在空氣中約占五分之四。收集氮氣時用排水法不用排空氣法氮氣結(jié)構(gòu)特點：由于氮分子內(nèi)兩個氮原子間以共價三鍵（

）結(jié)合，斷開該化學(xué)鍵需要較多的能量，所以氮氣的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，通常情況下難以與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，無法被大多數(shù)生物體直接吸收。電子式結(jié)構(gòu)式NN2.氮氣的化學(xué)性質(zhì)氮氣的化學(xué)性質(zhì)_____，通常很難與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。(1)

還原性：_____________________________穩(wěn)定N2+O22NO放電或高溫==========(2)氧化性a.N2與H2反應(yīng)生成NH3，化學(xué)方程式為

。b.在點燃條件下與Mg反應(yīng)，方程式為

。催化劑高溫、高壓N2+3H22NH3N2+3MgMg3N2點燃3.氮氣的用途(1)作保護氣(2)作冷凍劑(3)作食品加工助劑N2的性質(zhì)小結(jié)：

物理性質(zhì)：無色無味氣體，難溶于水（排水法收集N2），密度與空氣接近，在空氣中約占五分之四(78%)?；瘜W(xué)性質(zhì)

穩(wěn)定NNN2+O22NO放電或高溫==========還原性

氧化性催化劑高溫、高壓N2+3H22NH3N2+3MgMg3N2用途：作保護氣、作制冷劑、作食品加工助劑

將大氣中_______的氮轉(zhuǎn)化為___________的過程2、氮的固定：游離態(tài)含氮化合物自然固氮

大自然通過閃電釋放的能量將空氣中的氮氣轉(zhuǎn)化為含氮的化合物，或者通過豆科植物的根瘤菌將氮氣轉(zhuǎn)化成氨，從而實現(xiàn)自然固氮。1909年，德國化學(xué)家哈伯經(jīng)過反復(fù)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(yīng)后氨的含量可達(dá)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(zhuǎn)化為規(guī)?；墓I(yè)生產(chǎn)，德國工程師博施作出了重要貢獻(xiàn)。由于合成氨工業(yè)生產(chǎn)的實現(xiàn)和相關(guān)研究對化學(xué)理論與技術(shù)發(fā)展的推動，哈伯和博施都獲得了諾貝爾化學(xué)獎。合成氨是人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展史上的一項重大成就。人工固氮合成氨【科學(xué)史話】

自然界中氮的循環(huán)大氣中N2

NH3尿素及動植物遺體

土壤中的微生物氮素化肥自然界中氮的循環(huán)雷雨發(fā)莊稼

【解決問題】在新疆與青海交界處有一山谷，人稱“魔鬼谷”。經(jīng)常電閃雷鳴，狂風(fēng)暴雨，把人畜擊斃。然而谷內(nèi)卻是牧草茂盛，四季常青。這是為什么？2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NON2+O2=2NO放電自然界的氮循環(huán)如圖所示，下列說法不正確的是(

)A．①中N2與O2反應(yīng)生成NOB．②中合成氨屬于人工固氮C．③中氮元素被氧化D．氧元素參與了氮循環(huán)C

練習(xí)：二、一氧化氮和二氧化氮1.物理性質(zhì)物質(zhì)顏色狀態(tài)氣味毒性水溶性NO_____氣體_____有毒___溶于水NO2_______氣體______有毒___溶于水無色無味不紅棕色刺激性易NO中毒原理：與CO相似，是通過呼吸道被人體吸入后與血紅蛋白結(jié)合，使其失去攜帶O2的能力，導(dǎo)致中毒。氮的氧化物很多氧化物化合價N2ONON2O3NO2N2O4N2O5+1+2+3+4+4+5思考：以上氮氧化物都屬于酸性氧化物嗎？..........

氮氧化物中屬于酸性氧化物的只有N2O3、N2O5；N2O、NO、NO2、N2O4都是不成鹽氧化物，不是酸性氧化物。笑氣

不成鹽氧化物是指既不可以與酸反應(yīng)生成鹽和水，又不可以與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物。實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)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(xiàn)象NO不溶于水無色氣體變?yōu)榧t棕色注射器活塞向左移動NO與O2反應(yīng)生成紅棕色的NO2紅棕色氣體變?yōu)闊o色注射器活塞繼續(xù)向左移動NO2溶于水生成無色的NO3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO+O2=2NO2實驗展示【實驗5-5】在一定條件下，NO與NO2可以相互轉(zhuǎn)化。反應(yīng)的化學(xué)方程式為①NO→NO2:_____________________;②NO2→NO:__________________________(工業(yè)制取硝酸)。2NO+O2

=2NO23NO2+H2O

=2HNO3+NO2.化學(xué)性質(zhì)(1)NO和NO2分別采用什么方法收集？(2)NO2轉(zhuǎn)化為NO的變化中，NO2只能作氧化劑嗎?常溫下NO能與O2反應(yīng)，只能用排水法收集；NO2能與水反應(yīng)生成NO，故只能用排空氣法收集。NO2與水反應(yīng)轉(zhuǎn)化為NO的同時生成HNO3，NO2既作氧化劑又作還原劑。【思考與討論】1.NO2與H2O的反應(yīng)中，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是（）A.2：1B.1：2C.3：1D.1：3B3NO2+H2O

=2HNO3+NO練習(xí)2.下列敘述中正確的是（）A.CO、NO、NO2都是大氣污染氣體，在空氣中都能穩(wěn)定存在B.向溶有SO2

的BaCl2

溶液中通入NO2，有白色沉淀產(chǎn)生C.一種元素可能有多種氧化物，但一種化合價只能對應(yīng)一種氧化物D.汽車尾氣中的NO是汽油中的含氮物質(zhì)不完全燃燒而產(chǎn)生的B【思考與討論】

實驗5-5發(fā)生了哪些化學(xué)反應(yīng)？如果將注射器中的NO充分轉(zhuǎn)化，可以采取什么措施？上述實驗對工業(yè)生產(chǎn)硝酸有什么啟示？3NO2+H2O===2HNO3+NO

①2NO+O2===2NO2

②①×2+②

總的化學(xué)方程式為4NO2+O2+2H2O===4HNO3

（4:1）1.

NO2和O2混合氣體通入水中三、氮的氧化物溶于水的計算（工業(yè)生成硝酸的啟示）2NO+O2===2NO2①

3NO2+H2O===2HNO3+NO

②①×3+②×2總的化學(xué)方程式為4NO+3O2+2H2O===4HNO3（4:3）2.

NO與O2混