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课件网) 第五章 化工生产中的重要非金属元素 第二节 氮及其化合物 第1课时 氮和氮的氧化物 部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐(化合态) 位置 第二周期、第VA族 结构 存在 自然界氮元素主要以氮分子(游离态)存在于空气中 既不容易得3个电子 也不容易失5个电子 N一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质 氮是自然界各种生物体生命体活动不可缺少的重要元素，自然界是怎样通过氮的循环为生命体提供氮元素呢？ +7 2 5 氢化物 单质 氧化物 含氧酸 盐 -3 0 +1 +2 +3 +4 +5 NH3 N2 N2O NO N2O3 NO2、N2O4 N2O5 HNO3 HNO2 NaNO3 NaNO2 N2H4 氮的价-类二维图 研究视角 物质类别 元素价态 周期律表 NH4+ 非金属及其化合物学习思路 单质 氧化物 酸 盐 氢化物 HN3 任务一 氮气与氮的固定 物理性质 化学性质 无色无味的气体，难溶于水，密度与空气相近 N2 与H2 反应 与 O2 反应 与 Mg反应 还原性 氧化性 氧化性 N N N N 任务一 氮气与氮的固定 氮的固定：将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。 分类 自然固氮 高能固氮 (如雷雨天气N2转化为NO) 生物固氮 (如豆科植物的根瘤菌固氮) 人工固氮 合成氨 (工业上合成氨) 仿生固氮 (某些金属有机化合物可起到根瘤菌的作用) 思考：NH3→NH3·H2O能称为氮的固定吗？ 任务一 氮气与氮的固定 焊接金属、灯泡作保护气 医疗液氮冷冻麻醉剂 液氮超导材料 硝酸 食品包装中防腐 用途 氮气 熔点：-210 ℃ 沸点：-196 ℃ 密度：1.25 g/L 任务二 氮的氧化物 氧化物的化学式 N2O NO N2O3 NO2、N2O4 N2O5 氮元素的价态 +1 +2 +3 +4 +5 2NO2 N2O4 笑气 HNO3 HNO2 物质 颜色 状态 气味 水溶性 收集方法 NO 有毒 气体 ___溶于水 NO2 有毒 气体 ___溶于水 无色 无味 不 排水法 红棕色 刺激性 易 向上排空气 NO NO2 物理性质 任务二 氮的氧化物 实验 操作 在一支50 mL的注射器里充入20mL NO，然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器 打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹，观察现象，然后再振荡注射器 现象 _____ _____，振荡后_____ 无明显现象 无色气体变红棕色 红棕色变为无色 2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 现象一：无色气体变红棕色 NO → NO2 现象二：红棕色变为无色 NO2 → NO (工业制取硝酸) 任务二 氮的氧化物 实验步骤 实验现象 实验结论 把充满NO2的试管倒立水中，再通入O2 试管内气体颜色慢慢变为无色，水面不断上升，最后静止在距试管底部约1/3处 NO2不能全部被水吸收，有无色气体NO生成 水面不断上升，最后试管内无色气体约为原NO2体积的1/3，通入适量O2后液面继续上升，最后试管全部充满液体 NO2溶于水生成的NO全部与O2反应被水吸收 水面不断上升，最后试管全部充满液体 NO2可被NaOH溶液全部吸收 2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 2NO + O2 = 2NO2 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 合并两个反应 关系式法 （1）NO2和O2的混合气体 （2）NO2和O2的混合气体 V(NO2):V(O2) < 4 : 1 O2剩余 = 4 : 1 恰好完全反应 > 4 : 1 NO剩余 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 V(NO):V(O2) < 4 : 3 O2剩余 = 4 : 3 恰好完全反应 > 4 : 3 NO剩余 电子守恒法 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。 原子个数比法 V(N):V(O) < 2 : 5 O2剩余 = 2 : 5 恰好完全反应 > 2 : 5 NO剩余 把NOx与O2的混合气体通入水中会发生什么反应？剩余气体是什么？ 任务二 氮的氧化物 NO NO2 物性 毒性 与水 与O2 与O2、H2O 2NO + O2 = 2NO2 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3 无色，无 ... ...
