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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 氮气与氮的氧化物 学习目标 1. 通过分析氮气分子的结构，了解氮气的化学稳定性； 2. 实验探究一氧化氮和二氧化氮的性质,了解自然界中形成硝酸的过程。 一、氮气 1. 氮元素在元素周期表中的位置存在 第二周期，第 VA族 2. 写出氮气的电子式和结构式。 电子式 结构式 N N N N 球棍模型 3.氮气化学性质 氮气的化学性质稳定，通常很难与其他物质发生化学反应。但高温、高压、催化剂或者放电等条件下，可以和某些物质发生反应。 N2 + O2 2NO 放电或高温 还原性 氮的固定 (1) 含义: 将大气中 的氮转化为 的过程叫做氮的固定。 游离态 含氮化合物 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) 豆科植物的根瘤菌 N2 + 3Mg Mg3N2 点燃 氧化性 N2 + 3H2 2NH3 高温 高压 催化剂 氧化性 工业合成氨 1909年，德国化学家哈伯经过反复的实验研究后发现，在500~600℃、17.5~20.0MPa和锇为催化剂的条件下，反应后氨的含量可达到6%以上，具备了工业化生产的可能性。 哈伯 (F.Haber，1868-1934) 为了把哈伯合成氨的实验室方法转化为规模化的工业生产，德国工程师博施作出了重要贡献。由于合成氨工业生产的实现和相关研究对化学理论与技术发展的推动，哈伯和博施都获得了诺贝尔化学奖。 合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就。 人 工 固 氮 合 成 氨 固氮 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) NH3→NH4+能称为氮的固定吗？ 知识补充1 N2 + 3Mg Mg3N2 点燃 O2 + 2Mg 2MgO 点燃 CO2 + 2Mg 2MgO + C 点燃 知识补充2 Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2 + 2NH3 Na3N AlN 等质量的Mg在O2、N2、CO2、空气中完全燃烧，所得固体质量由大到小的顺序是 。 CO2>O2>空气>N2 二、氮的氧化物 NO NO2 物理性质 无色、不溶于水 红棕色、有刺激性气味的气体，密度比空气的大，易液化，易溶于水 1. 常见氮氧化合物 -3 0 +1 +2 +3 +4 +5 N2O NO N2O3 NO2 N2O5 N2O4 2. NO、NO2的物理性质 HNO2 HNO3 实验 装置 实验 操作 在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，观察颜色 ， 然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器 现象 _____ 结论 无色 无色气体变红棕色 红棕色变为无色 NO难溶于水 无明显现象 3. 探究NO、NO2的化学性质 实验 装置 实验 操作 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_____ 结论 无色气体变红棕色 红棕色变为无色 在一定条件下， NO和NO2可以相互转化。 3. 探究NO、NO2的化学性质 2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO (工业制取硝酸) 结论：在一定条件下，NO 与 NO2 可以相互转化。 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 3. 探究NO、NO2的化学性质 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 谚语“雷雨发庄稼”，你明白其中的化学道理吗 +O2 +H2O +NH3 N2 NO NO2 HNO3 NH4NO3 N2+O2 2NO 放电或高温 ======= 2NO+O2===2NO2 3NO2+H2O===2HNO3+NO HNO3+NH3===NH4NO3 +O2 问题1：结合本节课所学，思考实验室如何收集NO和NO2气体？ 思考与讨论： 问题2：结合本节课所学，思考实验室如何处理NO和NO2尾气？ 问题4：如果将实验5-注射器中的NO充分转化，可以采取什 么措施？这对工业生产硝酸有什么启示？ 问题3：结合本节课所学，思考如何 ... ...
