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第五章
第二节 氮及其化合物
第1课时 氮气和氮氧化物
化工生产中的重要非金属元素
PART 01
氮元素与氮气
01
氮元素与氮气
在周期表中找到氮元素，描述其位置，并推测氮气及氮的化合物的性质。
01
氮元素与氮气
一、氮元素
1.氮位于元素周期表中的第 周期第 族，氮原子最外层有 个电子，在化学反应中_____得失电子,一般通过___________与其他原子相互结合构成物质。
二
ⅤA
5
2.氮元素在自然界中既有______,又有______。
游离态
化合态
游离态：N2
化合态：动植物体内的蛋白质、
土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐
不易
共用电子对
01
氮元素与氮气
二、氮气
1.物理性质
氮气是空气中含量最多的气体，约占空气体积的_____。
78%
颜色 状态 气味 密度 水溶性 熔点 沸点
无色 气态 无味 1.25g/L 难溶 -211.4℃ -195.8℃
氮气液化后得到液氮，液氮的温度极低，常被用作深度制冷剂。在常温下柔软的物体在液氮中浸泡一下，就会脆如玻璃。
01
氮元素与氮气
二、氮气
01
氮元素与氮气
二、氮气
2.氮气的分子结构
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。
氮氮三键
较高
稳定
很难
但在获得了足够能量情况下，氮气还是能发生反应的。因此氮气发生反应的条件往往是_____或_____。
高温
放电
01
氮元素与氮气
二、氮气
3.化学性质
氮气与氧气在放电或高温条件下反应，生成NO气体：
N2 + O2 ═════ 2NO
放电或高温
雷雨发庄稼
01
氮元素与氮气
二、氮气
3.化学性质
镁可以在氮气中燃烧，生成氮化镁：
3Mg + N2 ══ Mg3N2
点燃
氮化镁是一种黄绿色的固体，为离子化合物。
01
氮元素与氮气
二、氮气
3.化学性质
工业上利用氮气和氢气反应，合成氨气：
N2 + 3H2 2NH3
高温、高压
催化剂
01
氮元素与氮气
二、氮气
4.氮的固定
将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程，称为氮的固定，简称固氮。
氮的固定
自然固氮
人工固氮
如雷雨天，N2转化为NO，豆科植物的根瘤菌将N2转化为NH3
人类通过控制条件，将氮气氧化或还原为氮的化合物。最重要的人工固氮——工业合成氨。
01
氮元素与氮气
二、氮气
4.氮的固定
PART 02
一氧化氮和二氧化氮
02
一氧化氮和二氧化氮
一、氮的氧化物
氮元素共有六种氧化物，均有毒，是大气的污染物。
氮的氧化物 N2O NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5
氮的化合价 +1 +2 +3 +4 +4 +5
氮的六种氧化物中，属于酸性氧化物的有____________。
N2O3、N2O5
02
一氧化氮和二氧化氮
二、一氧化氮与二氧化氮
1.一氧化氮与二氧化氮的物理性质
NO NO2
02
一氧化氮和二氧化氮
二、一氧化氮与二氧化氮
1.一氧化氮与二氧化氮的物理性质
化学式 颜色、状态 水溶性 密度 熔点 沸点
NO 无色气体 难溶 1.34g/L -163.6℃ -151℃
NO2 红棕色气体 易溶 2.05g/L -11℃ 21℃
注意：①NO2在标准状况下为黄褐色液体，不能用气体摩尔体积进行计算。②NO的中毒机理类似于CO。
02
一氧化氮和二氧化氮
二、一氧化氮与二氧化氮
3.一氧化氮与二氧化氮的转化
操作 现象 结论或解释 化学方程式
①在一支50mL的注射器里充入20mLNO并吸入5mL水，封住管口，振荡
②打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气，夹上弹簧夹
③振荡注射器
无明显现象
气体变为红棕色
气体变为无色，且体积减小
NO难溶于水且不与水反应
\
NO与O2反应生成NO2
2NO + O2 ══ 2NO2
3NO2+H2O══2HNO3+NO
NO2与水反应生成NO
02
一氧化氮和二氧化氮
二、一氧化氮与二氧化氮
3.一氧化氮与二氧化氮的转化
实验结果说明，在一定条件下，一氧化氮和二氧化氮可以互相转化。
2NO + O2 ══ 2NO2
可以用该反应检验NO的存在
3NO2 + H2O ══ 2HNO3 + NO
工业上利用该反应制备硝酸
思考：在实验中如果要将注射器中的NO充分转化，可以采用什么措施？该实验对工业生产硝酸有什么启示？
02
一氧化氮和二氧化氮
二、一氧化氮与二氧化氮
4.二氧化氮的其他性质
强氧化性：NO2具有强氧化性，能与SO2、KI等还原剂发生反应。
NO2 + SO2 ══ NO + SO3
二聚反应：NO2发生自身二聚反应，生成N2O4。
2NO2 N2O4（该反应在化学平衡部分会进一步学习）
02
一氧化氮和二氧化氮
二、一氧化氮与二氧化氮
4.二氧化氮的其他性质
二氧化氮的吸收：NO2可以用NaOH溶液吸收
2NO2 + 2NaOH ══ NaNO3 + NaNO2 + H2O
思考：二氧化氮和溴蒸气都是红棕色气体，如何进行鉴别？
可用AgNO3溶液、CCl4、水来鉴别
02
一氧化氮和二氧化氮
二、一氧化氮与二氧化氮
5.氮氧化物溶于水的计算（差量法的运用）
①NO2溶于水的计算
例1.保持温度和压强不变，将10mLNO2和N2的混合气体通入足量的水中，充分反应，剩余6mL气体，求原混合气体中NO2的体积分数。
60%
02
一氧化氮和二氧化氮
二、一氧化氮与二氧化氮
5.氮氧化物溶于水的计算（差量法的运用）
②NO与O2混合溶于水的计算
例2.保持温度和压强不变，将总体积为10mL的NO和O2混合后通入足量的水中，充分反应，剩余3mL气体，NO和O2的体积各为多少？
4mLNO、6mLO2或7mLNO、3mLO2
02
一氧化氮和二氧化氮
二、一氧化氮与二氧化氮
5.氮氧化物溶于水的计算（差量法的运用）
③NO2与O2混合溶于水的计算
例3.保持温度和压强不变，将10mLNO2和O2的混合气体通入足量的水中，充分反应，剩余2mL气体，NO2和O2的体积各为多少？
6.4mLNO2、3.6mLO2或9.2mLNO2、0.8mLO2
PART 03
课堂总结
03
课堂总结
这堂课学到了什么？
①氮元素在自然界中的存在。
②氮气的性质及氮的固定。
③一氧化氮和二氧化氮的性质。
④氮氧化物溶于水的计算。

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