资源简介 (共37张PPT)1940年至1960年间,在美国洛杉矶,发生了严重的 有毒烟雾污染大气的事件-------光化学烟雾。那么光化学烟 雾到底是什么,这一节课我们就来学习和光化学烟雾污染 有关的一种物质元素----N。人教版必修第二册第二节氮及其化合物第一课时氮气与氮的固定一氧化氮和二氧化氮一.氮气与氮的固定 1.自然界中的氮元素的存在 空气中的氮气土壤海洋中硝酸盐和铵盐 氮元素动植物蛋白质1.自然界中的氮元素的存在①游离态:主 要以 氮分子的形式存在于空气中,约占空气的78% (体积分数)。②化合态:部 分存在于动植物体内的 蛋白质 中; 部分存在于土壤、海洋里的 硝酸盐 和 铵盐 中。颜色 气味 状态 密度溶解性无色 无味 气体 密度比空气稍小 难溶于水熔点:-210℃沸点:-196℃密度:1.25g/L2.氮气的性质(1)物理性质收集氮气时用排水法不用排空气法推断含氮物质可能的化学特性。氮元素位于元素周期表的第二周期、第VA族。氮原子的最外电子层有5个电子,既不容易得到3个电子,也不容易失去5个电子。主要化合价:-3,0,+2,+4,+52 .氮气的性质思考与交流: 画出氮原子的结构示意图,分析氮的原子结构,因此,氮原子一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质。原子结构2.氮气的性质(2)化学性质氮气结构特点:电子式→: N · N : 结构式 → N 三 N由于氮分子内两个氮原子间以共价三键结合,断开该化学键需要较多的能量,所以氮气的化学性质很稳定,通常情况下难以与其他物质发生化学反应,无法被大多数生物体直接吸收。2.氮气的性质(2)化学性质但在高温、放电等条件下,氮分子获得了足够的能量,使 N=N 断裂, 也可以和一些物质发生化学反应。①金属镁: 氮气表现 氧化 性;放电或高温②氧气: N +O ==== 2NO ,氮气表现 还 原 性。,氮气表现 氧 化 性;③氢气:镁条在空气中燃烧,固体产物有几种 三种。Mg N 、MgO 、C (镁条可以在 CO 中燃烧)思考交流 科学史话氮气保护技术通常应用于珍贵文物的保存和保护,国内外不乏先例。 美国的《独立宣言》就密封在氮气环境中;中国博物馆和中南海毛主席故居纪念馆也是应用氮气保护法;北京房山云居寺“99石经回藏”也是氮气保护的成功典范。为什么氮气可以作为保护气 北京房山云居寺石经地宫及应用氮气保护的石经氮气性质稳定,常温下不与物质 发 生反 应 ,故可作保护气。3.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、氮的固定1.含义----将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。2. 分类: N +O NO(1) 自然固氮:大自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气转化为 含氮的化合物,或豆科植物根瘤菌将氮气转化为氨。(2) 人工固氮:如工业合成氨。 N 固氮酶 →NH (铵态氮肥)自然固氮和人工固氮都是化学变化雷电作用 豆科植物的根瘤固氮泄物化肥生产等氨或铵盐吸 收亚硝酸盐硝酸盐图5-9 自然界中氮的循环自然界中氮的循环自然固氮人工固氮动物摄食想 一想:氮是自然界各种生物体生命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物体提供氮元素的呢 工业合成氨为农作物为农 作物的生长提供了必须的氮元素,为其他化工产品 (如炸药、农药、染料等)的生产提供了重要原料。② 在放电条件下,空 气中N 与氧气化合为氮的氧化物,并随降雨进入水体和 土壤中。③ 微生物分解动植物中的蛋白质生成小分子的含氮化合物,回到水体和土壤 中。(2)人类活动:①将空气 中N 合成氨,再进一步转化为其他含氮化合物,进入水体和土壤中。②化石燃料燃烧、森林和农作物的枝叶燃烧所产生的氮氧化物通过大气进入 陆地和海洋。5. 自然界中氮的循环(1)自然界:①豆科植物根部的根瘤菌,把氮气转变为硝酸盐等含氮的化合物。人教版必修第二册第二节氮及其化合物第二课时一氧化氮和二氧化氮N 的氧化物的种类——它们都有毒,是大气污染物。N O (笑 气)、NO、N O 、NO 、N O 、N O 六种,其化合价分别是。 +1,+2,+3,+4, +4,+5上述氮的氧化物中属于酸性氧化物的是N O 和N O 。无色有甜味的气体,在室温下稳定,有轻微麻醉作用,并能致人发笑,已被列入《危险化学品目录》3CO+2NO ====3CO +N O二.一氧化氮与二氧化氮氧化物 颜色 气味 毒性 状态 水溶性收集方法NO 无色 无味 有毒 气体 不溶排水法NO 红棕色 刺激性气味 有毒 气体 易溶向上排空气法1、一氧化氮和二氧化氮的性质(1)物理性质二.一氧化氮与二氧化氮【实验5-5】如图5-10所示,在一支50mL 的注射器里充入20mLNO, 然后吸入5mL水,用乳胶管和弹簧夹封住管口,振荡注射器,观察现象,打开弹簧夹,快速吸入10mL空气后 夹上弹簧夹,观察现象,振荡注射器,再观察现象。图5-10 二氧化氮溶于水的实验环节2、知识精讲实验探究 【实验5-5】二氧化氮溶于水的实验实验操作 实验现象实验结论在一支50 mL的注射器里 充入20 mL NO,然后吸入 5mL水,用乳胶管和弹簧 夹封住管口,振荡注射器 注射器内无明显变化NO难溶于水打开弹簧夹,快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹 注射器内气体变为红棕色 注射器活塞向左移动NO和O 反应生成红棕色NO 振荡注射器 气体的红棕色消失, 注射器活塞继续向左移动NO 溶于水生成无色的NO【实验5-5】思考与讨论:1. 实验5-5中发生了哪些化学反应 2 NO+O === 2NO 3NO +H O===2HNO +NO2.如果要将注射器中的NO 充分转化,可以采取什么措施 继续通入过量的空气3.上述实验对工业上生产硝酸有什么启示 在用水吸收NO 制取硝酸的反应过程中,要不断地补充一些空气,使NO 尽可能多地转化为硝酸1、一氧化氮和二氧化氮的性质(2)化学性质①、NO易被O 氧化为NO 2NO+0 ==2NO 催化剂与NH 反应: 6NO+4NH 加热5N +6H O氧化性与CO反应: 2NO+2CO 催化剂N +2CO 氧化性1、一氧化氮和二氧化氮的性质(2)化学性质 NO NO 均为不成盐氧化物② 、NO 难被氧化,易与水反应生成HNO 和NO3NO +H O==2HNO +NONO单独不与NaOH溶液反应NO与NO 一起与NaOH溶液反应NO+NO +2NaOH ==2NaNO +H ONO 单独与NaOH溶液反应2NO +2NaOH==NaNO +NaNO +H ONO 具有较强的氧化性,可使湿润的KI淀粉试纸变蓝还可将SO 氧化: NO +SO ===SO +NO常温下易转化为 N O 2NO 红棕色N O 无色二氧化氮和四氧化二氮思 考 :NO 和溴蒸气都是红棕色、有刺激性气味的气体,怎样加以区别 【提示】由于NO 和Br 在性质上有不少相似性:①均具有氧化性;②溶于水均有酸生成;③均可与碱反应;④均为红棕色等。所以不能用淀粉一KI 试纸、pH 试纸、NaOH 溶液来鉴别,但二者性质又有差别。可以用下列方法鉴别:①AgNO 溶液; 加溴产生淡黄色沉淀,加NO 不变色②CCl ; CCl 层有色的是溴③ 用水洗法。溴溶于水即为溴水,橙黄色。 N O 溶于水红棕色褪去2、氮的氧化物溶于水的计算无论是单一气体(NO ), 还 是NO、NO 、O 中的两者或三者的混合气体,反应的实质是3NO +H O==2HNO +NO,2NO+O ==2NO ,故若有气体剩余只能是NO 或O , 不可能是NO 。所以①×2+②得 4NO +O +2H O=4HNO ③②×3+①×2得4NO+30 +2H O===4HNO ④也就是按此比例的气体可以和水完全反应生成硝酸。2、氮的氧化物溶于水的计算(1)有关化学反应方程式 3 NO +H O===2HNO +NO① 2NO+O ===2NO ②2、氮的氧化物溶于水的计算①若NO 通入水中,关系式为3 NO +H O===2HNO +NO剩余气体为NO。2、氮的氧化物溶于水的计算②若NO 和NO 通入水中,总关系式为3NO +H O===2HNO +NO。剩余气体为NO剩余V(NO)=V(NO) 原2、氮的氧化物溶于水的计算③若NO 和O 通入水中,总关系式为4NO+30 +2H O===4 HNO 当体积比V(NO):V(O )<4:3 O 过量,剩余气体为O =4:3 恰好完全反应,无气体剩余>4:3 NO 过量,剩余气体为NO剩余V(NO)=V(NO) 原2、氮的氧化物溶于水的计算④若NO 和 O 通入水中,总关系式为4 NO +O +2H O===4HNO 当体积比V(NO ):V(O )<4:1 O 过量,剩余气体为O 剩 余V(O )=V(O ) 原=4:1 恰好完全反应,无气体剩余>4:1 NO 过量,剩余气体为NO(过量NO 与H O 反应生成NO)3NO +H O===2HNO +NO剩余V(NO)=原 4 V(O )]2、氮的氧化物溶于水的计算值得注意的是:当NO 或NO转化为HNO 时要失去电子,若上述两种气体与O 混合通入水中时,O 得电子,且得失电子数必须相等,这是电子守恒法解答此类题目的依据。汽车、工厂等污染源排入大气的氮氧化物与碳氢化合物( 一 次污染物),经紫外线照射发生光化学反应生成以臭氧为主的二次污染物,参与光化学 反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物,称为光化学烟雾。光化学烟雾危害人体健康和植物生长。资料卡片——光化学烟雾3、氮氧化物对环境的污染(1)光化学烟雾:NO 在紫外线作用下,与碳氢化合物发生 一系列光化学反应,产生了一种有毒的烟雾。(2)酸雨:NO、排入大气中后,与水反应生成HNO 和HNO ,随雨雪降到地面。3、氮氧化物对环境的污染(3)破坏臭氧层:NO 可使平流层中的臭氧减少,导致地面紫外线辐射量增加。(4)NO 与血红蛋白结合使人中毒,与 CO 相同。NO 与血红蛋白的结合能力大于CONONO 物理性质 无色,无味红棕色,刺激性气味毒 性 有毒(机理同CO)有毒与 水3NO +H O==2HNO +NO与 O 2NO+O =2NO 4NO+30 +2H O=4HNO 4NO +O +2H O=4HNO 4、一氧化氮和二氧化氮的性质比较下课~记得复习和做作业~ 展开更多...... 收起↑ 资源预览