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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 氮及氧化物
1.存在及结构：
游离态：存在于大气中，75%（质量含量）78%（体积含量）
化合态：有机物和盐
一、氮气(N2)
氮原子位置及结构：元素周期表的 周期、第 族。最外层有 个电子，既不容易得3个电子，又不容易失去5个电子。因此氮原子一般通过 与其他原子相互结合构成物质。
第二
ⅤA
5
共用电子对
N2的结构： 。 电子式：
两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合
2.物理性质
3.化学性质
由于氮分子内两个氮原子间以共价三键（N≡N）结合，断开该化学键需要较多的能量，通常情况下难以与其他物质发生化学反应，但在高温、放电等条件下，能够与镁、氢气、氧气发生反应。
1）3Mg + N2 === Mg3N2
Mg3N2 + 6H2O == 3Mg(OH)2 + 2NH3 ↑
Mg3N2 + 8HCl == 3MgCl2 + 2NH4Cl
2） N2＋3H2 2NH3
3） N2 + O2 ===== 2NO
放电或高温
燃烧
4.氮的固定：
1）定义：把游离态的氮转化成化合态的氮
2）方法：
自然界中的氮循环
Cover
Contents
Transition
Substance
Ending
5.用途：
原料气
合成氨、制硝酸
保护气
用于焊接、灯具中、
保存食品
液氮可用作制冷剂
可用于医学、科学
等领域
二、氮的氧化物
1.存在及价态
N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5
+1
+2
+3
+4
+4
+5
一种无色、无味不溶于水的有毒气体，密度比空气略大，是大气的污染物之一，极易被氧化
2.一氧化氮（NO）
2NO + O2 == 2NO2
注意：不能用排空气法收集NO
①密度与空气相差不大
②与空气中的O2发生反应
二、氮的氧化物
3.二氧化氮（NO2）
红棕色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水并与水反应
3NO2 + H2O == 2HNO3 + NO
2NO2 + 2NaOH == NaNO3 + NaNO2+H2O
NO2+ NO + 2NaOH == 2NaNO2+H2O
4.有关NO、NO2、O2三种气体的组合类型及溶于水后的计算
此时剩余气体为NO
1）NO2和NO混合气体与水反应
反应： 3NO2 + H2O == 2HNO3 + NO
例1.将40 mL NO2和NO的混合气体通入倒立于水槽中盛满水的试管里,充分反应后试管中剩余20 mL气体,则原混合气体中NO2和NO的体积比为(　　)
A.2∶1 B.1∶3 C.3∶1 D.1∶1
C
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
2NO + O2 = 2NO2
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
结论
V(NO2):V(O2)=4:1 恰好反应，无气体剩余
V(NO2):V(O2)<4:1 O2过量， 剩余O2
V(NO2):V(O2)>4:1 NO2过量，NO剩余
总反应式
2）NO2和O2混合气体溶于水
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
总反应式：4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3
结论：
V(NO):V(O2)=4:3 恰好反应，无气体剩余
V(NO):V(O2)<4:3 O2过量，剩余O2
V(NO):V(O2)>4:3 NO过量，NO剩余
3）NO和O2混合气体溶于水
2NO + O2 = 2NO2
例2.在一定温度和压强下，将一容积为15 mL的试管充满NO2后，倒置于一个盛有水的水槽中。当试管内液面上升至一定高度不再变化时，在相同条件下再通入O2，若要使试管内液面仍保持在原高度，则通入O2的体积为(　　)
A．3.75 mL B．7.5 mL C．8.75 mL D．10.5 mL
C
归纳总结NO.mp4
(1)原理 无论是单一气体(NO2),还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体,反应的实质是3NO2+H2O====2HNO3+NO,2NO+O2 ====2NO2,
故若有气体剩余只能是NO或O2,不能是NO2。
(2)NO2与O2的混合气体溶于水
(3)NO与O2的混合气体溶于水
1.下列关于氮气的说法中错误的是(　　)
当堂检测
C
2.下列关于NO和NO2的叙述正确的是(　　)
A.NO是一种红棕色气体
B.常温常压下,NO不能与空气中的氧气直接化合
C.含等质量的氧元素的NO和CO的物质的量相等
D.NO2可用排水法收集
C
当堂检测
3.下列物质的转化必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成的是(　　)
①N2→NO2　②NO2→NO　③NO2→HNO3　④N2→NO
A.① B.② C.④ D.③
C
4.NO2溶于水时,与水反应,该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比是(　　)
A.2∶1 B.1∶2
C.3∶1 D.1∶3
B
5.如图所示,室温下向盛有3.0 mL NO的试管中缓缓通入1.5 mL O2(所有气体体积均在标准状况下测定)。
请回答下列问题:
(1)写出观察到的现象:
①　 ;
②　 ;
③　 。
(2)最终试管中剩余的气体是　　　　,体积为　　　。
答案:(1)①通入O2后试管内气体变为红棕色　②试管内液面升高　③最后试管内液体没有全部充满,有无色气体剩余
(2)NO　1.0 mL
THANK YOU
感谢聆听
Ending
Thanks for listening

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