第5章第二节氮及其化合物第一课时氮及其氧化物课件 高一下学期化学人教版（2019）必修第二册.pptx

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1、第一课时第一课时 氮及其氧化物氮及其氧化物第二节第二节第二节第二节 氮及其氧化物氮及其氧化物氮及其氧化物氮及其氧化物凤凰中学凤凰中学位置位置结构结构性质性质既不容易得到既不容易得到3个电子，也不容易失去个电子，也不容易失去5个电个电子，因此氮原子一般通过共用电子对与其它子，因此氮原子一般通过共用电子对与其它原子结合成物质，原子结合成物质，氮元素的氮元素的最高价为最高价为+5，最最低价为低价为-3。-30+2+4+5氢化物氢化物单质单质氧化物氧化物酸酸碱碱盐盐NH3N2NO 2、N2O4NOHNO3HNO2NaNO3NaNO2+3NH3H2O氮元素的价类二维图氮元素的价类二维图1、能从物质类别和

2、化合价角度分析氮气及氮能从物质类别和化合价角度分析氮气及氮的氧化物的性质及转化；的氧化物的性质及转化；2、了解氮及氮的氧化物在生产、生活中的应了解氮及氮的氧化物在生产、生活中的应用和对生态环境的影响；用和对生态环境的影响；一、氮气与氮的固定一、氮气与氮的固定1、存在形态、存在形态游离态游离态(单质单质)化合态化合态(化合物化合物)存在于空气中存在于空气中(约占约占78%)存在于蛋白质以及土壤、海洋存在于蛋白质以及土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中里的硝酸盐和铵盐中2、氮气的性质、氮气的性质(1)物理性质：物理性质：色态色态气味气味密度密度溶解性溶解性熔沸点熔沸点无味无味无色气体无色气体难溶于水难溶于

3、水接近于空气接近于空气很低很低(2)化学性质：化学性质：氮气的氧化性氮气的氧化性(0 -3)N2+3Mg=Mg3N2点燃点燃电子式电子式结构式结构式 常温下，氮气的化学性质很稳定，难以与其常温下，氮气的化学性质很稳定，难以与其它物质反发生应它物质反发生应(常用作保护气常用作保护气)；但在；但在高温、放电高温、放电等条件下，就能与其它物质发生反应。等条件下，就能与其它物质发生反应。N2+3H2 2NH3 高温、高压高温、高压催化剂催化剂(工业合成氨工业合成氨)氮气氮气的还原性的还原性(0 +2)N2+O2=2NO高温或高温或放电放电3、氮的固定、氮的固定(1)概念：概念：将将游离态游离态的氮转化

4、为的氮转化为化合态化合态的氮过程的氮过程(2)分类分类：高能固氮高能固氮生物固氮生物固氮(如如豆科植物豆科植物的根瘤菌固氮的根瘤菌固氮)工业合成氨工业合成氨仿生固氮仿生固氮自然固氮自然固氮人工固氮人工固氮1、下列反应属于氮的固定作用的是、下列反应属于氮的固定作用的是()AN2和和H2一定条件下反应制取一定条件下反应制取NH3B硝酸工厂用硝酸工厂用NH3氧化制取氧化制取NOCNO在空气中在空气中转化为转化为NO2D由由NH3制碳酸氢铵和硫酸氨制碳酸氢铵和硫酸氨2、下列说法正确的、下列说法正确的是是()AN2中两个氮原子之间以共价双键中两个氮原子之间以共价双键(N=N)结合结合 B氮元素在自然界中

5、只以游离态的形式存氮元素在自然界中只以游离态的形式存在在C氮元素最外层有氮元素最外层有5个单子，因此只能得到电个单子，因此只能得到电子表现氧化性子表现氧化性D氮气与非金属单质反应，氮氮气与非金属单质反应，氮气可能表现氧化性，也可能表现还原性气可能表现氧化性，也可能表现还原性DA二、一氧化氮和二氧化氮二、一氧化氮和二氧化氮1、物理性质：、物理性质：【思考】【思考】如何收集如何收集NO和和NO2气体？气体？NO采用排水法采用排水法物质物质色态色态密度密度气味气味毒性毒性水溶性水溶性NONO2 无色气体无色气体红棕色气体红棕色气体比空气略大比空气略大比空气大比空气大无味无味刺激性刺激性有毒有毒有毒有

6、毒不溶不溶易溶易溶NO2采用向上排空气法采用向上排空气法2、化学性质：、化学性质：【实验【实验5-5】实验操作实验操作现象现象结论结论在一支在一支50mL的注射器的注射器里充入里充入20 mLNO，然后，然后吸入吸入5mL水，用乳胶管水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振和弹簧夹封住管口，振荡注射器，观察现象。荡注射器，观察现象。打开弹簧夹，快速吸入打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧空气后夹上弹簧夹，观察现象。振荡注夹，观察现象。振荡注射器，再观察现象。射器，再观察现象。2NO+O2=2NO2无明显现象无明显现象NO不不溶于水也溶于水也不与水反应不与水反应气体由气体由无色无色变变红棕色红棕

7、色震荡后气体由震荡后气体由红棕色红棕色变变无色无色3NO2+H2O=2HNO3+NO2、化学性质：、化学性质：NONO2物质类别物质类别与与O2反应反应与水反应与水反应相互转化相互转化非酸性氧化物非酸性氧化物非酸性氧化物非酸性氧化物2NO+O2=2NO2不反应不反应不反应不反应3NO2+H2O=2HNO3+NONO NO2 O2H2O【思考】【思考】通过反应可以看出，通过反应可以看出，NO2直接与水反应是直接与水反应是无法全部转化为硝酸的，如果要将无法全部转化为硝酸的，如果要将NO2全部转化为全部转化为HNO3，应采取什么措施？，应采取什么措施？通入过量通入过量O2【思考】【思考】具体具体NO

8、2和和O2应满足怎样的比例关系？应满足怎样的比例关系？4NO2+O2+2H2O=4HNO3 4NO+3O2+2H2O=4HNO32NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO+2得得【思考】【思考】如果要使如果要使NO全部转化为硝酸，全部转化为硝酸，NO和和O2又又应满足怎样的比例关系？应满足怎样的比例关系？3+2得得1、下列对、下列对NO、NO2的描述，不正确的是的描述，不正确的是()ANO2与与H2O反应生成反应生成HNO3，所以，所以NO2是酸性氧化物是酸性氧化物BNO可以用排水法可以用排水法收集，可通过收集，可通过N2和和O2直接化合而得到直接化合而得到CNO、NO2在一定条

9、在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物DNO、NO2都有毒，且都有毒，且NO是汽车尾气的有害成分之一是汽车尾气的有害成分之一2、对于反应对于反应3NO2+H2O=2HNO3+NO，下列说法正确的是，下列说法正确的是()A氧化剂与还原剂的质量比为氧化剂与还原剂的质量比为1：2B氧化产物与还原产氧化产物与还原产物的物质的量之比为物的物质的量之比为1:2CNO是氧化剂，是氧化剂，H2O是还原剂是还原剂D若有若有6mol NO2参与反应时，有参与反应时，有3mol电子发生转移电子发生转移AA第二课时第二课时 氨和铵盐氨和铵盐第二

10、节第二节第二节第二节 氮及其氧化物氮及其氧化物氮及其氧化物氮及其氧化物凤凰中学凤凰中学弗里茨弗里茨哈伯哈伯合成氨之父合成氨之父 德德国国化化学学家家，第第一一个个从从空空气气中中制制造造出出氨氨的的科科学学家家，使使人人类类从从此此摆摆脱脱了了依依靠靠天天然然氮氮肥肥的的被被动动局局面面，加加速速了了世世界界农农业业的的发发展展，因因此此获获得得1918年诺贝尔化学奖。年诺贝尔化学奖。N2+3H2 2NH3 高温、高压高温、高压催化剂催化剂(工业合成氨工业合成氨)1、掌握掌握NH3的主要性质及制备的主要性质及制备；2、通过实验探究了解铵盐的性质，认识铵盐通过实验探究了解铵盐的性质，认识铵盐在农

11、业生产中的应用和对生态环境的影响；在农业生产中的应用和对生态环境的影响；3、掌握、掌握NH4+的检验方法的检验方法。一、氨一、氨杭州市一制冷车间发生液氨泄漏杭州市一制冷车间发生液氨泄漏 2004年年4月月20日上午日上午10时，时，杭州市一制冷车间发生液氨杭州市一制冷车间发生液氨泄漏事件，整个厂区是白茫泄漏事件，整个厂区是白茫茫的一片，方圆数百米，空茫的一片，方圆数百米，空气中弥漫着一股浓烈的刺激气中弥漫着一股浓烈的刺激性气味。厂区内寒气逼人。性气味。厂区内寒气逼人。色态色态气味气味密度密度水溶性水溶性特性特性1、物理性质、物理性质无色无色气体气体刺激性刺激性气味气味比空比空气小气小易溶于水易

12、溶于水V(水水):V(氨气氨气)=1:700易液化易液化液氨汽化时会吸收大量的热，因此液氨常作液氨汽化时会吸收大量的热，因此液氨常作制冷剂制冷剂。【实验【实验5-6】喷泉实验】喷泉实验 在干燥的圆底烧瓶里充满在干燥的圆底烧瓶里充满NH3，用带有玻璃管，用带有玻璃管和胶头滴管和胶头滴管(预先吸入水预先吸入水)的橡胶塞塞紧瓶口。倒置的橡胶塞塞紧瓶口。倒置烧瓶，使玻璃管插入盛有水的烧杯中烧瓶，使玻璃管插入盛有水的烧杯中(预先在水里滴预先在水里滴入少量酚酞溶液入少量酚酞溶液)。打开弹簧夹，挤压胶头滴管，使。打开弹簧夹，挤压胶头滴管，使水进入烧瓶。观察并描述现象，分析出现这些现象水进入烧瓶。观察并描述现

13、象，分析出现这些现象的可能原因。的可能原因。现象：现象：烧杯中的酚酞溶液由玻璃管进入烧瓶，形成烧杯中的酚酞溶液由玻璃管进入烧瓶，形成红色喷泉红色喷泉。【思考与讨论思考与讨论】2、溶液为什么呈红色？、溶液为什么呈红色？4、还有哪些气体与试剂能形成喷泉、还有哪些气体与试剂能形成喷泉？气体气体HClNH3CO2、SO2NO2+O2吸收剂吸收剂水或碱溶液水或碱溶液水或酸溶液水或酸溶液碱溶液碱溶液水或碱溶液水或碱溶液3、喷泉实验成功的关键是什么？、喷泉实验成功的关键是什么？装置气密性好装置气密性好 气体的纯度高气体的纯度高 烧瓶必须干燥烧瓶必须干燥氨水呈碱性氨水呈碱性1、烧瓶内为什么会形成喷泉？烧瓶内为

14、什么会形成喷泉？氨气极易溶于水，溶于水后内外形成较大的压强差氨气极易溶于水，溶于水后内外形成较大的压强差 如图所示：烧瓶中充满干燥气体如图所示：烧瓶中充满干燥气体a，将胶头滴管中，将胶头滴管中的液体的液体b挤入烧瓶内，轻轻震荡烧瓶，然后打开弹挤入烧瓶内，轻轻震荡烧瓶，然后打开弹簧夹，烧杯中的液体呈喷泉状喷出，则簧夹，烧杯中的液体呈喷泉状喷出，则a、b不可能不可能是是()A.a为为HCl气体，气体，b为为H2OB.a为为CO2气体，气体，b为浓为浓NaOH溶液溶液C.a为为Cl2气体，气体，b为饱和为饱和NaCl溶液溶液D.a为为Cl2气体，气体，b为浓为浓NaOH溶液溶液C2、化学性质、化学性

15、质(1)与水反应与水反应NH 3+H2O NH 3H 2O NH4+OH-一水合氨一水合氨 一水合氨不稳定一水合氨不稳定NH3H2O=NH3+H2O一元弱碱一元弱碱 【思考】【思考】氨水、一水合氨、液氨有何区别？氨水、一水合氨、液氨有何区别？氨水氨水一水合氨一水合氨液氨液氨物质类别物质类别成分成分混合物混合物纯净物纯净物纯净物纯净物NH3H2O、NH3、H2ONH4+、OH-、H+NH3H2ONH3(2)与酸反应与酸反应氨气是碱性气体，几乎能与所有的酸反应生成盐。氨气是碱性气体，几乎能与所有的酸反应生成盐。NH3+HNO3=NH4NO3 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4可用于可用于NH

16、3和和HCl的互相的互相检验检验NH3+HCl=NH4Cl 产生白烟产生白烟【思考】【思考】是不是所有的酸与氨反应，都能产生白烟？是不是所有的酸与氨反应，都能产生白烟？不是。只有不是。只有挥发性酸挥发性酸与氨气反应，才产生白烟，与氨气反应，才产生白烟，如如浓盐酸，浓硝酸浓盐酸，浓硝酸。产生白烟产生白烟不产生白烟不产生白烟(3)与与O2反应反应(NH3的还原性的还原性)4NH3+5O2 =4NO+6H2O催化剂催化剂工业制硝酸的基础工业制硝酸的基础3、氨的用途、氨的用途制硝酸制纯碱致冷剂制氮肥1、对于氨水组成的叙述正确的是、对于氨水组成的叙述正确的是()A.只含有氨只含有氨分子和水分子分子和水分

17、子 B.只含有一水合氨分子和水分子只含有一水合氨分子和水分子C.只只含有氨分子、水分子和一水合氨分子含有氨分子、水分子和一水合氨分子D.含有氨分子、含有氨分子、水分子、一水合氨分子、铵根离子、氢离子和氢氧水分子、一水合氨分子、铵根离子、氢离子和氢氧根离子根离子D2、下列反应中说明、下列反应中说明NH3既有还原性，又有碱性的是既有还原性，又有碱性的是()A.4NH3+5O2=4NO+6H2O B.NH3+HNO3=NH4NO3C.8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl D.2NH3+3CuO=3Cu+N2+3H2O催化剂催化剂C二、铵盐二、铵盐1、定义：、定义：由由铵根铵根离子和离子和酸根酸根离

18、子构成的化合物离子构成的化合物2、物理性质：、物理性质：大多数铵盐均为大多数铵盐均为易易溶于水的溶于水的白色白色晶体晶体3、化学性质：、化学性质：NH4Cl=NH3+HCl遇冷后又会结合成遇冷后又会结合成NH4ClNH4HCO3=NH3+H2O +CO2(1)受热易分解受热易分解规律：规律：大多数大多数铵盐受热易分解生成铵盐受热易分解生成NH3(2)与强碱反应与强碱反应【实验【实验5-7】NH4+OH-=NH 3H 2O 反应原理：反应原理：=NH3+H2O强碱制弱碱强碱制弱碱现象：现象：将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口试纸将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口试纸变蓝变蓝注意：注意：铵态氮肥要铵态氮肥

19、要避免避免和碱性肥料和碱性肥料(如草木灰等如草木灰等)混混合施用，会降低肥效。合施用，会降低肥效。NH4+的检验的检验铵盐铵盐(NH4+)强碱强碱无色气体无色气体(NH3)湿润红色湿润红色石蕊试纸石蕊试纸蘸有浓盐酸蘸有浓盐酸的玻璃棒的玻璃棒试纸变蓝试纸变蓝产生白烟产生白烟 利用铵盐与强碱在加热条件下产生氨气这一性利用铵盐与强碱在加热条件下产生氨气这一性质可用来质可用来检验检验NH4+和和制备制备NH3。NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+NH3+2H2ONH3的的实验室制法实验室制法反应原理：反应原理：收集方法：收集方法：向下向下排空气法排空气法棉花的作用：棉花的作用：防止空气与防止空气与

20、NH3发发生对流而使收集到的气体不纯生对流而使收集到的气体不纯 用湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒靠用湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，试纸变蓝或产生白烟。近试管口，试纸变蓝或产生白烟。验满方法：验满方法：【思考】【思考】这样制得的这样制得的NH3是否纯净？若不纯净，如是否纯净？若不纯净，如何除去含有的杂质？何除去含有的杂质？杂质是水蒸气，制得的杂质是水蒸气，制得的NH3需要经过干燥处理需要经过干燥处理 选用碱石灰或生石灰选用碱石灰或生石灰等碱性干燥剂，等碱性干燥剂，不能用浓不能用浓硫酸、无水硫酸、无水CaCl2来干燥来干燥NH3。干燥剂的选择：干燥剂的选择：球形干燥管球

21、形干燥管U型干燥管型干燥管【思考】【思考】如何吸收处理实验室中多余的如何吸收处理实验室中多余的NH3？通入水或者酸中通入水或者酸中（注意（注意防倒吸防倒吸）【思考】【思考】实验室制取实验室制取NH3的方法还有哪些？的方法还有哪些？NH3H2O=NH3+H2O1、为了检验某固体物质中是否含有为了检验某固体物质中是否含有NH4+，你认为，你认为下列试纸或试剂一定用不到的是下列试纸或试剂一定用不到的是()蒸馏水蒸馏水NaOH溶液溶液红色石蕊试纸红色石蕊试纸蓝色石蕊试纸蓝色石蕊试纸稀硫酸稀硫酸 A.B.C.D.2、下列方法适合实验室制取氨气的是下列方法适合实验室制取氨气的是()A.N2和和H2催化加热制取氨气催化加热制取氨气 B.加热加热NH4Cl制取氨气制取氨气 C.将浓氨水向碱石灰固体将浓氨水向碱石灰固体上滴加上滴加 D.将将NH4Cl溶液和溶液和NaOH溶液混合溶液混合BC