第1課時氮氣和氮氧化物第五章第二節(jié)氮及其化合物核心素養(yǎng)學習目標1.通過學習氮及氮的氧化物的知識培養(yǎng)學生論據(jù)推理與模型認知的化學核心素養(yǎng)。2.通過氮的氧化物溶于水的實驗進一步訓練學生的操作技能，培養(yǎng)學生科學探究與實驗創(chuàng)新的化學核心素養(yǎng)。創(chuàng)設情境引入在國民經(jīng)濟和日常生活中,氮氣有廣泛的用途。首先,利用它“性格孤獨”的特點,我們將它充灌在電燈泡里,可防止鎢絲的氧化延長燈泡的使用壽命。還可用它來代替惰性氣體作焊接金屬時的保護氣。氮氣為什么可以作保護氣?有什么特點呢？氮元素的位置、結構第二周期，第ⅤA族既不容易得到3個電子，也不容易失去5個電子。位置結構

性質(zhì)一般通過共用電子對與其他原子相互結合構成物質(zhì)+7251、氮氣的物理性質(zhì)顏色狀態(tài)氣味密度溶解性_____氣體_____

密度與空氣接近___溶于水無色無味難收集氮氣時用排水法不用排空氣法一、氮氣

用途①作保護氣②作冷凍劑③作食品加工助劑一、氮氣

氮氣保護技術通常應用于珍貴文物的保存和保護,國內(nèi)外不乏先例。美國的《獨立宣言》就密封在氮氣環(huán)境中;中國博物館和中南海毛主席故居紀念館也是應用氮氣保護法;北京房山云居寺“99石經(jīng)回藏”也是氮氣保護的成功典范。為什么氮氣可以作為保護氣?提示:氮氣性質(zhì)穩(wěn)定,常溫下不與物質(zhì)發(fā)生反應,故可作保護氣。一、氮氣【思考討論】結合教材P11和已學內(nèi)容思考氮的非金屬性較強，為什么氮氣的化學性質(zhì)卻比較穩(wěn)定呢？N2NN

NN+725氮分子內(nèi)兩個氮原子間以

結合，斷開該化學鍵需要

的能量，所以氮氣的化學性質(zhì)很

，通常情況下

與其他物質(zhì)發(fā)生化學反應，無法被大多數(shù)生物體直接吸收。共價三鍵(N≡N)較多穩(wěn)定很難

2、

氮氣的化學性質(zhì)一、氮氣氧化性還原性氧化性離子化合物【歸納總結】化學性質(zhì)很穩(wěn)定，但在高溫、放電等條件下，氮氣可以與鎂、氫氣、氧氣等發(fā)生反應。

2、氮氣的化學性質(zhì)一、氮氣氮的固定概念：將大氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過程分類自然固氮—高能固氮生物固氮(如豆科植物的根瘤菌固氮)人工固氮合成氨(工業(yè)上合成氨)仿生固氮(某些金屬有機化合物可起到根瘤菌的作用)(N2＋O2====2NO)放電3、氮的固定氮氣作為反應物4、自然界中氮的循環(huán)

自然循環(huán)

人類活動的影響(1)通過化學方法把空氣中的氮氣轉(zhuǎn)化成氨,再轉(zhuǎn)化成其他含氮化合物(如銨鹽、硝酸等)。(2)燃燒反應產(chǎn)生的氮氧化物參與氮的循環(huán)。大氣中N2

NH3尿素及動植物遺體

土壤中的微生物氮素化肥哈伯(F.Haber，1868-1934)人工固氮合成氨科學史話德國化學家，第一個從空氣中制造出氨的科學家，使人類從此擺脫了依靠天然氮肥的被動局面，加速了世界農(nóng)業(yè)的發(fā)展，因此獲得1918年諾貝爾化學獎?！八翘焓?，為人類帶來豐收和喜悅，是用空氣制造面包的圣人”。N2+3H2

2NH3

高溫、高壓

催化劑【評價訓練】判斷正誤(1)N2和O2在高溫的條件下會生成NO(

)(2)N2中N元素價態(tài)為0價處于中間價態(tài)，因此既有氧化性，又有還原性(

)(3)氮氣常用作焊接金屬、填充燈泡、保存食品的保護氣(

)(4)氮的固定中氮元素一定被氧化(

)(5)工業(yè)上將NH3轉(zhuǎn)化為其他銨態(tài)化肥屬于人工固氮(

)√√√××

有句諺語叫做“雷雨發(fā)莊稼”，你知道其中的科學道理嗎？【新知引入】認識氮的多種氧化物氮元素共有六種氧化物，均有毒，是大氣的污染物。氮的氧化物N2ONON2O3NO2N2O4N2O5氮的化合價+1+2+3+4+4+5(1)N2O俗稱笑氣。

(2)NO2與N2O4可相+6互轉(zhuǎn)化：2NO2N2O4顏色狀態(tài)氣味水溶性NO無色氣態(tài)無味不溶NO2紅棕色氣態(tài)有刺激性氣味易溶二、一氧化氮和二氧化氮NONO2注意：①NO2在標準狀況下為液體，不能用氣體摩爾體積進行計算。②NO的中毒機理類似于CO。NO、NO2是不成鹽氧化物是不成鹽氧化物1.物理性質(zhì)實驗裝置

2.化學性質(zhì)【實驗5-5】【實驗結論】①NO不溶于水，也不與水反應，與O2反應生成紅棕色的NO2：②NO2能與水反應生成無色的NO：實驗操作在一支50mL的注射器里充入20mLNO，然后吸入5mL水，用乳膠管和彈簧夾封住管口，振蕩注射器打開彈簧夾，快速吸入10mL空氣后夾上彈簧夾，觀察現(xiàn)象，然后再振蕩注射器現(xiàn)象____________________________,振蕩后________________無明顯現(xiàn)象無色氣體變紅棕色紅棕色變?yōu)闊o色2.化學性質(zhì)結論：在一定條件下，NO與NO2可以相互轉(zhuǎn)化。反應的化學方程式為①NO→NO2:_____________________;②NO2→NO:__________________________2NO+O2

=2NO23NO2+H2O

=2HNO3+NO可以用該反應檢驗NO的存在工業(yè)上利用該反應制備硝酸二、一氧化氮和二氧化氮2.化學性質(zhì)將NO、NO2完全轉(zhuǎn)化為硝酸的方程①3NO2+H2O===2HNO3+NO②2NO+O2===2NO24NO2＋O2＋2H2O===4HNO34NO＋3O2＋2H2O===4HNO34∶14∶3恰好完全被水吸收【思考討論】二氧化氮的吸收：NO2可以用NaOH溶液吸收2NO2+2NaOH══NaNO3+NaNO2+H2O2NO2?N2O4（該反應在化學平衡部分會進一步學習）【拓展閱讀】氮氧化物對環(huán)境的污染(1)NOx產(chǎn)生光化學煙霧。(2)NOx排入大氣中后，與水反應生成HNO3和HNO2，隨雨雪降到地面形成酸雨。(3)破壞臭氧層：NO2可使平流層中的臭氧減少，導致地面紫外線輻射量增加。為什么雷雨可以發(fā)莊稼呢？現(xiàn)在你可以解釋魔鬼谷草木茂盛、雷雨發(fā)莊稼的原因嗎？

N2+O2=2NO放電或高溫2NO

+O2=2NO2

3NO2+H2O=2HNO3+NO硝酸與土壤中礦物質(zhì)作用形成可溶性硝酸鹽，成為氮肥被植物吸收?！驹u價訓練】判斷正誤(1)由于NO極易與O2反應，并且其密度與空氣相差不多，因此收集NO只能用排水法(

)(2)由于NO2極易與水反應且密度比空氣大，因此收集NO2只能用向上排空氣法(

)(3)NO2與H2O的反應中，NO2只做氧化劑(

)(4)NO和NO2都是有刺激性氣味的有毒氣體，它們都是大氣污染物(

)√√××

1.下列反應中，不屬于氮的固定的是()A．N2和H2在一定條件下合成NH3B．豆科植物把空氣中的氮氣轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮C．雷電時，空氣中的N2與O2反應生成NOD．由NH3制碳酸氫銨和尿素【答案】D【解析】由游離態(tài)氮變成化合態(tài)氮叫氮的固定，D不符合。隨堂檢測2.四支試管中分別充滿NO、SO2、NO2、Cl2中的一種,把它們分別倒置于盛有水的水槽中，放置一段時間后的現(xiàn)象如圖所示。其中原試管充滿NO2的是() 【答案】B【解析】根據(jù)化學方程式3NO2+H2O=2HNO3+NO可知,剩余氣體是反應前的1/3，故B項正確；NO不溶于水,對應D項；SO2對應A項；Cl2對應C項。隨堂檢測3.在一定條件下，將NO2和O2的混合氣體12mL通入足量水中，充分反應后剩余2mL氣體(同溫同壓下)，則原混合氣體中氧氣的體積為()

①1.2mL②2.4mL③3mL④4mL

A．①②B．②③C．③④D．①④【答案】D【解析】混合氣體通入水中，涉及的反應有①4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，②3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。剩余氣體為NO或O2。若剩余的氣體是O2，則V(NO2)＝(4/5)×(12－2)mL＝8mL，V(O2)＝12mL－8mL＝4mL。若剩余的氣體是NO(2mL)?6mLNO2，則V(O2)＝(1/5)×(12－6)mL＝1.2mL。隨堂檢測5.中國汽車銷量增長幅度很大，同時也帶來了空氣污染。汽車尾氣轉(zhuǎn)化裝置里，氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的過程如圖所示。（1）汽車尾氣的主要污染成分包括哪些？CO、NO2