高中化学苏教版 (2019)必修 第二册第一单元 氮的固定精品ppt课件

这是一份高中化学苏教版 (2019)必修 第二册第一单元 氮的固定精品ppt课件，共37页。PPT课件主要包含了火箭发射的燃料，庄稼施用的化肥，一氮的存在，N≡N，一定义，氮的固定，二分类，根瘤菌，三生物固氮，雷雨天氮的固定等内容，欢迎下载使用。

2N2H4(g) + N2O4(g) = 3N2(g) + 4H2O(l) △H = -1096.7 kJ/ml
丰收的田野与快乐的农民
1.以游离态存在于空气中 — 氮气(约占空气体积的78%) 2.以化合态存在于多种无机物和有机物 — 硝酸盐、蛋白质等
一、氮气分子的结构和性质
(二) 氮气分子的结构和性质
1.电子式：2.结构式：3.化学性质：通常情况下很不活泼。 4.物理性质：无色无味的气体, 难溶于水, 熔沸点低, 密度比空气略小。(与空气密度相近, 只能用排水法收集N2)
工业合成氨（合成氨反应）
(1)是合成氨、制硝酸的重要原料
N2 + O2 2NO
(3)医学上，用液氮作冷冻剂
(2)保护气：焊接金属；灯泡的填充气体；保存粮食、罐头、水果
猜猜看： 美丽的闪电除了给我们带来的视觉和听觉上的冲击，还带来了什么？
将空气中游离态的氮转化为含氮化合物叫作氮的固定。
自然固氮：生物固氮 — 豆科植物的根瘤菌 90% 高能固氮 — 闪电、火山爆发 10%人工固氮：合成氨 仿生固氮(某些金属有机化合物可起到根瘤菌 的作用)
与大豆、蚕豆等豆科植物共生的根瘤菌中存在固氮酶，能在常温常压下把空气中的氮气转变为氨。
雷雨是如何将空气中氮气生成肥料的，它的成分是什么 ？
雷雨发庄稼，闪电有助于生成氮氧化物。
2NO + O2 == 2NO2
3NO2 + H2O == 2HNO3 + NO
该反应有什么特点？如何提高氨的产量？
（5）人工固氮——合成氨
①为植物生长提供足够的氮肥。②缓解了地球上有限的耕地资源与庞大的粮食需求之间的矛盾。③改变了世界粮食生产的历史，使人类免受饥荒之苦。
ΔH=-92.4 kJ· ml-1
(2)原料:氮气与氢气。
③反应为可逆反应,达到平衡时混合气体中氨气约占 ,然后分离出氨气后,将未反应的 送回合成塔循环使用。
(3)条件:高温、高压、催化剂。
①在较高温度下将混合气体加压后送入合成塔反应。
②反应放出的大量的热可以用来预热原料气,以达到反应所需的温度,节约能源。
(1)X为氨气，Y为氢气与氮气混合物。(2)高温、高压、催化剂有利于加快反应速率。(3)从反应后的混合气体中分离出氨气，未反应的原料气循环使用有利于提高原料(氮气、氢气)的利用率。
尿素（CO(NH2)2）
哈伯（F.Haber 1868—1934）
他因攻克氨的合成这一世界难题，将无数人从饥饿的死亡线上拯救出来；他也因发明大量化学武器并用于战争，使无数人伤残致死；他是诺贝尔化学奖得主受人尊敬，他也是战争魔鬼遭人唾骂。
氮肥的生产和使用
常温下为无色、无味的气体，微溶于水。在大气中达到一定浓度时有毒，NO使人体中毒的原理与CO相似,都是与血红蛋白结合，使其失去输送氧气的功能。
（2）化学性质具有还原性易被氧化故，只能用排水法收集
在生物学方面有独特作用，人体中极少量的NO会促进血管扩张，防止血栓塞等。
四、氮的常见氧化物及转化
2NO + O2 2NO2
2、二氧化氮（NO2）
常温下为红棕色、有刺激性气味的气体，与水反应。在大气中达到一定浓度时有毒。只能用向上排空气法收集
②NO2与NaOH溶液反应
2NO2＋2NaOH ==NaNO2＋NaNO3＋H2O
2、如何除去NO中NO2？
1、如何收集NO和NO2气体？
○ NO只能用排水法，○ NO2只能用向上排气法。
○ 将混合气通过水洗。
3、NO2与溴蒸汽如何鉴别？
○ 水洗法 ○ 四氯化碳法 ○ AgNO3溶液法
现给你一集体瓶二氧化氮，将其倒置于水槽中，问集气瓶内会有什么变化？
红棕色气体消失，水位上升，最后水充满集气瓶的2/3，无色气体充满集气瓶的1/3。
你认为此实验对工业生产硝酸有什么启示？
充分利用原料，减少污染物的排放
2NO + O2 == 2NO23NO2 + H2O == 2HNO3 + NO……
4NO + 3O2 + 2H2O == 4HNO3
4NO2 + O2 + 2H2O == 4HNO3
1.NO2 或 NO2 和 NO 的混合气体溶于水
2.NO2 和 O2 的混合气体溶于水
3.NO 和 O2 的混合气体溶于水
4.NO2 、NO 和 O2 的混合气体溶于水
氮氧化物溶于水的有关计算
例1：将12mLNO2与O2混合气体被水充分吸收后，发现剩余2mL气体，问原混合气体体积各为多少？
讨论：（1）若剩余气体为O2，则 4NO2 + O2 + 2H2O === 4HNO3 ΔV 4V 1V 5V
若剩余气体为O2, 则反应的NO2与O2为10mL, V(NO2) = 10mL×4/5 = 8mL, V(O2) = 12mL - 8mL = 4mL,V(NO2) : V(O2) = 8:4 = 2:1
（2）若剩余气体是NO，则3NO2 + H2O === 2HNO3 + NO 2mL
若剩余气体为NO, 则NO2过量为6mL, 所以参与反应②的NO2与O2为6mL, V(NO2) = 6mL + 6mL×4/5 = 10.8mL, V(O2) = 12mL - 10.8mL = 1.2mL,V(NO2) : V(O2) = 10.8 : 1.2 = 9:1
4NO2 + O2 + 2H2O === 4HNO3 ΔV 4V 1V 5V
例2：将体积为10mL的试管倒置于盛水的水槽中，先向试管中注入一定量的NO，再通入O2，两种气体共为10mL，水面逐渐上升，至余3mL气体时为止。求原混合气体中NO和O2各多少毫升？
根据刚才的分析可以知道，在不知道具体哪个多的情况下有气体剩余，则剩余气体可能是NO；也可能是O2
解（1）若剩余气体为NO，则O2完全反应，设O2的体积为x 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 4 3
4x/3 + x = (10-3) = 7mLx = 3mL V(NO) = 7mL
（2）若剩余气体为O2，则NO完全反应，设NO的体积为y 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 4 3
y + 3y/4 = (10-3) = 7mLy = 4mL V(O2) = 6mL
(1)若将充满NO2的试管倒扣在水槽中
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
继续向试管中通入氧气
4NO2 + O2 +2H2O = 4HNO3
结论：红棕色消失，上升试管体积 ⅔的水
2NO + O2 == 2NO2 ①
3NO2 + H2O == 2HNO3 + NO ②
(2)若将NO2和O2同时通入水中的反应
(3)若是NO与O2呢？
N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5
（NO2和N2O4均无纯净可言）
思考：二氧化氮是硝酸的酸酐吗？为什么？
N2O5 + H2O == 2HNO3
1998年诺贝尔奖获得者伊格纳罗
伊格纳罗发现一氧化氮(NO)是人体内保护机体抵抗心血管疾病与其他疾病的信号分子。
1、起固定氮作用的化学反应是 ( ) A．N2与H2在一定条件下反应生成NH3 B．硝酸工厂用NH3氧化制NO C．雷雨时空气中的N2转化为NO D．由NH3制碳酸氢铵和硫酸铵
2、上世纪80年代后期人们逐渐认识到，NO在人体内起着多方面的重要生理作用。下列关于NO的说法错误的是 ( ) A．NO是具有刺激性的红棕色气体 B．NO是汽车尾气的有害成分之一 C．NO在人体的血管系统能促进血管扩展 D．NO能够与人体血红蛋白结合，造成人体缺氧中毒