高中化学人教版 (2019)必修 第二册氮及其化合物图文课件ppt

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册氮及其化合物图文课件ppt，共46页。PPT课件主要包含了共用电子对，氮分子，硝酸盐，游离态，氮的化合物，答案C，答案A等内容，欢迎下载使用。
(一)氮气与氮的固定1.氮气(1)氮元素及其存在①氮原子的结构：氮元素位于元素周期表的第____周期、第______族，其原子结构示意图为________ 。氮原子一般通过___________与其他原子相互结合构成物质。氮元素的常见化合价为_______价。
②自然界中的存在形态a.游离态：主要以________的形式存在于空气中。b.化合态：以蛋白质的形式存在于动植物体内，以_______和_____的形式存在于土壤、海洋里。(2)氮气的物理性质：无色无味的气体，熔点为-210 ℃，沸点为-196 ℃，密度为1.25 g·L-1。
(3)氮气的化学性质：氮气的化学性质______，通常很难与其他物质发生化学反应。①还原性：氮气与氧气反应的化学方程式为____________________。②氧化性：氮气与镁、氢气反应的化学方程式分别为___________________、____________________。
[微点拨]　氮气化学性质稳定的原因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稳定。
2.氮的固定(1)氮的固定：将大气中_______的氮转化为____________的过程叫做氮的固定。(2)类型
[微辨析]多维视角分析氮的固定 氮的固定，是以氮气为核心的氮及其化合物之间的转化。将氮气转化为氮氧化物或氨，实现了氮元素化合价的升高或降低，体现了氮气的还原性或氧化性；放电、高温和高压等苛刻的反应条件则表明氮气的化学性质很稳定，其还原性和氧化性皆很弱。
(二)一氧化氮和二氧化氮1.物理性质
2.化学性质(1)在常温下，NO很容易与O2反应，化学方程式为________________。(2)NO2溶于水时发生反应，化学方程式为________________________。
2NO+O2==2NO2
3NO2+H2O==2HNO3+NO
3.二氧化氮溶于水的实验
1.正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)用氮气保护博物馆文物或粮食，利用了氮气的密度与空气相近。( )提示：利用的是氮气化学性质稳定，而不是密度与空气相近。(2)氮在自然界只有正价态的化合物，没有负价态的化合物。( )提示：氨和铵盐中氮元素都是负价。(3)氮的固定中氮元素一定被氧化。( )提示：人工固氮合成氨反应中氮元素被还原。(4)雷雨天含氮物质发生的反应都属于氮的固定。( )提示：雷雨天只有N2与氧气合成NO的反应属于氮的固定。(5)NO或NO2与足量氧气、水反应可以全部转化为硝酸。( )
2.关于氮气性质的说法中，错误的是 (　　)A.氮在自然界中既以游离态存在又以化合态存在B.通常情况下，氮气性质很不活泼C.可在氧气中燃烧生成一氧化氮D.大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环解析：通常情况下，氮气的性质很不活泼，在放电或高温条件下，能跟氧气反应。答案：C
3.下列关于氮的氧化物的说法中，正确的是 (　　)A.氮的氧化物都是酸性氧化物B.氮的氧化物既有氧化性，又有还原性C.NO2与H2O反应生成HNO3，所以NO2是酸性氧化物D.NO和NO2均有毒解析：NO、NO2等不是酸性氧化物，A项错误；N2O5中氮元素为最高价，只有氧化性，B项错误；尽管NO2与H2O反应生成HNO3，但N的价态发生了变化，故NO2不是酸性氧化物，C项错误。答案：D
新知探究(一)　氮氧化物的性质及应用[活动·探究]1.在使用NO钢瓶的过程中，操作人员需佩戴自吸过滤式防毒面具，防止气体泄漏并避免NO气体与卤素单质接触。请解释原因。提示：NO有毒，佩戴自吸过滤式防毒面具可防止中毒。NO气体不稳定，遇空气生成有毒的NO2，会污染环境；卤素单质是较强的氧化剂，NO能被卤素单质氧化(如NO与氯气反应生成NOCl)，所以要避免与卤素单质接触。
2.氮气性质很稳定，工业制备NO时能否在常温常压下由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到?提示：能。氮气性质很稳定，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，氮气能够与氧气发生化合反应，生成NO。3.NO和NO2应分别采用什么方法收集?请说明原因。提示：常温下NO能与O2反应，只能用排水法收集。NO2能与水反应，故只能用排空气法收集。
4.闪电是大家非常熟悉的自然现象。某山谷经常雷雨交加，但树木、草等植被非常茂密。你能解释该山谷植被茂密的原因吗?请写出相关反应的化学方程式。提示：雷雨天时在闪电的作用下，空气中的氮气与氧气反应生成NO，然后发生NO→NO2→HNO3的转化，HNO3随雨水进入土壤，跟土壤中的矿物作用生成硝酸盐，为植被提供了丰富的氮肥。相关反应的化学方程式为N2+O2 2NO，2NO+O2==2NO2，3NO2+H2O==2HNO3+NO。
[归纳·点拨]1.NO和NO2性质的对比
2.NO和NO2的尾气处理(1)NO与酸碱都不反应，进行尾气处理时一般用充袋法，或通入氧气的同时用碱溶液吸收。(2)NO2与碱溶液能直接反应，可用碱溶液直接吸收：2NO2+2NaOH==NaNO2+NaNO3+H2O。
[应用·体验]1.据研究，NO广泛分布于生物体内各组织中，可将积存在血管壁上的脂肪、胆固醇带走，被称为“血管清道夫”。下列说法中错误的是(　　)A.NO极易与氧气反应生成一种红棕色气体B.NO可以是某些低价含氮物质的氧化产物C.人体吸入大量NO气体，可以预防心血管疾病D.NO是汽车尾气排放的污染物之一解析：NO有毒，人体不能吸收大量NO气体，C错误。答案：C
2.运载火箭的推进剂被引燃后发生剧烈反应，产生大量高温气体，从火箭尾部喷出。高温气体的成分有CO2、H2O、N2、NO等，这些气体均为无色，但在发射现场看到火箭喷射出大量的红烟，产生红烟的原因是 (　　)A.高温下N2遇空气反应生成NO2B.NO遇空气反应生成NO2C.CO2与NO反应生成NO2D.NO与H2O反应生成NO2解析：根据原高温气体均为无色，但现场却能看到红烟可推知，是因为发生反应：2NO+O2==2NO2。答案：B
3.已知浓硝酸与铜反应产生NO2。利用NO、O2和Na2CO3溶液反应制备NaNO2的装置如下图所示(盛放浓硝酸的仪器为分液漏斗)。下列关于该实验的描述正确的是 (　　)A.装置a、b、c中只有a中发生的反应属于氧化还原反应B.实验过程中，装置b有防止倒吸的作用C.装置c中发生反应的化学方程式为2Na2CO3+4NO+O2==4NaNO2+2CO2D.最后得到的尾气可以被NaOH溶液完全吸收
解析：装置a中浓硝酸与铜反应制备二氧化氮，产生的二氧化氮与装置b的水反应可以产生NO，二者都是氧化还原反应，c中也是氧化还原反应，故A错误；装置b产生一氧化氮，不能防止倒吸，故B错误；根据原子守恒可知装置c中发生反应的化学方程式为2Na2CO3+4NO+O2==4NaNO2+2CO2，故C正确；尾气中有氮气，不能被碱液吸收，所以D项错误。答案：C
新知探究(二)　NOx与O2、H2O反应的计算思维模型[典例·感知]　　同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体，它们是：①NO和NO2，②NO2和O2，③HCl和N2。将3支试管均倒置于盛水的水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列关系正确的是(　　)A.V1>V2>V3　　　　　B.V1>V3>V2C.V2>V3>V1D.V3>V1>V2
[归纳·点拨]1.相关反应原理①3NO2+H2O==2HNO3+NO②2NO+O2==2NO2由化学方程式①×2+②得：③4NO2+O2+2H2O==4HNO3由化学方程式①×2+②×3得：④4NO+3O2+2H2O==4HNO3无论是单一气体NO2，还是NO、NO2、O2的混合气体，反应的实质是反应①和②，故若有气体剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。
(2)电子守恒法在氧化还原反应中得失电子数必然相等。NOx、O2的混合气体通入水中发生反应的实质是NOx被氧气氧化为HNO3，所以N的化合价升高与O的化合价降低的数目是相等的。如：
[助学资料]NOx与O2、H2O反应计算的本质NOx与O2、H2O反应的计算常常用来考查化学方程式的灵活加合技巧和对剩余气体多种情况的讨论，从而考查学生思维的发散性和逻辑性。实际上该问题的本质是氧化还原反应中的电子守恒，因此可计算出所有的NOx全部被氧化为硝酸需要多少氧气，如果氧气过量就剩余氧气，如果氧气不足就剩余NO，这样就简化了计算模型。
[应用·体验]1.将盛有N2和NO2混合气体的试管倒立于水中，经过足够长的时间后，试管内气体的体积缩小为原来的一半，则原混合气体中N2和NO2的体积之比是(　　)A.1∶1　　 B.1∶2　 　C.1∶3　　 D.3∶1
2.如下图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满NO2和NO气体，分别倒置于水槽中，然后通过导管缓慢通入氧气，边通边慢慢摇动试管，直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则两个试管内溶液中溶质的物质的量浓度之比为 (　　)A.1∶1B.5∶7C.7∶5D.4∶3
解析：两试管容积相等，则V(NO2)=V(NO)，n(NO2)=n(NO)，则生成的HNO3物质的量相等，溶液的体积也相同，故两个试管内溶液中溶质的物质的量浓度相等。答案：A
3.将V mL NO和NO2的混合气体通过水吸收后，得到a mL 无色气体A，将此无色气体A与等体积O2混合，再通过水充分吸收后，收集到5 mL无色气体B。试回答：(1)A气体是__________，B气体是__________ 。 (2)A气体的体积是__________ 。 
(一)知识体系自主构建
(二)浸润素养典题精练1.(2025·江苏卷)大气中的氮是取之不尽的天然资源。下列工业生产中以氮气作反应物的是(　　)A.工业合成氨　　 　　B.湿法炼铜C.高炉炼铁D.接触法制硫酸解析：工业合成氨为N2 和H2 反应生成NH3，氮气是直接反应物，A正确；湿法炼铜通过Fe置换CuSO4中的Cu，反应不涉及氮气，B错误；高炉炼铁中氮气作为空气成分进入高炉，但未参与还原铁矿石的主要反应，C错误；接触法制硫酸涉及硫或硫化物的氧化，氮气未参与反应，D错误。
2.下列反应中，不属于氮的固定的是 (　　)A.N2和H2在一定条件下合成NH3B.豆科植物把空气中的氮气转化为氮的化合物C.雷电时，空气中的N2与O2反应生成NOD.由NH3制碳酸氢铵解析：由游离态的氮转化为氮的化合物的过程为氮的固定，D项NH3不是游离态，故错误。答案：D
3.下列说法错误的是 (　　)A.豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮气的过程是化学变化 B.汽车尾气中排放的氮氧化物是由游离态的氮转化来的 C.化石燃料燃烧时通常不释放出氮氧化物 D.植物秸秆燃烧时释放出氮氧化物，参与了氮的循环
解析：豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮气进行氮的固定，属于化学变化，A项正确；汽车尾气中排放的氮氧化物主要是放电条件下由游离态的氮与氧气反应转化来的，B项正确；化石燃料燃烧会释放出氮氧化物，C项错误；植物秸秆燃烧时释放出氮氧化物，氮氧化物又转化为硝酸和硝酸盐，参与了氮的循环，D项正确。答案：C
4.关于收集一氧化氮和二氧化氮两种气体的方法，下列叙述正确的是 (　　)A.都可用排水法B.一氧化氮用排水法，二氧化氮用向上排空气法C.都可用向上排空气法 D.一氧化氮用向上排空气法，二氧化氮用排水法解析：NO与空气中的氧气反应，NO2与水发生反应。答案：B
5.汽车尾气转化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。(1)汽车尾气的主要污染成分包括哪些?(2)由图分析写出汽车尾气转化装置里发生的反应。在反应中氮的氧化物分别表现什么性质?(3)由图推出NO和O2必须在催化剂表面才能反应，这个结论对吗?(4)汽车尾气的排放有哪些危害?
解析：(1)汽油不完全燃烧生成CO，放电条件下氮气与氧气反应生成NO，部分NO与氧气反应生成NO2，故尾气的主要污染成分为CO、NO2、NO等。(2)由题图中进出的物质可知，发生的反应为2NO+O2==2NO2， 2NO2+4CO 4CO2+N2，第一个反应中NO表现还原性，第二个反应中NO2表现氧化性。(3)NO和O2在空气中就能迅速反应生成NO2。(4)汽车尾气被人吸入会造成伤害，排入大气会引起光化学烟雾、硝酸型酸雨等。
答案：(1)CO、NO2、NO等。(2)发生的反应为2NO+O2==2NO2，NO表现还原性；2NO2+4CO 4CO2+N2，NO2表现氧化性。(3)不对，NO和O2在空气中就能迅速反应生成NO2。(4)汽车尾气被人吸入会造成伤害，排入大气会引起光化学烟雾、硝酸型酸雨等。
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