《氮及其化合物》化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素PPT(第1課時(shí))
第一部分內容：必備知識·素養奠基
一、氮氣與氮的固定
1.氮氣
(1)氮元素的存在
①氮原子的結構
原子結構示意圖: ________,一般通過(guò)___________與其他原子結合。
②自然界中,氮元素主要以氮氣的形式存在于空氣中,
(2)氮氣的物理性質(zhì)
(3)氮氣的化學(xué)性質(zhì)
氮氣的化學(xué)性質(zhì)_____,通常很難與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應。
①還原性_________________
②氧化性
a.N2與H2反應生成NH3,反應的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________。
b.在點(diǎn)燃條件下與金屬鎂反應,化學(xué)方程式為_(kāi)__________________
【情境·思考】
氮氣保護技術(shù)通常應用于珍貴文物的保存和保護,國內外不乏先例。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。
提示:氮氣性質(zhì)穩定,常溫下不與物質(zhì)發(fā)生反應,故可作保護氣。
2. 氮的固定
(1)含義:將大氣中_______的氮轉化為_(kāi)__________的過(guò)程叫做氮的固定。
(2)分類(lèi):
【巧判斷】
(1)氮的固定中氮元素一定被氧化。( )
提示:×。人工固氮合成氨反應中氮元素被還原。
(2)雷雨天含氮物質(zhì)發(fā)生的反應都屬于氮的固定。( )
提示:×。雷雨天只有反應N2+O2 2NO屬于氮的固定。
3.自然界中氮的循環(huán)
二、NO和NO2
1. 物理性質(zhì)
2.化學(xué)性質(zhì)
(1)實(shí)驗探究:
(2)結論:在一定條件下,NO與NO2可以相互轉化,反應的化學(xué)方程式為
①NO→NO2: ______________;
②NO2→NO: ______________(工業(yè)制取硝酸)。
【微思考】
(1)NO和NO2分別采用什么方法收集?說(shuō)明原因。
提示:常溫下NO能與O2反應,只能用排水法收集;NO2能與水反應生成NO,故只能用排空氣法收集。
(2)NO2轉化為NO的變化中,NO2只能作氧化劑嗎?
提示:NO2與水反應轉化為NO的同時(shí)生成HNO3,NO2既作氧化劑又作還原劑。
【情境·思考】
某山谷經(jīng)常電閃雷鳴、雷雨交加,但樹(shù)木、灌木、草等植被非常茂密,但很少有人敢進(jìn)入這個(gè)山谷。你能解釋該山谷植被茂密的原因嗎?
提示:雷雨天時(shí)在閃電的作用下,空氣中氮氣與氧氣反應生成NO,然后發(fā)生NO→NO2→HNO3,HNO3隨雨水進(jìn)入土壤,為植被提供了豐富的氮肥。
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氮及其化合物PPT，第二部分內容：關(guān)鍵能力·素養形成
知識點(diǎn) 氮的氧化物的性質(zhì)及有關(guān)計算
【重點(diǎn)釋疑】
1.NO和NO2性質(zhì)的對比
2.氮的氧化物溶于水的計算
(1)原理
解答氮的氧化物溶于水的計算問(wèn)題首先明確原理,無(wú)論是單一氣體(NO2),還是NO、NO2、O2中的兩者或三者的混合氣體,反應的實(shí)質(zhì)是3NO2+H2O====2HNO3+NO,2NO+O2 ====2NO2,故若有氣體剩余只能是NO或O2,不能是NO2。
(2)方法——加合式法
①NO2和O2混合氣體溶于水的計算
由4NO2+O2+2H2O====4HNO3可知:
②NO與O2同時(shí)通入水中
2NO+O2====2NO2、3NO2+H2O====2HNO3+NO
總的化學(xué)方程式為4NO+3O2+2H2O====4HNO3可知:
③NO2、NO、O2三種混合氣體通入水中:
a.可先將NO和O2轉化為NO2,再按上述各種情況分別處理。
b.也可先將NO2和H2O反應轉化為NO,再按4NO+3O2+2H2O ====4HNO3情況處理。
【知識拓展】氮的氧化物溶于水的計算的其他方法
(1)原子守恒法
4NO2+O2和4NO+3O2從組成上均相當于2N2O5的組成,都與N2O5+H2O====2HNO3等效。當NO、NO2、O2的混合氣體溶于水時(shí)利用混合氣體中N、O原子個(gè)數比進(jìn)行分析判斷。
(2)電子守恒法
NO與O2的混合氣體通入水中發(fā)生反應:2NO+O2====2NO2、3NO2+H2O====2HNO3+NO,在這當中,存在著(zhù)NO向NO2轉化、NO2向HNO3轉化的同時(shí)又生成NO的循環(huán)反應。但總體來(lái)講,NO→HNO3,N的化合價(jià)升高是由于被O2氧化,因此可寫(xiě)出
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