目标素养第五章化工生产中的重要非金属元素第2节氮及其化合物5.2.1氮气氮的氧化物学习目标人教版必修第二册1.了解氮元素的存在和结构,了解氮气的物理性质和化学性质;2.通过自然界中的氮循环,了解氮循环的基本过程,认识化学对社会和工农业生产的重要作用;3.了解一氧化氮和二氧化氮的物理性质和化学性质。
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?丰收的田野与快乐的农民一场雷雨一场肥
任务探究·深度学习学习任务一氮气与氮的固定自主学习1.氮元素及其存在氮元素在元素周期表中的位置氮元素位于元素周期表的第二周期,VA族。氮原子结构示意图:+725N氮原子的最外层有5个电子,既不容易得到3个电子,也不容易失去5个电子。一般通过共用电子对与其他原子结合。在自然界里,氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中,部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中,还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。
(1)物理性质:颜色状态气味密度溶解性_____气体_____密度与空气接近___溶于水无色无味难收集氮气时用排水法不用排空气法在空气中约占五分之四左右。2.氮气在国民经济和日常生活中,氮气有广泛的用途。首先,利用它“性格孤独”的特点,我们将它充灌在电灯泡里,可防止钨丝的氧化延长灯泡的使用寿命。还可用它来代替惰性气体作焊接金属时的保护气。氮气为什么可以作保护气?有什么特点呢?
(2)化学性质①常温下,N2的化学性质不活泼,可代替稀有气体作保护气体。原因: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很稳定,通常难以与其它物质反应。氮气的结构:结构式:电子式:
②在高温、放电等条件下,氮气能够与镁、氧气、氢气等物质发生化合反应N2+3Mg===Mg3N2N2+O2====2NON2+3H2=======2NH3点燃放电或高温高温、高压催化剂
氮气保护技术通常应用于珍贵文物的保存和保护,国内外不乏先例。美国的《独立宣言》就密封在氮气环境中;中国博物馆和中南海毛主席故居纪念馆也是应用氮气保护法;北京房山云居寺“99石经回藏”也是氮气保护的成功典范。·科学史话·为什么氮气可以作为保护气?
(1)氮的固定氮的固定(fixationofnitrogen):将空气中游离的氮转变为氮的化合物的方法叫做氮的固定。3.氮的固定和循环
大气中N2氮素化肥?NH3尿素及动植物遗体?土壤中的微生物人工固氮雷电固氮生物固氮
氮元素动植物蛋白质土壤海洋中硝酸盐和铵盐空气中的氮气自然界中的氮元素氮是自然界各种生物体生命活动不可缺少的重要元素,自然界是怎样通过氮的循环为生物体提供氮元素的呢?(2)氮的循环
4.氮气的用途①作保护气②作冷冻剂③作食品加工助剂制备:
1.判断下列说法的正误(正确的画“√”,错误的画“?”)。①氮在自然界中只以游离态形式存在?()②N2在高温条件下与O2发生反应生成NO?()③豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮属于氮的固定,发生的是化学变化()④工业合成氨的过程是固氮的过程?()典题精练?√√√
典题精练2.Mg在空气中燃烧时可以发生的反应有哪些?写出化学方程式。
一氧化氮和二氧化氮自主学习⑴物理性质物质颜色状态气味毒性水溶性特性NONO2无色气体无味有毒不溶明星分子红棕色气体刺激性有毒易溶易液化明星分子NO1998年诺贝尔奖获得者伊格纳罗发现少量的NO在生物体内许多组织中存在,它有扩张血管、免疫、增强记忆等功能,成为当前生命科学的研究热点,NO亦称为“明星分子”。
(2)化学性质【实验5-5】实验操作在一支50mL的注射器里充入20mLNO,然后吸入5mL水,用乳胶管和弹簧夹封住管口,振荡注射器打开弹簧夹,快速吸入10mL空气后夹上弹簧夹,观察现象,然后再振荡注射器现象____________________________,振荡后________________无明显现象无色气体变红棕色红棕色变为无色结论:在一定条件下,NO与NO2可以相互转化。反应的化学方程式为①NO→NO2:_____________________;②NO2→NO:__________________________(工业制取硝酸)。2NO+O2===2NO23NO2+H2O===2HNO3+NO(1)实验室制取NO只能用排水法,不能排空气法。(2)检验NO的方法工业上利用这一原理制取硝酸。
思考与讨论:如何除去NO气体中混有的少量NO2气体杂质?提示:根据NO2与H2O反应能生成NO,既能除去NO2杂质,又不引入其他杂质,故可将混合气体通入盛有水的洗气瓶,