高中化学同步讲义（必修二）第04讲 5.4氮气和氮氧化物（教师版）.pdfVIP

第1课时氮气和氮氧化物

1．了解氮的固定和自然界中氮的循环。

2．了解氮气的主要化学性质。

3．认识氮氧化物的性质与转化。

一、氮气与氮的固定

1．氮元素的原子结构和性质

(1)氮元素的原子结构

氮元素位于元素周期表的第二周期第ⅤA族，氮原子最外层有5个电子，既不容易得到3个电子，也

不容易失去5个电子。氮原子一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质。

(2)氮元素在自然界中的存在

①游离态：主要以氮气分子的形式存在于空气中，约占78%（体积分数）。

②化合态：存在于动植物体内的蛋白质中，土壤、海洋的硝酸盐和铵盐中。

2．氮气的性质

(1)物理性质

通常情况下，氮气是无色、无味的气体，密度比空气的稍小，难溶于水。

(2)化学性质

氮分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)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，通常情况下很难与其他物质发生化学反应，但在高温、放电等条件下，氮气也可以与镁、氧气、

氢气等物质发生化合反应。写出氮气与下列物质反应的化学方程式。

点燃

①金属镁：N＋3MgMgN，氮气表现氧化性；

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高温、高压

②氢气：N＋3H2NH，氮气表现氧化性；

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催化剂

放电或高温

③氧气：N＋O2NO，氮气表现还原性。

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(3)用途

①氮气常用作保护气，如焊接金属、填充灯泡、保存食品等。

②氮气是合成氨、制硝酸的重要原料。

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③液氮可用作制冷剂，应用于医学、科技等领域。

3．氮的固定

(1)含义：将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。

(2)分类：

①自然固氮：大自然通过闪电释放能量将氮气转化为含氮的化合物（高能固氮），或者通过豆科植物的

根瘤菌将氮气转化为氨（生物固氮）。

②人工固氮：工业合成氨。

二、一氧化氮和二氧化氮

1．一氧化氮、二氧化氮的物理性质

氧化物颜色状态气味水溶性

NO无色气态无味难溶

NO2红棕色气态刺激性气味与水反应

2．一氧化氮、二氧化氮的相互转化

操作一：在一支50mL的注射器里充入20mLNO，观察颜色，然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹

封住管口，振荡注射器。

现象：一氧化氮为无色气体，注射器内无明显变化。

结论：NO难溶于水

操作二：打开弹簧夹，快速吸入10mL空气，夹上弹簧夹。

现象：注射器内气体变为红棕色。

结论：NO和O反应生成NO。

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操作三：振荡注射器

现象：气体红棕色消失，得到无色溶液。

结论：NO和HO反应生成了HNO和NO。

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写出下列转化的化学方程式：

(1)NO―→NO：2NO＋O2NO。

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(2)NO―→NO：3NO＋HO2HNO＋NO，该反应中NO既表现氧化性，又表现还原性。

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►问题一氮气的性质和氮的固定

【典例1】氮在自然界中的循环如下图所示。

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(1)过程①称为________，写出合成氨反应的化学方程式：_____________________________，该反应中氮气

显__________(填“氧化”或“还原”，下同)性。

(2)过程②中能通过_____