氮的氧化物、氨气及硝酸

《氮及其重要化合物》教学设计一、教学目标（一）知识与技能目标1、了解氮元素在自然界中的存在形式，认识氮单质的性质。

2、掌握氮的氧化物（NO、NO₂）的性质，理解其产生的环境问题。

3、理解氨和铵盐的性质、用途，掌握氨气的实验室制法。

4、认识硝酸的性质，了解硝酸在工业生产中的应用。

（二）过程与方法目标1、通过实验探究，培养学生的观察能力、分析问题和解决问题的能力。

2、通过对氮及其化合物之间转化关系的讨论，培养学生的归纳总结能力和逻辑思维能力。

（三）情感态度与价值观目标1、使学生认识到氮及其化合物在生产生活中的重要性，增强学生对化学与社会联系的认识。

2、培养学生的环保意识，引导学生关注环境问题。

二、教学重难点（一）教学重点1、氮的氧化物、氨和硝酸的性质。

2、氨气的实验室制法。

（二）教学难点1、氮的氧化物之间的转化。

2、硝酸的强氧化性。

三、教学方法讲授法、实验探究法、讨论法四、教学过程（一）导入新课【展示图片】展示雷雨发庄稼、人工固氮合成氨等图片。

【提问】这些图片都与氮元素有关，那么氮元素在自然界中是如何存在的？氮及其化合物又有哪些重要的性质和用途呢？（二）新课讲授1、氮单质【讲解】氮元素在自然界中主要以游离态存在于空气中，氮气占空气体积的 78%。

氮气是一种无色、无味、难溶于水的气体。

【化学性质】氮气的化学性质很稳定，通常情况下不易与其他物质发生反应。

但在一定条件下，氮气能与氧气、氢气等发生反应。

N₂＋ O₂＝ 2NO（放电条件）N₂＋ 3H₂⇌ 2NH₃（高温、高压、催化剂）2、氮的氧化物（1）一氧化氮（NO）【展示】一瓶 NO 气体【讲解】NO 是一种无色、无味的气体，难溶于水，极易与氧气反应生成二氧化氮。

2NO ＋ O₂＝ 2NO₂（2）二氧化氮（NO₂）【展示】一瓶 NO₂气体【讲解】NO₂是一种红棕色、有刺激性气味的气体，易溶于水，与水反应生成硝酸和一氧化氮。

3NO₂＋ H₂O ＝ 2HNO₃＋ NO【思考与讨论】氮的氧化物对环境有哪些危害？如何防治？3、氨（1）氨的物理性质【展示】一瓶氨气，引导学生观察氨气的颜色、状态、气味，做喷泉实验让学生观察氨气的溶解性。

氮及其化合物氮元素是一种典型的变价元素，掌握氮元素形成的单质和化合物的有关知识，应抓住以 下线索（N 元素化合价为线索）化合价 -3 0 +2 +4 +5 物 质 NH3 N 2 NO NO 2 HNO 3 （铵盐） （硝酸盐） 而对其中每种物质都从结构、性质（物理、化学）、制法、用途四方面来认识理解记忆，最后在各物质（不同价态间）间形成相互转化的知识网络。

一、氮气及氮的氧化物 1．氮气（N 2）（1）分子结构：电子式为∶N ┇┇N ∶，结构式为N≡N ，氮氮叁键键能大，分子结构稳 定，化学性质不活泼。

（2）物理性质：纯净的氮气是无色无味的气体，难溶于水，空气中约占总体积的78%。

（3）化学性质：常温下性质稳定，可作保护气；但在高温、放电、点燃等条件下能与H 2、O 2、IIA 族的Mg 、Ca 等发生化学反应，即发生氮的固定（将空气中的氮气转变为含氮化合物的过程，有自然固氮和人工固氮两种形式）N 2中N 元素0价，为N 的中间价态，既有氧化性又有还原性 ①与H 2反应：N 2 +3H 22NH 3 ②与O 2反应：N 2+O 2＝2NO③与活泼金属反应： N 2 +3Mg ＝ Mg 3N 2（4）氮气的用途：化工原料；液氮是火箭燃烧的推进剂；还可用作医疗、保护气等。

二、氮的氧化物（2）NO 和NO 2的重要性质和制法 ①物理性质：NO ：无色无味气体，有毒，密度比空气大，不溶于水；NO 2：红棕色有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易溶于水； ②化学性质：2NO+O 2＝2NO 2（易被氧气氧化,无色气体转化为红棕色）； 2NO 2 (红棕色)N 2O 4(无色）（平衡体系）； 3NO 2+H 2O ＝2HNO 3+NO （工业制硝酸）； NO+NO 2+2NaOH ＝2NaNO 2+H 2O （尾气吸收）；注：NO 2有较强的氧化性,能使湿润的KI 淀粉试纸变蓝。

高温、高压 催化剂放电 点燃③制法： NO ：3Cu+8HNO 3(稀)＝3Cu(NO 3)2+2NO↑+4H 2O （必须用排水法收集NO ）； NO 2：Cu+4HNO 3(浓)＝Cu(NO 3)2+2NO 2↑+2H 2O （必须用向上排空气法收集NO 2） （3）氮的氧化物溶于水的计算：①NO 2或NO 2与N 2（非O 2）的混合气体溶于水可依据3NO 2+H 2O ＝2HNO 3+NO 利用气体体积变化差值进行计算。

氮及其化合物46、氮的氧化物：NO2和NON2＋O2 ========高温或放电2NO，生成的一氧化氮很不稳定：2NO＋O2 == 2NO2一氧化氮：无色气体，有毒，能与人血液中的血红蛋白结合而使人中毒（与CO中毒原理相同），不溶于水。

是空气中的污染物。

二氧化氮：红棕色气体（与溴蒸气颜色相同）、有刺激性气味、有毒、易液化、易溶于水，并与水反应：3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO，此反应中NO2既是氧化剂又是还原剂。

以上三个反应是“雷雨固氮”、“雷雨发庄稼”的反应。

47、硝酸（HNO3）：（1）硝酸物理性质：纯硝酸是无色、有刺激性气味的油状液体。

低沸点（83℃）、易挥发，在空气中遇水蒸气呈白雾状。

98%以上的硝酸叫“发烟硝酸”，常用浓硝酸的质量分数为69%。

（2）硝酸的化学性质：具有一般酸的通性，稀硝酸遇紫色石蕊试液变红色，浓硝酸遇紫色石蕊试液先变红（H＋作用）后褪色（浓硝酸的强氧化性）。

用此实验可证明浓硝酸的氧化性比稀硝酸强。

浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂，能氧化大多数金属，但不放出氢气，通常浓硝酸产生NO2，稀硝酸产生NO，如：①Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O②3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O反应①还原剂与氧化剂物质的量之比为1︰2；反应②还原剂与氧化剂物质的量之比为3︰2。

常温下，Fe、Al遇浓H2SO4或浓HNO3发生钝化，（说成不反应是不妥的），加热时能发生反应：当溶液中有H＋和NO3－时，相当于溶液中含HNO3，此时，因为硝酸具有强氧化性，使得在酸性条件下NO3－与具有强还原性的离子如S2－、Fe2＋、SO32－、I－、Br－（通常是这几种）因发生氧化还原反应而不能大量共存。

（有沉淀、气体、难电离物生成是因发生复分解反应而不能大量共存。

）48、氨气（NH3）（1）氨气的物理性质：无色气体，有刺激性气味、比空气轻，易液化，极易溶于水，1体积水可以溶解700体积的氨气（可做红色喷泉实验）。

高考化学氮知识点化学中的氮元素是高考化学考试中的重要知识点之一。

了解氮的性质、化合物以及化学反应等内容，是高考化学考试中取得好成绩的关键之一。

一、氮元素的性质氮 (N) 是化学元素周期表中的第七个元素，原子序数为7，原子量为14.00674。

氮是一种无色、无臭、无味的气体，占据大气中约78%的体积。

氮具有很高的稳定性，不易与其他元素发生反应。

这种稳定性使得氮在许多化学反应和化合物的形成中起到重要作用。

二、氮的化合物1. 氮气（N2）氮气是由两个氮原子通过三键结合而形成的分子。

氮气在常温下是一种稳定的、不易被其他物质反应的气体。

2. 氨气（NH3）氨气是由氮气和氢气反应得到的化合物。

具有刺激性气味且易溶于水。

氨气是许多化工工业中的重要原料，也是合成尿素等化合物的关键。

3. 氮的氧化物氮的氧化物包括氮氧化物（NO、NO2）和二氧化氮（N2O4）。

氮氧化物是大气污染的主要成分之一，会对人体和环境产生有害影响。

三、氮的化学反应1. 氮和氢的反应氮气与氢气可以通过催化剂的作用反应生成氨气，这个反应也被称为氮的固氮过程。

固氮是工业化学中重要的过程之一，用于生产化肥等产品。

2. 氮和金属的反应氮可以与某些金属反应，形成金属氮化物。

金属氮化物具有一定的导电性和热稳定性，常用于电子材料和高温材料的制备。

3. 氮的氧化反应氮气可以与氧气在高温高压条件下反应生成氮氧化物。

这种反应常见于发动机内燃过程中的高温燃烧反应，也是大气中氮氧化物生成的主要途径。

四、氮的应用1. 化肥生产氮是植物生长的关键营养元素之一，因此氮肥在农业生产中扮演着重要角色。

通过化学反应合成氨气，再将氨气进一步合成尿素、硝酸铵等化合物，可以制备各种氮肥产品。

2. 材料制备氮化硅、氮化铝等金属氮化物在材料科学中具有重要应用。

它们具有热稳定性和导电性，常被用于高温材料、半导体材料的制备。

3. 燃料和能源氨是一种常用燃料，可以被用作替代传统石油燃料的清洁能源。

含氮与化合物含氮化合物是指分子中包含氮原子的化合物。

氮（N）是地壳中第七大元素，占地壳质量的四分之三。

氮在生物体中起着重要的作用，是构成氨基酸、DNA、RNA和许多其他生物分子的必需元素。

含氮化合物在生物学、化学、医学等领域具有广泛的应用。

含氮化合物可以分为无机和有机两类。

无机含氮化合物包括氨气（NH3）、硝酸（HNO3）、一氧化氮（NO）、氮氧化物（N2O）等。

这些化合物在农业、化肥生产、工业生产等方面具有重要的用途。

例如，氨气广泛用于农业中作为植物的氮源，硝酸被用作肥料和爆炸物的制造原料，一氧化氮在医学上被用作一种重要的信号分子。

而氮氧化物则是大气中的主要污染物之一，对环境和人类健康产生不良影响。

有机含氮化合物则是指分子中含有碳氮键的化合物。

有机含氮化合物包括氨基酸、胺类化合物、腺嘌呤和嘧啶等。

这些化合物在生物体内起着重要的生物活性和功能。

氨基酸是构成蛋白质的基本单元，可以通过碳氮键连接起来形成多肽链或蛋白质。

胺类化合物包括一度胺、二度胺和三度胺等，它们在生物体内担任着重要的信号传递和代谢调节的功能。

腺嘌呤和嘧啶是DNA和RNA的组成部分，它们在遗传信息的传递和蛋白质合成中起着重要的作用。

含氮化合物在医学上也具有重要的应用。

许多药物和药物候选化合物中含有氮原子。

例如，含氮杂环化合物如吡啶、咪唑、吡嗪和吡咯等具有广泛的生物活性，它们在抗菌、抗病毒和抗肿瘤等方面发挥着重要的作用。

含氮杂环化合物还可以用作荧光探针，用于细胞成像和疾病诊断。

此外，含氮化合物还具有广泛的应用于化学合成、材料科学和环境科学等领域。

例如，含氮杂环化合物可以用于有机合成中的催化反应和键形成反应。

含氮杂环高分子化合物具有诸如导电性、光学性能等特殊性质，被广泛应用于电子器件和光电器件的制备。

含氮杂环化合物还可以用于催化剂的设计和制备，改善化学工业的效率和减少环境污染。

综上所述，含氮化合物在生物学、化学、医学和工业领域具有重要的应用。

氮的氧化物和硝酸讲义一、 氮气及氮的氧化物1．氮气(1)氮的固定 使空气中游离态的氮转化为化合态的过程 (2)氮气的性质①物理性质： 无色无味的气体，难溶于水，在空气中约占总体积的78%①结构：电子式为··N①①N ··，结构式为N≡N ，氮氮三键的键能大，分子结构稳定，化学性质不活泼。

①化学性质 N 2化学性质很稳定，只在高温、放电、催化剂等条件下才能发生一些化学反应。

a ．与H 2反应： N 2＋3H 2高温、高压催化剂2NH 3b ．与O 2反应：N 2＋O 2=====放电2NOc.镁在空气中燃烧：3Mg ＋N 2=====点燃Mg 3N 2 2Mg ＋CO 2=====点燃2MgO ＋C Mg 3N 2＋6H 2O===3Mg(OH)2＋2NH 3 Mg 3N 2＋8HCl===3MgCl 2＋2NH 4Cl2．一氧化氮 无色无味有毒气体，难溶于水，能与血红蛋白结合使人中毒，可以转化成NO 2（2NO ＋O 2===2NO 2） 形成酸雨、光化学烟雾。

3. 二氧化氮(1)物理性质：红棕色有刺激性气味的有毒气体，能溶于水，能形成酸雨、光化学烟雾 (2)化学性质 具有较强的氧化性，NO 2能使湿润的淀粉­KI 试纸变蓝。

3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 2NO 2N 2O 44.氮的氧化物对环境的污染 ①形成光化学烟雾，污染空气。

①形成酸雨。

①破坏臭氧层。

【总结梳理】1.N 2的稳定性和氮元素的活泼性的关系：氮元素的活泼性是指氮原子的活泼性，而N 2的性质不仅与原子结构有关，还与氮分子的构成有关；N 2中的N≡N 键能很大，故分子很稳定；同主族元素自上而下非金属性一般在递减，单质的活泼性减弱，但是磷比N 2活泼，也是因为N 2中的N≡N 键能很大，性质稳定，在自然界中有游离态的氮而无游离态的磷。

2．空气中NO 、NO 2主要来源于煤和石油的燃烧（汽车发动机内温度很高，N 2＋O 2=====2NO ）、硝酸工厂等、细菌对含氮有机物的分解以及雷电。

【备战2013】高考化学考前30天冲刺押题系列第二部分专题10 非金属元素及其化合物1．碳、硅单质、氧化物、含氧酸的性质，碳酸盐性质与用途。

2．氯气的性质与制备、氯水的成分与性质。

3．硫的氧化物和硫酸的性质。

4．氮的氧化物、氨气、硝酸。

考点一碳、硅及其化合物往往结合氧化还原反应和化工流程考查Si的制备、C和Si的化合物性质和用途等。

【例1】(2012·高考试题汇编)下列化合物性质描述正确的是( )。

A．SiO2有导电性，因此SiO2可用于制备光导纤维(2012·广东，12－B)B．SiO2与酸、碱均不反应(2012·天津，2－B)C．向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水，出现白色沉淀2HCO－3＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋CO2－3＋2H2O(2012·北京，7－D)D．Na2CO3的热稳定性大于NaHCO3(2012·重庆，7－B改编)【变式】下列关于工业生产的说法中，不正确的是( )。

A．工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含杂质的粗硅B．生产普通水泥的主要原料有石灰石、石英和纯碱C．工业上将粗铜进行精炼，应将粗铜连接在电源的正极D．在高炉炼铁的反应中，一氧化碳作还原剂解析生产普通水泥的原料是石灰石和黏土，B项错误。

答案 B【特别提醒】1．Si的还原性比C强，而C在高温下能从SiO2中还原出Si。

2．H2CO3的酸性比H2SiO3的强，但在高温下SiO2可与Na2CO3、CaCO3反应生成CO2。

3．非金属单质一般不与强碱溶液反应生成H2，不与非氧化性酸反应，而Si可与NaOH 溶液反应生成H2，又能与氢氟酸反应。

4．酸性氧化物一般都溶于水生成对应的酸、不与酸发生复分解反应，而SiO2不溶水，可与HF发生复分解反应。

5．炼铁中原料为铁矿石和焦炭，但生成铁的反应作还原剂的是CO。

6．CO2不污染环境，但造成温室效应，生产中要节能减排。