氮气与氮的氧化物.

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。

第三节氮的循环第1课时氮气、氮氧化物的性质【学习目标】1.了解氮气的性质，了解NO 和NO2的物理性质.2.掌握氮氧化物之间的转化.3.了解氮氧化物对空气的污染及防治措施.氮气、氮氧化物的性质（课内探究案）探究点一、氮气的性质问题探究 1. 联系身边的氮气归纳出氮气有哪些物理性质？通常情况下氮气的化学性质稳定吗？联系生活实际，想想氮气有哪些用途？问题探究 2. 从物质所属类别角度推测氮气有哪些主要化学性质？根据氮元素所处价态，从氧化性，还原性角度预测氮气有哪些性质。

（1）与金属反应与Mg的反应：_________________________________________（2）与非金属反应工业合成氨：___________________________________________与氧气反应：___________________________________________问题探究3.什么是氮的固定？氮的固定有哪几种形式？概念：氮的固定（定义：）高能固氮（如）生物固氮分类：合成氨（方程式）仿生固氮【例题1】起固氮作用的化学反应的是 ( )A.工业上用氮气和氢气合成氨气B.一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮C.氨气经催化氧化生成一氧化氮D.由氨气制碳酸氢氨和硫酸氨【变式训练1】下列过程属于人工固氮的是（）A.分离液态空气制氮气B.电闪雷鸣时N2转化为NOC.工业合成氨D.豆科植物根瘤菌固氮探究点二、氮氧化物的性质问题探究1.（1）氮的氧化物有哪些？如何收集NO和NO2？（2）如何除去NO气体中的NO2？用化学方程式解释原因？（3）如何除去NO2气体中的NO？用化学方程式解释原因？小结：NO与NO2的性质【思考】在新疆与青海交界处有一山谷，人称“魔鬼谷”。

经常电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击毙。

然而谷内却是牧草茂盛，四季常青。

这是为什么？问题探究2.氮氧化物对环境有哪些污染、危害？有什么防治措施？问题探究3.（1）将一支盛满NO2的试管倒置在水槽中，能观察到什么现象？写出反应的化学方程式，找出氧化剂、还原剂，若有3mol NO2反应转移的电子数目为多少？若使试管中液面上升，可采取什么措施？（2）将一支盛满NO2的试管（40mL）倒置在水槽中，在持续通入氧气的情况下，能否使溶液充满整个试管？若能，需要多少mLO2?（3）若将2中的NO2换成NO,则需要通入多少mLO2 ?【例题2】.工业上制硝酸和自然界中硝酸的生成既有相同的地方又有区别。

氮及其化合物知识点归纳总结一、氮气、氮的氧化物1、氮气：无色无味的气体，难溶于水。

氮的分子结构：电子式_______ 结构式______________。

（1） 氧化性：N 2+3H 22NH 3，N 2+3Mg=Mg 3N 2其产物的双水解反应：（2）还原性：与O 2的化合（放电或高温条件下）NO O N 222放电+ 2、氮的固定将空气中游离的氮气转化为氮的化合物的方法，统称为氮的固定。

氮的固定的三种途径：（1） 生物固氮：豆科植物根瘤菌将氮气转化为化合态氮（2） 自然固氮：打雷闪电时，大气中的氮气转化为NO NO O N 222放电+ （3） 工业固氮：工业合成氨N 2+3H 22NH 33、氮氧化物种类 物理性质 稳定性 N 2O 笑气NO 无色气体，溶于水中等活泼NO 2红棕色色气体，易溶于水，有毒较活泼，易发生二聚反应N 2O 4 无色气体 较活泼，受热易分解 N 2O 无色气体较不活泼N 2O 3 （亚硝酸酸酐） 蓝色气体（—20°C ）常温不易分解为NO 、NO 2N 2O 5（硝酸酸酐）无色固体 气态不稳定，常温易分解（1） NO 2与水反应：NOHNO O H NO +=+32223（2） NO 、NO 2的尾气吸收：OH NaNO NaOH NO NO O H NaNO NaNO NaOH NO 22222322222+=++++=+（3） NO 的检验：2222NO O NO =+ 现象无色气体和空气接触后变为红棕色。

（4） 两个计算所用的方程式： 4NO+3O 2+2H 2O=4HNO 34NO 2+O 2+ 2H 2O =4HNO 3氮的氧化物溶于水的计算（1）NO 2或NO 2与N 2（非O 2）的混合气体溶于水时可依据：3NO 2+H 2O ✂2HNO 3+NO 利用气体体积变化差值进行汁算。

（2）NO 2与O 2的混合气体溶于水时．由4 NO 2＋O 2十2 H 2O ✂4HNO 3，可知，当体积比：=4：1，恰好完全反应V(NO 2)：V(O 2) >4：1，NO 2过量，剩余气体为NO <4：1，O 2过量，剩余气体为O 2(3) NO 与O 2同时通如水中时．由4 NO ＋3O 2十2 H 2O ✂4HNO 3，可知，当体积比： =4：3，恰好完全反应 V(NO)：V(O 2) >4：3，剩余气体为NO <4：3，剩余气体为O 2（4）NO 、NO 2、O 2三种混合气体通人水中，可先按（1）求出NO 2与H 2O 反应生成的NO 的体积，再加上原混合气体中的NO 的体积即为NO 的总体积，再按（3）方法进行计算。

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。

①金属镁：N 2＋3Mg=====点燃Mg 3N 2，氮气表现氧化性； ②氢气：N 2＋3H 2高温、高压催化剂2NH 3，氮气表现氧化性；③氧气：N 2＋O 2=======放电或高温2NO ，氮气表现还原性。

(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。

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50 mL的注射器里充入20 mL NO，观察颜色，然后吸入5 mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器。

氮气及氮的氧化物的性质1．氮元素在自然界中的存在形态及氮的固定2．氮气（1）物理性质：无色无味气体，密度比空气略小，难溶于水。

（2）化学性质：①与氧气反应：N 2＋O 2=====放电2NO(导致汽车尾气中产生氮的氧化物和雷电固氮)②与氢气反应：N 2＋3H 2高温、高压催化剂2NH 3(工业合成氨的反应原理)3．氮的氧化物（1）氮有多种价态的氧化物，如N 2O 、NO 、NO 2、N 2O 4、N 2O 3、N 2O 5等，其中属于酸性氧化物的是N 2O 3、N 2O 5。

（2）NO 和NO 2的比较NO NO 2 颜色 无色 红棕色 毒性 有毒有毒 溶解性 不溶于水易溶于水与O 2反应 2NO ＋O 2===2NO 2与H 2O 反应3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO对人体、环境的影响（1）与血红蛋白结合，使人中毒（2）转化成NO 2形成酸雨、光化学烟雾形成酸雨、光化学烟雾【重难点指数】★★★【重难点考向一】NO 、NO 2的性质及对环境的影响【典型例题1】汽车尾气主要含有CO 2、CO 、SO 2、NO x 等物质，这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。

（1）汽车尾气中的CO 来自于________________，NO 来自于________________。

汽车尾气对环境的危害主要有________________(至少填两种)。

（2）NO x 能形成酸雨，写出NO 2转化为HNO 3的化学方程式：_________________________________。

（3）汽车尾气中的CO 、NO x 在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。

写出NO 被CO 还原的化学方程式：________________________________。

【答案】（1）汽油的不完全燃烧 N 2与O 2在汽车汽缸内的高温环境下的反应 形成硝酸型酸雨、导致光化学烟雾、产生温室效应(任填两种即可) （2）3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO （3）2CO ＋2NO =====催化剂N 2＋2CO 2【名师点睛】氮氧化物对环境的污染及防治（1）常见的污染类型①光化学烟雾：NO x 在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生的一种有毒的烟雾。

氮气和氮的氧化物的性质一、氮气1．氮气的化学性质N2 分子中，氮原子与氮原子之间存在着“N≡N”，键长短，键能大，损坏此键需较高的能量，所以氮气分子的构造很稳固。

在往常状况下，氮气的性质不开朗，但在高温或放电条件下也能够与其余物质反响。

（1）非金属的通性：①氮气的 O2 反响 N2+O2 2NO（无色气体）②与氢气反响 N2+3H2 2NH 3③氮气和某些金属反响 N2+3Mg Mg3N22．氮的固定（1）将空气中游离的氮转变为氮的化合物的方法称为氮的固定。

（2）氮的固定分为自然固氮和人工固氮两大类。

二、一氧化氮：1、物理性质： NO往常为色、味的体。

溶于水，有毒。

2、NO的化学性质：（1）NO不与水反响。

（2）NO与 O2的反响：在常温下很简单与空气中的氧气氧化成为 N O2。

化学方程式：（NO2 的生成）3、NO的采集方法—排水法：实验室常用的气体采集方法有、，因为NO易与 O2反响，不溶于水也不与水反响，所以， NO ( 填“能”或“不可以” ) 与氧气大批共存；实验室中采集 NO 只好用法，而不用法。

三、二氧化氮：1、N O2的物理性质：二氧化氮是色、味的有气体。

密度比空气的，易液化，溶于水。

2、N O2的化学性质：（1）N O2与水的反响：二氧化氮溶于水生成硝酸和 NO。

化学方程式：应用：利用二氧化氮与水反响生成硝酸，这是工业上生产硝酸的主要方式。

（2）在往常状况下，二氧化氮还可以自己化合生成无色的四氧化二氮气体。

N2O42NO2 N 2O4因为二氧化氮和四氧化二氮易互相转变，故往常它们均无纯净可言。

（3）二氧化氮有较强的氧化性，可使润湿的碘化钾淀粉试纸变蓝。

（4）N O2不与 O2 反响，难被氧气氧化。

3、N O2的采集方法—向上排空气法：因为 N O2 易与水反响，难被 O2 氧化，所以， N O2 ( 填“能”或“不可以” ) 与氧气大批共存；实验室中采集 N O2 用法，而不可用法。

质对市爱慕阳光实验学校高三化学氮气和氮的氧化物【本讲信息】一. 教学内容：氮气和氮的氧化物1、氮气2、氮的氧化物二. 、难点1、了解氮气的分子结构，掌握氮气的化学性质，理解氮的固的含义。

2、掌握NO和NO2的重要性质及NO、NO2与O2的混合气体溶于水的计算。

三. 复习过程〔一〕氮气1、氮气的物理性质空气中氮气的体积分数为78%，氮气是一种无色、无味、密度比空气稍小、熔、沸点低，难溶于水的气体。

2、氮分子的结构〔1〕氮气的分子式：N2〔2〕电子式：〔3〕结构式：N≡N分析：两个氮原子间以叁键相结合，使氮分子的结构很牢固。

常温下氮气化学性质很不活泼。

氧气和氮气共存于空气中，氧气很容易跟其他物质反，而氮气却很难参加反。

但化学性质的稳是相对的，一条件下，温、高压、放电，氮分子获得足够能量，使共价键断裂，就能与一些物质如O2、H2发生反。

3、氮气的化学性质〔1〕稳性氮元素的非金属性仅次于氟和氧。

氮气性质不活泼是因为两个氮原子之间以键能为946kJ·mol-1的三键结合，是所有双原子分子中键能最大的。

因而尽管氮是十分活泼的非金属，自然界仍有大量的游离态的氮气存在。

〔2〕氧化性<1>与氢气反：N2＋3H2催化剂高温高压2NH3①反条件：高温、高压、催化剂。

②反特征：可逆反，即N2与H2化合生成氨气，放出热量，同时，氨气也会分解生成N2和H2。

③工业合成氨的原理。

<2>与活泼金属镁反：〔3〕复原性与氧气在放电条件下反：〔二〕氮的氧化物氮元素有＋1、＋2、＋3、＋４、＋5五种正价，五种正价对六种氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5。

其中N2O3和N2O5分别是HNO2和HNO3的酸酐。

1、一氧化氮NO是一种无色有刺激性气味的气体，能与人血液中的血红蛋白结合而使人中毒。

接触空气后立即被氧化为二氧化氮而变为红棕色，收集NO气体必须用排水取气法。

NO在神经信号传递、血压生理调控、血流量控制、免疫调节、抵抗感染方面起到了重要作用，被称为“信使分子〞。