《氮气与氮的氧化物》

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。

第五章：评说硫、氮的“功”与“过”第4讲 5.4 化学肥料中的主角——氮气和氮的氧化物【教学目标】认识氮气的性质、用途，了解氮的固定原理和方法，了解氮分子的结构对氮气性质的影响。

课前自学1.空气中的主要成分为_______________________，它们的体积分数分别为_________________________。

2.氮的元素符号是_____，原子结构示意图是_______________，属于________元素（填“金属”或“非金属”）。

氮气的电子式________，结构式_________，因为分子中氮原子间叁键的存在，故而化学性质__________(填“稳定”或“活泼”)。

与氢气反应时生成___________（填化学式），表现出_________性（填“氧化”或“还原”）；氮气与氧气反应时生成__________（化学式），表现出________性（填“氧化”或“还原”）。

课堂探究知识点一、空气中的主要角色——氮气：[引入]：化学肥料是农作物生长必需的养分，合理施肥能使农作物增产增收，可以说化肥在为人类提供粮食方面功不可没。

那么，谁是化学肥料中的主角？请看一组资料。

（略）让学生感受化学肥料中的主角（-）——氮肥。

[思考]：如果暂时不考虑反应所需的条件，根据一般的化学原理及规律，如何能实现氮的固定？NH4+(NH3) N2 NO3-从氧化还原反应原理及元素质量守恒原理的角度，分析固氮的原理。

____________________________________________________。

氮的固定需要怎样的条件？请同学们在具体的固氮方法中去了解。

1、氮气的分子结构：电子式：结构式：氮气分子为非极性分子。

两个氮原子通过三对共用电子对结合起来，键能比一般双原子大，结构稳定，所以N2在常温下性质不活泼。

2、氮气的物理性质：纯净的N2是一种无色无味的气体，密度比空气略小，难溶于水，在空气中约占总体积的______%。

人教版高一化学上册必修1《24氮气和氮的氧化物 大气污染》同步练习及答案课时跟踪检测（二十四） 氮气和氮的氧化物 大气污染1．NO 对于心脑血管系统功能的改善具有重要作用。

下列关于NO 的描述不正确的是( )A ．难溶于水B ．可由氮气和氧气在放电条件下反应生成C ．常温下能与氧气化合D ．红棕色气体解析：选D NO 为无色难溶于水的气体，D 项错误。

2．我国酸雨形成的主要原因是( )A ．汽车排出的大量尾气B ．自然界中硫化物的分解C ．工业上大量燃烧含硫的燃料D ．制硝酸厂排出的大量尾气解析：选C A 项，汽车排出的大量尾气中含有NO 、NO 2，会导致酸雨，但不是主要原因，错误；B 项，自然界中硫化物的分解产生SO 2很少，不足以形成酸雨，错误；C 项，工业上大量燃烧含硫的燃料，会产生大量SO 2，该气体溶于水形成亚硫酸，亚硫酸再与空气中的氧气发生反应形成硫酸，导致酸雨，是形成酸雨的主要因素，正确；D 项，制硝酸厂排出的大量尾气中含有NO 、NO 2，会导致酸雨，但氮的氧化物主要是形成光化学烟雾，错误。

3．将盛有N 2和NO 2混合气体的试管倒立于水中，经过足够长的时间后，试管内气体的体积缩小为原来的一半，则原混合气体中N 2和NO 2的体积比是( )A ．1∶1B ．1∶2C ．1∶3D ．3∶1解析：选 C 设NO 2的体积为x ，N 2的体积为(1－x )，由题意结合化学方程式3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO↑，可得13x ＋(1－x )＝12，x ＝34，1－x ＝14，N 2和NO 2的体积比为1∶3。

4．一定条件下，将等体积的NO 2和O 2的混合气体置于试管并将该试管倒置于水槽中至液面不再上升时，剩余气体的体积约为原体积的( )A ．14B ．34C ．18D ．38解析：选D 根据4NO 2＋O 2＋2H 2O===4HNO 3可知，O 2过量。

设NO 2和O 2的体积各1 L ，则1 L NO 2消耗O 214 L ，剩余O 234 L ，所以34×2＝38。

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〞。

氮气与氮氧化物的生成和控制氮气（N_2）是地球大气中最主要的组成部分之一，占据了大气的约78%。

然而，当氮气与氧气（O_2）以高温和高压的条件下反应时，将生成一系列的氮氧化物（NO_x），包括一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO_2）。

这些氮氧化物对环境和人类健康产生了潜在的负面影响。

因此，了解氮气与氮氧化物的生成和控制对于环境保护和健康管理至关重要。

氮气的生成主要是通过大气固氮作用。

大气固氮是指让空气中的氮气转化为植物可吸收的形式的过程。

在这个过程中，特殊的细菌通过共生或者寄生的方式将空气中的氮气固定，变成植物可以吸收的形式，进而参与到生物体内的代谢过程中。

此外，雷电现象也能够将氮气转化为氮氧化物，随后被大气降水掉落至地面。

这两种方式是自然界氮气的主要生成途径。

然而，氮氧化物的生成是由人类活动造成的主要源之一。

工业生产、交通尾气排放以及燃煤等活动都会导致氮氧化物的排放。

特别是汽车在燃烧燃料时，发动机的高温条件会使空气中的氮气与氧气反应生成氮氧化物。

因此，控制汽车尾气排放是减少氮氧化物生成的重要措施。

对于氮氧化物的控制，我们可以从源头和治理两个方面入手。

首先是源头控制措施。

在工业生产过程中，采用低氮燃烧技术，即采用低氮燃料或者通过调整燃烧过程中的温度和压力来降低氮氧化物的生成。

此外，可以使用脱氮催化剂，减少氮氧化物的生成。

对于汽车尾气排放，要求汽车制造商使用低氮燃料或者安装高效的尾气处理装置来降低氮氧化物的排放。

其次是治理措施。

治理氮氧化物的方式有多种，其中包括选择性催化还原（SCR）技术、选择性非催化还原（SNCR）技术、干法和湿法脱硝等。

SCR技术是使用催化剂将尾气中的NO_x与氨（NH_3）或尿素（CO(NH_2)_2）反应生成氮气和水，从而使氮氧化物得以减少。

SNCR技术则是在高温下，在适当的条件下将氮氧化物与还原剂（如尿素或氨水）直接反应去除。

干法和湿法脱硝则是通过将尾气中的NO_x转化为硝酸盐和亚硝酸盐，再通过化学反应将其转化为无害物质。