氮气1物理性质

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。

氮气教学目标1．认识氮气的分子结构、性质及其重要用途。

2．熟悉氮在五种不同氧化物中的化合价；掌握一氧化氮和二氧化氮的重要性质。

3．了解氮的固定和重要性。

教学重点氮分子的结构和化学性质。

教学过程复习空气中氮气的体积百分含量为多少？由此计算出氮气的质量百分含量。

（假定空气成分是N 2占78%、O2占21%和Ar占1%）新课一、氮气的物理性质演示：展示一瓶氮气，观察它的颜色和状态，并闻其气味。

小结：纯净的氮气是一种没有颜色、没有气味的气体，密度比空气稍小，难溶于水。

加压和冷却后分别变成无色的液体和雪状固体。

思考：为什么氮气的熔、沸点很低？二、氮气的化学性质练习：画出氮原子的结构示意图，写出氮分子的电子式和结构式。

思考：⑴从化学键的角度预测氮气的性质活泼与否？⑵从氮气中氮的化合价指出氮气的主要化学性质（氧化性和还原性）。

1．与氢气的反应介绍：工业上合成氨的反应化学方程式：N2 + 3H2高温高压催化剂2NH3 + 92.4 kJ（反应特点：①可逆反应②正反应是体积缩小的放热反应） 2．与某些金属的反应演示：镁带在氮气中燃烧。

小结：镁带在氮气中继续燃烧，生成淡黄色的固体。

化学方程式：3Mg+N2点燃=====Mg3N2思考：能否用液态氮灭火器来扑灭镁带的燃烧。

指出：高温时，氮气还能与钙、锶和钡等金属化合（周期表中ⅡA族金属）。

练习：写出氮化镁分别与水和盐酸反应的化学方程式，并描述有关实验现象。

3．与氧气的反应化学方程式：N2+O2放电===2NO 2NO+O2==2NO2NO3NO2+H2O==2HNO3+NO 水（反应时NO2中有2/3的氮变成硝酸，1/3的氮变成NO）介绍：“雷雨发庄稼”的原理。

氮的重要氧化物氮的其它氧化物有：N2O、N2O3和N2O5。

小结：氮在化合物中的化合价：－3、+1～+5。

三、氮气的制法1．工业制法：分离空气。

2．实验室制法：NH4Cl+NaNO2===N2+2H2O （利用NH4NO2的不稳定性）练习：将上述反应改写成离子方程式，并选择实验的发生装置和收集方法。

氮及其化合物1、氮气物理性质：氮气是一种无色无味的气体，密度比空气略小，难溶于水。

2、氮气化学性质：化学性质很稳定，只有在一定条件（如高温、高压、放电等）下，才能跟 H2、O2等物质发生化学反应。

3、与氧气反应 N2 + O2 ===放电或高温 === 2NO4、与氮气反应：工业合成氨 N2 + 3H2==2NH3用途；氮气的用途广泛，工业上，氮气是制硝酸、氮肥的原料，含氮化合物是重要的化工原料。

氮气还常被用作保护气；在医学上，常用液氮作医疗麻醉。

氮的固定指的是将游离态的氮（即氮气）转化为化合态的氮的过程。

氮的固定方式可分为工业固氮、闪电固氮、生物固氮三种。

“雷雨发庄稼”就是一个闪电固氮的过程。

5、NO 物理性质：无色、难溶于水的、有毒气体，大气污染物之一，化学性质：极易在空气里被氧化成 NO2。

6、NO2 物理性质：红棕色、有刺激性气味的、有毒气体，易溶于水，易液化。

7、化学性质：空气中的 NO2在一定条件下易形成光化学烟雾，并且对臭氧层中臭氧的分解起到催化作用。

8、和氧气反应：2NO + O2 == 2NO2与 H2O 的反应： 3NO2 + H2O === 2HNO3 + NO工业上利用这一原理来生产硝酸。

9、与碱的反应 2NO2 + 2NaOH === NaNO3 + NaNO2 + H2O 实验室常用 NaOH 来吸收二氧化氮10、用途及危害：空气中的NO2与水作用生成HNO3，随雨水落下形成酸雨，工业制硝酸最后也是用水吸收生成的 NO2 制得硝酸。

11、氨物理性质：无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化，极易溶于水，用氨气做喷泉实验。

12、氮化学性质：氨气具有还原性： 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O氨与水反应 NH3 + H2O=NH3·H2O 氨水是弱碱。

NH3·H2O =NH4+ + OH—氨水中存在的分子有 NH3 、NH3·H2O 、H2O ；存在的离子有 NH4+、OH-、H+（极少量）；氨水密度小于水，氨水越浓氨水的密度越小。

2020-2021学年高中化学苏教版必修1学案：专题4 第二单元第1课时氮氧化物的产生与转化含解析第二单元生产生活中的含氮化合物第1课时氮氧化物的产生与转化一、氮气、一氧化氮和二氧化氮1．氮气(1)物理性质:无色、无味,难溶于水，密度与空气相近，约占空气体积的4/5。

（2）化学性质:①通常情况下，较稳定,与其他物质不反应.②放电或高温下，能与氧气反应生成NO。

化学方程式为N2＋O2错误!2NO2．一氧化氮和二氧化氮(1)物理性质:(2)化学性质：①常温下,NO不稳定，易与O2化合。

化学方程式为2NO＋O2===2NO2。

②NO2溶于水时与水发生反应。

化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。

二、氮氧化物的来源、危害及防治措施1．来源（1)氮肥的生产，金属的冶炼和汽车等交通工具尾气的排放.(2)自然界中火山爆发、电闪雷鸣。

2．危害①酸雨；②光化学烟雾；③破坏臭氧层。

3．防治措施(1)①使用洁净能源,减少氮氧化物的排放。

②为汽车安装尾气转化装置,将汽车尾气中的一氧化碳和一氧化氮转化为二氧化碳和氮气。

（2)对生产化肥、硝酸的工厂排放的废气进行处理。

探究点一氮的氧化物溶于水的有关计算问题1．解题思路（1)要明确试题要求，如反应后容器内是否有剩余气体?剩余气体可能是什么？注意剩余气体不可能是NO2,也不可能是NO与O2的混合气体。

（2)计算中可能用到的化学反应:3NO2＋H2O===2HNO3＋NO4NO2＋O2＋2H2O===4HNO34NO＋3O2＋2H2O===4HNO3(3)要对试题中产生的结果进行可能情况的讨论，如NO2与O2的混合气体溶于水时，剩余的气体是NO还是O2要进行讨论。

2．氮的氧化物溶于水的几种情况(1）NO2或NO2与N2(非O2)的混合气体溶于水。

根据3NO2＋H2O===2HNO3＋NO①利用气体体积变化差值进行计算。

（2)NO2和O2的混合气体溶于水.根据4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3②可知:当体积比（3)NO和O2的混合气体溶于水。

氮及其化合物氮气氮气是一种色味的气体，不溶于水，占空气体积的左右。

一般情况下，氮气的化学性质很稳定。

在一定条件下，N2和O2反应的化学方程式为：。

一氧化氮（1）物理性质：NO是色毒溶于水的气体。

（2）化学性质：NO易与O2化合，所以不能与O2共存。

与O2反应的方程式为：所以实验室收集只能用法收集，而不能用法收集。

二氧化氮（1）物理性质：NO2是色，有气味的毒气体。

密度比空气的易，溶于水。

（2）化学性质：NO2易与反应，化学方程式为：所以实验室收集只能用法收集，而不能用法收集。

硝酸1．物理性质：无色易挥发刺激性气味液体。

浓硝酸因为挥发产生“发烟”，故叫发烟硝酸2．化学性质：硝酸除了具有酸的通性以外，还具有特性：①不稳定性：由于HNO3见光易分解，所以硝酸保存在色试剂瓶中②强氧化性：冷的浓硝酸使金属、表面生成一层致密的氧化物薄膜而钝化铜与浓硝酸：铜与稀硝酸：木炭与浓硝酸：工业制硝酸：N2+3H2催化剂高温高压2NH3； 4NH3+5O2催化剂△4NO+6H2O; 2NO+O2＝2NO2; 3NO2+H2O＝ 2HNO3+NO思考：①HNO3和HNO2的酸酐各是什么？②NO为无色气体，如用排空气法收集时，气体却显红色，为什么？③NO2和溴蒸气都是红棕色、有刺激性气味的气体，怎样加以区别？氨气（中学阶段唯一的碱性气体）1．物理性质：无色、刺激性气味，密度小于空气，易液化，极易溶于水（可做喷泉实验）2．化学性质：①与水反应： (思考:氨水的成分： )②与氯化氢反应：NH3+HCl＝ (现象：产生 )③与O2催化氧化：3．实验室制法反应原理：NH4Cl与Ca(OH)2加热发生装置：与利用KMnO4制备氧气的装置相同（固固加热）收集方法：向下排空气法检验：①用湿润的红色石蕊试纸看是否变蓝；②用蘸取浓盐酸的玻璃棒检验产生白烟。

干燥：碱石灰（不能用酸性干燥剂，也不能用氯化钙）铵盐△1．铵盐受热易分解 NH4HCO3(NH4)2CO32NH3↑+CO2↑+H2ONH4Cl NH3↑+HCl↑2．与碱共热可产生氨气NH4++OH-NH3↑+H2ONH4+的检验检验铵根离子存在的方法：在含铵根离子的试剂中加入强碱（常用氢氧化钠）并加热，如有氨气（可用湿润的红色石蕊试纸变蓝）放出可确定有铵根离子。

氮气初中二年级氮气是一种无色、无味、无毒的气体，在自然界中占据着重要的地位。

作为一种重要的元素，氮气在日常生活中扮演着重要的角色。

本文将从氮气的性质、应用和环境问题等方面进行论述。

一、氮气的性质氮气是一种化学元素，化学符号为N，原子序数为7。

在常温常压下，氮气为一种无色、无味、无毒的气体。

它的密度较空气略高，不溶于水，并且不会发生燃烧。

氮气的化学稳定性也很高，因此常用于保护其他物质的性质。

氮气的最大特点是它的丰度。

在大气中，氮气的含量约占78%，远远超过其他气体。

这使得氮气在农业、工业和医疗等领域有广泛的应用。

二、氮气的应用1. 农业领域在农业生产中，氮气具有重要的作用。

植物生长需要充足的氮源来合成蛋白质和其他营养物质。

因此，农民常常会使用含有氮素的化肥来提高农作物的产量和质量。

氮气还可以应用于植物保护，通过改变土壤中氮气的含量来控制一些害虫和病菌的生长。

2. 工业领域氮气在工业生产中有广泛的应用。

由于氮气的化学稳定性和惰性，它常被用于保护灭菌和防止氧化反应。

例如，在电子行业中，氮气可以用来保护电子元件的焊接和组装过程，避免其受到氧化的影响。

此外，氮气还用于氮化处理和退火等高温工艺中，以提高材料的硬度和强度。

3. 医疗领域氮气在医疗领域中被广泛应用，尤其是在麻醉和呼吸相关的治疗中。

氮气具有麻醉作用，可以使患者在手术过程中处于无痛或半意识状态。

此外，氮气还可以用于制造具有舒缓和抗炎作用的气体，如氮气氧化物。

三、氮气的环境问题虽然氮气在许多领域中有着广泛的应用，但其过量排放也给环境造成了一些问题。

1. 大气污染工业生产过程中排放的氮氧化物（NOx）和动植物的排泄物中的氮化合物（NH3）会与空气中的其他物质发生反应，形成大气污染物，如酸雨和臭氧。

这些污染物对人类的健康和生态系统产生负面影响。

2. 土壤和水体污染过量使用含氮化合物的化肥会导致农田土壤中氮的积累，造成土壤的酸化和养分失衡。

这不仅对农作物的生长产生不良影响，还会导致农田径流水体中氮的迁移，引起水体富营养化问题。

氮元素及其化合物[氮气](1)氮元素在自然界中的存在形式：既有游离态又有化合态．空气中含N 2 78％(体积分数)或75％(质量分数)；化合态氮存在于多种无机物和有机物中，氮元素是构成蛋白质和核酸不可缺少的元素．(2)氮气的物理性质：纯净的氮气是无色气体，密度比空气略小．氮气在水中的溶解度很小．在常压下，经降温后，氮气变成无色液体，再变成雪花状固体．(3)氮气的分子结构：氮分子(N 2)的电子式为，结构式为N ≡N ．由于N 2分子中的N ≡N 键很牢固，所以通常情况下，氮气的化学性质稳定、不活泼．(4)氮气的化学性质：①N 2 +3H 22NH 3是工业合成氨的原理②N 2 + O 22NO 在闪电或行驶的汽车引擎中会发生以上反应． (5)氮气的用途：①合成氨，制硝酸；②代替稀有气体作焊接金属时的保护气，以防止金属被空气氧化；⑧在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发；④保存粮食、水果等食品，以防止腐烂；⑤医学上用液氮作冷冻剂，以便在冷冻麻醉下进行手术；⑥利用液氮制造低温环境，使某些超导材料获得超导性能． [NO 、NO 2性质的比较]氮的氧化物一氧化氮(NO) 二氧化氮(NO 2) 物理性质 为无色、不溶于水、有毒的气体为红棕色、有刺激性气味、有毒的气体，易溶于水 化学性质 ①极易被空气中的O 2氧化：2NO + O 2= 2NO 2②NO 中的氮为+2价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性与H 2O 反应： 3NO 2 + H 2O ＝2HNO 3 + NO (工业制HNO 3原理．在此反应中，NO 2同时作氧化剂和还原剂) 2．铵盐[氨](1)氨的物理性质：①氨是无色、有刺激性气味的气体，比空气轻；②氨易液化．在常压下冷却或常温下加压，气态氨转化为无色的液态氨，同时放出大量热．液态氨气化时要吸收大量的热，使周围的温度急剧下降；③氨气极易溶于水．在常温、常压下，1体积水中能溶解约700体积的氨气(因此，氨气可进行喷泉实验)；④氨对人的眼、鼻、喉等粘膜有刺激作用．若不慎接触过多的氨而出现病症，要及时吸入新鲜空气和水蒸气，并用大量水冲洗眼睛．(2)氨的化学性质：①跟水反应．氨气溶于水时(氨气的水溶液叫氨水)，大部分的NH 3分子与H 2O 分子结合成NH 3·H 2O(叫一水合氨)．NH 3·H 2O 为弱电解质，只能部分电离成NH 4＋和OH －：NH 3 + H 2O NH 3·H 2ONH 4＋ + OH － a ．氨水的性质：氨水具有弱碱性，使无色酚酞试液变为浅红色，使红色石蕊试液变为蓝色．氨水的浓度越大，密度反而越小(是一种特殊情况)．NH 3·H 2O 不稳定，故加热氨水时有氨气逸出：NH 4＋+ OH －NH 3↑+ H 2O b ．氨水的组成：有3种分子(NH 3、NH 3·H 2O 、H 2O)和3种离子(NH 4＋和OH －、极少量的H ＋)．c ．氨水的保存方法：氨水对许多金属有腐蚀作用，所以不能用金属容器盛装氨水．通常把氨水盛装在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里．②跟氯化氢气体的反应：NH 3 + HCl ＝ NH 4C1说明 a ．当蘸有浓氨水的玻璃棒与蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时，产生大量白烟．这种白烟是氨水中挥发出来的NH 3与盐酸挥发出来的HCl 化合生成的NH 4C1晶体小颗粒．b ．氨气与挥发性酸(浓盐酸、浓硝酸等)相遇，因反应生成微小的铵盐晶体而冒白烟，这是检验氨气的方法之—．c ．氨气与不挥发性酸(如H 2SO 4、H 3PO 4等)反应时，无白烟生成．③4NH 3 + 5O 2 4NO + 6H 2O 叫做氨的催化氧化，是工业上制硝酸的反应原理之一．(4)氨气的用途：①是氮肥工业及制造硝酸、铵盐、纯碱的原料；②是有机合成工业如合成纤维、塑料、染料、尿素等的常用原料；③用作冰机中的致冷剂．[铵盐]铵盐是由铵离子(NH 4＋)和酸根阴离子组成的化合物．铵盐都是白色晶体，都易溶于水．(1)铵盐的化学性质：①受热分解．固态铵盐受热都易分解．根据组成铵盐的酸根阴离子对应的酸的性质的不同，铵盐分解时有以下三种情况：a ．组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是非氧化性的挥发性酸时，则加热时酸与氨气同时挥发，冷却时又重新化合生成铵盐。