氮及其氧化物
氮气学案
生活中的含氮化合物氮气及其氧化物1.氮气写出有关化学方程式： ①3Mg ＋N 2=====点燃Mg 3N 2； ②N 2＋3H 2 高温、高压催化剂2NH 3； ③N 2＋O 2== ===放电或高温2NO 。
2.氮的氧化物氮有多种价态的氧化物：N 2O 、NO 、N 2O 3、NO 2、N 2O 4、N 2O 5等。
3.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，产生了一种有毒的烟雾。
②酸雨：NO x 排入大气中，与水反应生成HNO 3和HNO 2，随雨雪降到地面。
③破坏臭氧层：NO 2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。
④NO 与血红蛋白结合使人中毒。
(2)常见的NO x 尾气处理方法 ①碱液吸收法2NO 2＋2NaOH===NaNO 3＋NaNO 2＋H 2O NO 2＋NO ＋2NaOH===2NaNO 2＋H 2ONO 2、NO 的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n (NO 2)≥n (NO)。
一般适合工业尾气中NO x 的处理。
②催化转化法在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N 2)或NO x 与CO 在一定温度下催化转化为无毒气体(N 2和CO 2)。
一般适用于汽车尾气的处理。
1.俗话说“雷雨发庄稼”，这说明雷雨中含有能被植物吸收利用的化合态的氮。
请写出三个有关的化学方程式：(1)________________________________________________________________________；(2)________________________________________________________________________；(3)________________________________________________________________________。
氮及其化合物
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。
高中化学-氮及其氧化物
氮的循环闪电：人工固氮：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5 都是大气污染物N2O3是HNO2 的酸酐②氧化反应：NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O 6 NO + 4 NH3 = 5N2 + 6H2O (催化剂) NO2+ 2KI + H2O = NO + 2KOH+I2（使KI碘化钾淀粉试纸变蓝，可用于NO2 的检验）歧化反应：3NO2+H2O = 2HNO3+NO 4NO2+O2 +2H2O = 4HNO32NO2+2NaOH = NaNO2+NaNO3+H2O（尾气吸收）③NO2和溴蒸气在性质上的相似之处： A ．均有氧化性 B ．溶于水后溶液呈酸性C ．能与碱溶液反应，颜色消失鉴别两者不能用淀粉 KI 试纸、碱溶液等。
NO2和溴蒸气在性质上的差异之处：A ．通入水中，NO2溶于水发生反应后溶液无色而溴蒸气溶于水溶液呈橙色B ．通入AgNO3溶液，有淡黄色沉淀生成的为溴蒸气C ．通入CCl4有机溶剂中， 溶于CCl4而且CCl4溶液呈橙红色的为Br2(g)D ．将盛有溴蒸气和 NO2 气体试管放入冷水中冷却，气体颜色变浅的为 NO2②氨水中含有三种分子（H2O 、NH3•H2O 、NH3）和三种离子（OH —、NH4+、H+），含量最多的是NH3•H2O ，但计算其浓度时要将所有的含氨微粒换算为NH3 ③氨水是一种弱碱，当反应物时，在离子方程式中用分子式表示。
4.氨的制备 ① 反应原理 2NH4Cl+Ca(OH)2==2NH3↑+2H2O+CaCl2 反应装置 固固加热装置 净化 用碱石灰干燥 收集 向下排空气法验满方法 ①用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色 ②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生尾气处理 收集时，一般在试管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花，可减少NH3与空气的对流速度，收集到纯净的NH3△棉花的作用：防止空气对流不能用氢氧化钠代替氢氧化钙：氢氧化钠易吸水，易结块，不易产生NH3；热的氢氧化钠对玻璃有腐蚀作用。
氮及其化合物知识归纳总结
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。
知识讲解-氮及其氧化物
氮及其氧化物【学习目标】1、掌握氮气的物理、化学性质，了解氮气的工业制法；2、掌握一氧化氮、二氧化氮的物理、化学性质，了解二者的实验室制法；3、掌握有关一氧化氮、二氧化氮的简单计算。
【要点梳理】要点一、氮气1．物理性质：无色、无味的气体，密度比空气略小，在水中溶解度很小（体积比=1：0.02），在压强为101KPa下，氮气在—195.8℃时变成无色液体，氮气分子在—209.9℃时变成雪花状固体。
2．化学性质：（1）通常状况下很难与其它物质发生化学反应（2）在一定条件下，能与一些物质发生化学反应①与H2反应：②与某些金属反应：3Mg+N2Mg3N2③与O2反应：在通常情况下，与O2不发生反应，但在放电或高温的条件下能与O2直接化合生成NO。
N2+O2放电或高温2NO（闪电、汽车引擎中发生的反应）NO为无色无味有毒的难溶于水的气体，NO很容易在常温下与空气中的O2化合，生成NO2。
2NO+O2==2NO2，NO2为红棕色、有刺激性气味，有毒的气体，易溶于水并发生反应：3NO2+H2O=2HNO3+NONO、NO2为大气污染物3．工业制法：（1）分离液态空气：（2）耗氧法：4．用途：工业原料，合成氨，制化肥，HNO3，保护气，制冷剂要点二、二氧化氮和一氧化氮的比较【高清课堂：氮及其氧化物ID:395519#氮的氧化物】NO NO2物色态味无色、无味、气体红棕色、刺激性气味、气体理 性 质密度 密度略大于空气 密度比空气大 熔沸点 很低 低，易液化 溶解性 不溶 易溶 化 学 性质毒性 有毒 有毒与水 不反应 3NO 2+H 2O=2HNO 3+NONO 2既是氧化剂，又是还原剂 与碱不反应2NO 2+2NaOH=NaNO 3+NaNO 2+H 2O NO ＋NO 2 ＋2NaOH=2NaNO 2 +H 2O氧化性 2NO+2CO=2CO 2+N 2 2NO 2+2KI=I 2+2KNO 2 还原性2NO+O 2=2NO 2 可使KMnO 4褪色可使KMnO 4褪色 与O 2混合，通入水中 4NO+3O 2+2H 2O=4HNO 3 4NO 2+O 2+2H 2O=4HNO 3实验室制取 3Cu+8HNO 3(稀)===3C u (N O 3)2 +2NO ↑+4H 2O Cu+4HNO 3(浓)===C u (N O 3)2+2NO 2 ↑+2H 2O 收集方法排水法向上排空气法要点诠释：氮的氧化物除NO 、NO 2外，还有12N O +、323N O +、424N O +、525N O +，其中N 2O 5、N 2O 3分别是硝酸、亚硝酸（HNO 2）的酸酐。
《氮及其氧化物》课件
免疫系统损伤
长期接触氮氧化物可能降 低人体的免疫力，使人更 容易受到病毒和细菌的侵 害。
氮氧化物的防治措施
改善能源结构
推广使用清洁能源，减少燃煤和燃油 的使用，从而减少氮氧化物的排放。
尾气处理
对汽车尾气进行催化还原处理，将氮 氧化物转化为无害的氮气和水蒸气。
反应机理
氮氧化物的化学反应通常涉及电子转移和配位键的形成， 这些反应机理对于理解氮氧化物的化学性质至关重要。
氮氧化物的生成与转化
燃烧生成
在高温燃烧条件下，氮气和氧气 反应可生成一氧化氮(NO)和二氧
化氮(NO₂)。
工业制备
工业上常用硝酸与金属反应制备 氮氧化物，如铜与浓硝酸反应生
成硝酸铜、二氧化氮和水。
。
氮气在高温或放电条件下，可以 与某些元素发生反应，生成氮化
物或氮氧化物。
氮气的化学性质
01
氮气与金属反应，通常生成氮化 物。例如：镁与氮气反应，生成 氮化镁。
02
氮气与非金属反应，通常生成氮 氧化物。例如：氢气与氮气反应 ，生成氨气。
氮气的应用
氮气是一种重要的工业气体， 用于合成氨、制硝酸、制尿素 等化工生产中。
《氮及其氧化物》 ppt课件
目录
• 氮气的性质 • 氮氧化物的性质 • 氮氧化物的危害与防治 • 氮氧化物在工业上的应用 • 氮氧化物的前沿研究进展
01
氮气的性质
氮气的物理性质
氮气是一种无色、无味、无臭的 气体，在标准状况下，氮气的密
度为1.25g/L，接近空气。
氮气是一种惰性气体，化学性质 稳定，不易与其他物质发生反应
氮氧化物还用作高温防护涂层，防止金属在高温下氧化和腐蚀。
高中化学氮及其氧化物、氢化物和铵盐
体积为( D) ①1.2 mL ②2.4 mL ③3 mL ④4 mL
A．①② B．②③ C．③④
D．①④
小结
■ 一、氮元素转化过程 ■ 二、氮气
1、氮气物理性质 2、氮气化学性质 3、氮气用途
■ 三、氮的氧化物
1、一氧化氮物理性质及化学性质 2、二氧化氮物理性质及化学性质
■ 四、氮氧化物的处理方式及相关计算
的酸酐，氮的氧化物均属于大气污染物
1.NO
(1).物理性质 (2).化学性质
a.还原性
无色、无味的气体，难溶于水，NO与血红蛋白结合使人中毒使其失去携带O2的能力， 导致中毒。
2NO＋O2===2NO2（检验NO)
b.工业尾气中NO的处理
NO单独与碱液不反应，为不成盐氧化物，但可以与NO2一起与碱反应
溶解性
沸点
_无__色__ 气体 无__味___ 密度略小于空气 _难__溶于水 -183℃
思考：液氮为什么是常见的冷冻剂？
N2的沸点低，液氮易汽化， 且汽化吸收热量。
(2)氮气的化学性质 ① 稳定性
写出氮气的电子式和结构式 N N N≡N
氮分子内两个氮原子间以___________________结合，断开该化学键 需要_________的能量，所以氮气的化学性质很 ________，通常很难 与其他物质发生化学反应。
O2 O2 H2O Na→Na2O→Na2O2→NaOH
3.氮元素的“价类二维图” 氮元素有多种可变化合价，物质的种类较多，在复习时要从物质类别和价态变化理 解这些物质之间的转化关系。
2. 氮气 大气中，体积分数约为_7__8_%__，氮气的物理性质有哪些？
(1) 氮气的物理性质
颜色
状态
氮气及其氧化物,硝酸
放电
高温高压 催化剂
2NH3 Mg3N2 2NO
点燃
3、氮的固定： N
2
化合态氮
三、氮的氧化物 N2 O NO N2 O3 NO2（N2O4） N2 O5
物质 颜色 气味 毒性 化合价 溶解度 密度 相互关系 收集方法
NO
无色 无味 有毒 +2 不溶 比空气稍大
下列事实体现了硝酸的什么性质？ A.氧化性 B.酸性 C.不稳定性 D.挥发性 （1）硝酸存放在棕色瓶中密封保存( C D ) （2）浓硝酸可以和铜反应( AB ) （3）木炭和浓硝酸反应( A ) （4）锌和硝酸不产生H2( A ) （5）氧化铜溶于硝酸( B ) （6）不用硝酸制SO2气体( A ) （7）用铁槽存放浓硝酸( A ) （8）检验SO42-时不能先用硝酸酸化( A )
练习 1、足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、 N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水 中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol/L NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是 ( ) A A．60 mL C．30 mL B．45 mL D．15 mL
3、硝酸的制备
实验室制法： NaNO3 +H2SO4(浓)== NaHSO4 + HNO3 药品：固体硝酸钠，浓硫酸 装置：固液加热 收集：冷凝 NH3 工业生产： NO NO2 HNO3
4NH3+5O2=4NO+6H2O 2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO
尾气处理： NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O 2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O
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氮氧化物与环境污染的防治
消除污染的主要方法：碱液吸收法 NO+NO2 +2NaOH=2NaNO2 +H2 O 2NO2 +2NaOH=NaNO2 + NaNO3 + H2 O NH3还原法 6NO+4NH3=5N2 +6H2 0
及NO2气体的颜色深浅、压强、密度等要考虑此反应，因而
可逆反应
在解化学题中有很重要的应用。
如：①收集1 mol NO2时，在标准状况下的体积应小于 22.4 L。
②将NO、O2等体积混合后，所得混合气体中含NO2、O2、 N2O4，平均相对分子质量大于41.33，压强比原来的3/4还小。
练习:
1、有一装有活塞的密闭容器，内盛22.4mL一氧化氮。
若通入11.2mL氧气（气体体积均在标准状况下测定），
保持温度、压强不变，则容器内的密度（ ）
A．等于1.369g/L
B．等于2.054g/L
C．在1.369g/L和2.054g/L之间 D．大于2.054g/L
2、鉴别NO2和溴蒸气,可选用的试剂是( )
A.淀粉碘化钾溶液
B.蒸馏水
C.NaOH溶液
红棕色刺激性气味有毒 强氧化性与SO2、KI反应
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
向上排空气法收集
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
NO + NO2 + 2NaOH = 2NaNO2 + H2O（除硝酸厂的尾气） 与NaOH 2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O
D.AgNO3溶液
氮氧化物对环境的污染与防治
１氮氧化物对环境的污染 （1）酸雨（硝酸型酸雨） （2）对臭氧层的破坏 （3）光化学烟雾
氮氧化物+某些烃=光化学烟雾
2．氮氧化物的来源和防治
（1）来源：
氮氧化物主要来源于化石燃料的燃烧， 汽车尾气、工厂废气的排放，其中， 汽车尾气是城市大气中氮氧化物的主 要来源之一。
，N2能与 H2、O2、Mg 等发生化学反应。
①与H2反应：N2＋3H2
2NH3（工业合成氨）
放电
②与O2反应：N2＋O2
或高温
2NO
（打雷、汽车引 擎中发生的反应）
③与活泼金属反应：N2＋3Mg
Mg3N2
Mg3N2＋6H2O＝3Mg（OH）2↓＋2NH3↑ 镁在空气中燃烧产物？
氮分子的结构与性质
氮及其氧化物
一、氮气
⑴物理性质
无色无味的气体，难溶于水
⑵结构
电子式为
，结构式为 N ≡ N
，
键能 大 ，分子结构 稳定 ，常温下N2性质 不活泼。
对比：氮原子的结构示意图 氮原子较活泼，因而氮元素是活泼的非金属元素，
氮气常温下性质稳定，高温下活泼
⑶化学性质
常温下，N2的化学性质很 不活泼 ，可代替稀有气体 做 保护气 ，但在 高温 、 放电 、 点燃 等条件下
（5）氮气的用途 1、保护气 2、作原料：合成氨，制硝酸
（6）氮气的工业制法 由空气液化，然后低温蒸发
二、氮的氧化物
N2O NO N2O3 NO2（N2O4） N2O5
其中N2O3和N2O5分别为HNO2和HNO3的酸酐
放电
N2 + O2 === 2NO(无色)
2NO + O2 === 2NO2（红棕色）
例题1氮气能大量存在于空气中的根本原因是（C ）
A.氮气性质稳定，即使在高温下也很难跟其它物质发生反应 B.氮气比空气轻，且不溶于水 C.氮分子中存在三个共价键，它的键能很大，分子结构稳定 D.氮气无氧化性，也无还原性，不跟其它物质反应
（4）氮的固定 将游离态氮转化为化合态氮的方法叫氮的固定．
包括：人工固氮和自然固氮
实验室3Cu + 8HNO3（稀）=
Cu + 4HNO3（浓）=
制备 3Cu(NO3)2 +2NO ↑ +4H2O Cu(NO3)2 + 2NO2 ↑ + 2H2O
特别提醒
通常“纯净”的NO2或N2O4并不纯，因为在常温、常压
下能发生反应：
。由于此可逆反应的发生，
通常实验测得NO2的相对分子质量大于它的实际值。此外涉
3NO2 + H2O === 2HNO3 + NO
2NO2
N2O4(无色)
特别注意：
氮的氧化物---NO与NO2的性质比较 2NO2
N2O4
NO
NO2
物性 化性
与水
与O2
与O2、 H2O
无色，无味有毒 强还原性与O2反应
不溶于水（排水法）
2NO + O2 = 2NO2
4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3