第二单元---生产生活中的含氮化合物(原创)
生产生活中的含氮化合物
3NO2+H2O=2HNO3+NO
实验步骤
总反应： 4 NO2 + 2H2O + O2 = 4HNO3
NO2 和 O2 混和气体溶于水的反应 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
① ×2 ＋ ②
①
2NO + O2 = 2NO2
②
总反应： 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3 NO 和 O2 混和气体溶于水的反应 2NO + O2 = 2NO2
氮氧化物的产生和转化
在新疆和青海交界处有一狭长山谷，当牧民和牲畜进入后， 风和日丽的晴天常常顷刻间电闪雷鸣，狂风大作，人畜往往遭 雷击倒下。奇怪的是这里的牧草茂盛，四季常青，被当地牧民 称为“魔鬼谷”。你能用化学方程式及必要的文字叙述解释 “魔鬼谷”牧草茂盛、四季常青的原因吗?
N2+O2=====
2NO
2NO+O2==2NO2
3NO2+H2O==2HNO3+NO
与矿物反应生成硝酸盐
豆科植物的根瘤
氮的固定： 将游离态的氮转化为化合态的氮的过程
雷电固氮
（1）自然固氮 生物固氮：
（2）人工固氮 1909年，德国化学家哈伯在实验室中首次人工 合成了NH3 高温、高压
N2 + 3H2
催化剂
2NH3
① ×3 ＋ ②×2
①
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 总反应： 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3
②
3、氮氧化物的计算 4NO2+2H2O+O2=4HNO3
《生产生活中的含氮化合物》 讲义
《生产生活中的含氮化合物》讲义一、含氮化合物的概述在我们的生产生活中，含氮化合物扮演着至关重要的角色。
氮是生命活动中不可或缺的元素之一，它存在于众多的化合物中，这些化合物在农业、工业、医药、环境保护等领域都有着广泛的应用和重要的影响。
含氮化合物的种类繁多，常见的包括氨气（NH₃）、硝酸（HNO₃）、尿素CO(NH₂)₂、亚硝酸钠（NaNO₂）等等。
它们具有不同的化学性质和用途。
二、农业生产中的含氮化合物1、氮肥氮肥是农业生产中用量最大的化肥之一。
常见的氮肥有尿素、碳酸氢铵（NH₄HCO₃）、氯化铵（NH₄Cl）等。
氮肥能够为植物提供生长所需的氮元素，促进植物的茎叶生长，增加叶绿素含量，提高光合作用效率，从而增加农作物的产量。
尿素是一种高效的氮肥，其含氮量高，肥效持久，使用方便。
碳酸氢铵则具有速效性，能迅速为植物提供氮营养，但它的挥发性较强，使用时需要注意深施覆土。
氯化铵在酸性土壤中使用效果较好，但长期使用可能导致土壤酸化。
2、生物固氮除了人工合成的氮肥，自然界中还存在着生物固氮的现象。
某些微生物，如根瘤菌，能够将空气中的氮气转化为植物可吸收利用的含氮化合物。
豆科植物如大豆、花生等常与根瘤菌共生，通过这种方式获取氮源。
生物固氮不仅为植物提供了氮营养，还有助于维持土壤的肥力和生态平衡。
三、工业生产中的含氮化合物1、氨气氨气是一种重要的化工原料，广泛用于生产硝酸、氮肥、铵盐等。
工业上通过哈伯法合成氨气，即在高温高压和催化剂的条件下，将氮气和氢气反应生成氨气。
氨气具有刺激性气味，易溶于水形成氨水。
氨水在工业上也有多种用途，如用于金属表面处理、废水处理等。
2、硝酸硝酸是一种强氧化性的酸，在工业上具有重要地位。
它主要用于制造炸药、化肥、染料、医药等。
硝酸的生产通常是通过氨气的催化氧化得到一氧化氮，一氧化氮再进一步氧化生成二氧化氮，最后用水吸收二氧化氮得到硝酸。
四、医药领域中的含氮化合物许多药物中都含有氮元素，例如磺胺类药物、抗生素等。
第二单元 生产生活中的含氮化合物
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及转化一、二氧化氮和一氧化氮1．氮气氮气在空气中约占总体积的________。
通常情况下，N2不与________反应。
在一定条件下，N2能跟O2反应生成不溶于水、无色的________：2．一氧化氮NO常温下很容易与空气中的氧气反应生成______：2NO＋O2===______(红棕色气体)。
3．二氧化氮二氧化氮是__________、有__________气味的________气体，密度比空气____，易______，____溶于水。
溶于水时生成________和____，工业上利用这一原理生产硝酸：3NO2＋H2O===____________。
二、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染1．SO2和NO2的主要来源(1)______、________和__________的金属矿物的燃烧或冶炼；(2)________尾气、硫酸厂、硝酸厂的尾气。
2．危害(1)引起________污染，直接危害人体健康。
(2)溶于水形成________。
3．酸雨(1)概念：________的降水称酸雨，主要是大气中的________和______溶于水后造成的。
(2)形成原理①H2SO4的生成：______________________________、__________________________。
②HNO3的生成：__________________________。
(3)危害①直接破坏农作物、森林、草原，使土壤、湖泊酸化。
②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。
4．防治措施(1)调整__________，发展__________。
(2)研究煤的脱硫技术，改进燃烧技术，减少______和____________的排放。
(3)加强工厂废气的回收处理。
(4)改进汽车尾气的处理技术，控制汽车尾气排放标准。
知识点1氮气的性质1．氮气能大量存在于空气中的根本原因是()A．氮气性质稳定，即使在高温下也很难跟其他物质发生反应B．氮气比空气轻，且不溶于水C．氮分子中两个氮原子结合很牢固，分子结构稳定D．氮气无氧化性，也无还原性，不与其他物质反应2．下列关于N 2的说法中错误的是( )A ．通常情况下N 2性质很稳定，所以N 2可在电焊时作保护气B ．N 2＋O 2=====高温2NO ，该反应是汽车尾气造成污染的主要原因之一C ．N 2在空气中约占总质量的45D ．在反应：3Mg ＋N 2=====高温Mg 3N 2中，N 2作氧化剂 知识点2 一氧化氮的性质3．最新研究表明：NO 吸收治疗法可快速改善SARS 重症患者的缺氧状况，缓解病情。
《生产生活中的含氮化合物》 讲义
《生产生活中的含氮化合物》讲义在我们的生产和生活中，含氮化合物扮演着至关重要的角色。
从农业中的化肥到工业中的炸药，从人体中的蛋白质到大气中的污染物，含氮化合物无处不在，对我们的生活产生着深远的影响。
一、氮气（N₂）氮气是空气中含量最多的气体，约占空气体积的 78%。
氮气是一种相对稳定的气体，在常温常压下，氮气的化学性质不活泼，很难与其他物质直接发生反应。
但在特定条件下，如高温、高压、催化剂存在时，氮气能与氢气反应生成氨气（NH₃），这是工业合成氨的重要反应。
氮气在食品包装中也有重要应用。
由于氮气的化学性质稳定，将食品包装中充入氮气可以防止食品氧化变质，延长食品的保质期。
二、氨气（NH₃）氨气是一种具有强烈刺激性气味的气体。
在工业上，氨气是生产化肥、硝酸等的重要原料。
农业上，氨气用于合成氮肥，如尿素CO(NH₂)₂、碳酸氢铵（NH₄HCO₃）等。
氮肥的使用大大提高了农作物的产量，解决了全球众多人口的温饱问题。
在化工领域，氨气可以用于制造硝酸。
氨气先经过催化氧化生成一氧化氮（NO），一氧化氮进一步氧化生成二氧化氮（NO₂），二氧化氮与水反应生成硝酸（HNO₃）。
此外，氨气还是一种重要的制冷剂，常用于冷库的制冷。
三、一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO₂）一氧化氮是一种无色气体，在空气中很容易被氧化成二氧化氮。
二氧化氮是一种红棕色有刺激性气味的气体。
二氧化氮是形成酸雨和光化学烟雾的主要污染物之一。
然而，在工业生产中，二氧化氮也有一定的用途。
例如，它可以用于制造硝酸。
四、硝酸（HNO₃）硝酸是一种具有强氧化性和腐蚀性的强酸。
在工业上，硝酸广泛用于生产化肥、炸药、染料、塑料等。
在实验室中，硝酸是一种常用的化学试剂，用于各种化学实验和分析。
五、硝酸盐硝酸盐在生产生活中也有广泛的应用。
例如，硝酸钾（KNO₃）是一种常见的化肥，同时也是火药的重要成分。
硝酸铵（NH₄NO₃）也是一种常用的氮肥，但在储存和使用过程中需要特别小心，因为它在一定条件下可能会发生爆炸。
【原创】公开课《生产生活中的含氮化合物》
必修1《生产生活中的含氮化合物》
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气体 【教学活动一】展示你设计 产物 的本节内容的思维导图。
收 集
优点：美观、
布局合理、
检验
色彩鲜明
游离态（单质）
氮氮叁键
放电或高温、高压、催化剂 N2→含氮化合物
光化学烟雾、酸雨
催化剂
2NO+2CO=N2+2CO2
纯净物
制冷剂
湿润的红色石蕊试纸变蓝
在封闭空间内产生NO2使滴管内压强增大，将硝酸下压
⑶滴瓶中的溶液为什么会被压入滴管中？NO2与水反应，压强变小 ⑷滴管中气体红棕色为什么会变成无色？
如何设计方案证明无色气体的成分？
拧起胶头滴管使尖嘴离开液面，将溶液挤出，松开胶头滴管， 吸入空气，滴管内气体变红棕色，证明无色气体是NO。
⑸实验结束后如何进行尾气处理？ ⑹浓、稀硝酸与铜反应体现硝酸的什么性质，写出离子方程式. Cu与稀盐酸会反应吗？加入KNO3会有变化吗？向Fe(NO3)2溶 液中滴加稀盐酸会有什么变化吗？实验室用什么清洗银镜反应 后的试管？
N2 NH3
NO2 NO
HNO3
B
先打开a、c，再挤压胶头滴管 先挤压胶头滴管，再打开a、c， 最后打开b
B
湿棉花
或使蘸浓盐酸的玻璃棒冒白烟
草木灰促进铵根水解，损失氮肥 阴凉保存
归纳
联 想
2H2O
湿 润
③
①
NH3
N2Байду номын сангаас
④ 氨水
②
NO
NO2
NH4NO3
⑤
HNO3
【教学活动四】观看微课《硝酸的性质》后，请思考以下问题， 并提出你的看法与同学交流讨论。 ⑴滴管中产生的红棕色气体是什么？ NO2 ⑵滴管中的浓硝酸液面为什么会下降？
二单元生产生活中的含氮化合物
练习
1、在一定的温度和压强下，将装有N2和NO2 的混合气体的试管倒置于水槽中，充分反应后 水面上升到试管容积的2/5处，求N2和NO2的 体积比？
（2︰3）
2、将50mL的试管充满NO2和O2的混合气体， 倒立于水中，充分反应后，试管内还有10mL无 色气体，由此判断原混合气体中NO2和O2的体 积分别是（ ）
A、10mL B、15mL C、20mL D、25mL
5、自然界中氮的循环过程
细菌分解 雷电
硝酸盐
空气中 工 厂 的氮气
豆科植物
动物
遗 体
氨或铵盐
ห้องสมุดไป่ตู้
植物
遗 体
亚硝酸盐
磷、磷酸、磷酸盐
一、磷 1、磷的原子结构 周期表中的位置 2、磷在自然界中的存在 单质的磷比单质的氮活泼，自然界中没有游离态，主要
以磷酸盐的形式存在 [磷矿石Ca3(PO4)2磷灰石Ca5F(PO4)3] 也是构成蛋白质的成分之一。
确定了空气的组成。 发现了氮气，并命名为 Nitrogen（无益于生命）。
•冷冻麻醉条件下做手术； 冷冻剂
保护 气
防氧化 防挥发
合成氨
防腐烂
•作保护气——焊接金属，充填灯泡，贮存粮食、水果等
氮氧化物的产生和转化
一、氮气
1、氮元素的存在及单质的物理性质
存在
• 游离态形式存在于空气中 • 化合态形式存在于多种无机物及有机物中
第一节
一、氮气
氮氧化物的产生和转化
1、氮元素的存在及单质的物理性质
存在
• 游离态形式存在于空气中 • 化合态形式存在于多种无机物及有机物中
物理 • 无色无味的气体、密度比空气小； 性质 • 难溶于水，1体积水溶解0.02体积的氮气。
高一化学生产生活中的含氮化合物
例3：将40mLNO和NO2的混合气体跟 20mLO2同时通入装满水倒立于水槽中 的量筒中，发现有5mL气体剩余，问原 NO和NO2混合气体的体积组成是什么？
1、若剩余气体为O2，则无NO和NO2剩余， 设原有NO2体积为x， 则NO的体积为（40-x）
3NO2+H2O=====2HNO3+NO 3 1 x x/3
一般NO2、NO、O2与H2O反应，可归纳成四 种情况： （1）NO和O2混合溶于水 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3
（2）NO2和O2混合溶于水 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3 （3）NO和NO2混合溶于水 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO （4）NO、NO2、O2三种混合溶于水
雷雨发庄稼
氮氧化物（ＮＯｘ）对环境的污染
ＮＯｘ的来源：氮肥的生产、金属的冶 炼、汽车等的使用． ＮＯｘ的危害：①形成酸雨 ②形成光化学烟雾 ＮＯ２＋Ｏ２→Ｏ３ Ｏ３＋ＣｘＨｙ→ 光 有毒烟雾
③破坏臭氧层（形成臭氧空洞）
氮的氧化物、氟氯烃（氟利昂）等。 防治： 课本P98
一氧化氮和二氧化氮对环境的污染
4NO+3O2+2H2O=====4HNO3 4 3 X=30mL VNO=10mL 40-x+x/3 (20-5) 故原气体组成为：VNO2=30mL 2、若剩余气体为NO，无O2、NO2剩余 设原NO体积为y，则NO2体积为（40-y) 3NO2+H2O=====2HNO3+NO 3 1 (40-y)/3 40-y 4NO+3O2+2H2O=====4HNO3 4 3 y+(40-y)/3-520 y=27.5mL,则NO 体积为12.5mL
生产生活中的含氮化合物
生产生活中的含氮化合物简介含氮化合物是指化学物质中含有氮元素的化合物。
在生产和生活中，含氮化合物具有广泛的应用，包括肥料、药物、染料、塑料等多个领域。
本文将介绍一些常见的生产生活中的含氮化合物以及它们的应用和特点。
1. 氨和尿素1.1 氨氨（NH3）是一种无色气体，具有刺激性气味。
在生活中，氨常用于制冷剂、清洁剂和肥料等。
作为制冷剂，氨可以在低温下改变状态，并广泛应用于冷库等场合。
作为清洁剂，氨可以用于清洗玻璃、金属和塑料等表面，具有良好的去污能力。
作为肥料，氨可以提供植物所需的氮元素，促进作物的生长和发育。
1.2 尿素尿素（CO(NH2)2）是一种无色结晶体，可以溶于水。
尿素是一种常见的肥料，它可以提供植物所需的氮、磷、钾等养分元素，促进植物的生长。
此外，尿素还广泛用于化妆品、药物和树脂等领域。
在化妆品中，尿素可以充当保湿剂，帮助皮肤保持水分。
在药物中，尿素可以用作利尿剂和解热剂。
在树脂中，尿素可以增加树脂的柔韧性和耐久性。
2. 含氮药物2.1 抗生素抗生素是一类广泛应用于医药领域的含氮化合物。
它们通过抑制细菌的生长和繁殖来治疗感染性疾病。
常见的抗生素包括青霉素、头孢菌素和四环素等。
这些抗生素具有不同的作用机制和适应症，常用于感染性疾病的治疗。
2.2 兴奋剂兴奋剂是一类具有刺激性作用的含氮化合物，在医药领域被用作兴奋剂和神经系统刺激剂。
常见的兴奋剂包括咖啡因、苯丙胺和可卡因等。
这些兴奋剂可以提高人的警觉性和注意力，并具有一定程度的兴奋作用。
3. 染料和颜料3.1 染料染料是一类广泛应用于纺织、印刷和染色领域的含氮化合物。
染料可以通过吸附到纤维的方式将颜色转移到物体上。
不同类型的染料具有不同的颜色和染色机理。
常见的染料包括偶氮染料、酞菁染料和酸性染料等。
3.2 颜料颜料是一类用于绘画、涂料和墨水等领域的含氮化合物。
颜料不同于染料，它们可以通过分散在某种介质中来实现色彩的表现。
常见的颜料包括合成颜料、钛白粉和群青等。
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叠加法： 2、NO2和O2混合 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO ×2 +） 2NO + O2 = 2NO2 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
一般NO2、NO、O2与H2O反应，可归纳成四 种情况： （1）NO和O2混合溶于水 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3
得1×2e－ ＋4
＋5
＋2
3NO
H O 2HNO NO 2 2 3
失2×1e－
（二）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
3NO
2
H O 2HNO NO 2 3
（2）光化学烟雾
3O 2 NO2 2O3
2O 3 NO 3O 2
（3）对臭氧层的破坏
笼罩曼哈顿的光化学烟雾
（二）氮氧化物的产生及转化
N O 放电 2NO 2 2
2NO O 2NO 2 2
3NO H O 2HNO NO 2 2 3
NO和NO2的转化
放电或高温
N2 + O2 ==
2NO（无色，难溶于水）
红棕色，易溶于水
2NO + O2 = 2NO2
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO （工业制硝酸）
东京展出富士重工电动汽车概念车R1e
NO2与Br2蒸汽的鉴别：
小结：
N2 O2 放电
N 2 3Mg 点燃
N 2 O 5 H 2 O 2HNO
3
1、氮气（N2）的化学性质：
2NO
Mg
3N 2
2、氮的氧化物的化学性质：
2NO O 2 2NO
3NO 4NO
2 2
2
3
H 2 O 2HNO
一、氮氧化物的产生及转化
（一）氮元素的重要作用
１．生命物质的重要组成元素 ２．在生产、科学研究领域的广泛应用
一、氮氧化物的产生及转化
（二）氮氧化物的产生及转化
氮元素是植物生长的必需元素之一。充足的 氮使植物枝叶茂盛，叶片增大，光合作用增强， 从而使农作物的产量和产品质量得以提高。 大部分氮元素以游离态存在于空气中。一般 情况下，仅有少数植物能将游离态的氮转化为可 吸收的化合态的氮。俗话说“雷雨发庄稼”，那 么，在电闪雷鸣的条件下，游离态的氮是如何转 变为化合态的氮的呢?
第二单元
生产生活中的含氮化合物
一、学习目标 １．认识氮氧化物、氨和铵盐、硝酸等含氮 化合物的性质和用途，知道含氮化合物的应 用对社会生产的作用和对自然环境的影响。 ２．知道氮肥的性能和使用氮产硝酸的基本原理，了解 硝酸的特性和应用。
空气中氮气的体积分数78%，氧气的体积分 数22%，还有少量的CO2及稀有气体。氮气是 空气的主要成分，氮元素是组成蛋白质的必 需元素，是生命的重要组成元素。但空气中 氮元素的化学性质稳定，只有少数豆科植物 能够直接吸收转化加以利用。直到1919年， 德国化学家哈伯在实验室中首次人工合成了 NH3，才使大规模合成化肥成为现实。但含 氮化合物的使用也给人类生活带来了巨大的 危害！
＋2
0
得2×2e－ ＋4 －2
2NO O 2NO 2－ 2 失2×2e
（3）用途： 在生物学方面有独特作用，人体中极少量的NO 会促进血管扩张，防止血栓塞等。
2．二氧化氮（NO2）
（1）物理性质： 常温下为红棕色、有刺激性气味的气体， 与水反应。在大气中达到一定浓度时有毒。 （2）化学性质
雷雨发庄稼
在新疆和青海交界处有一狭长山谷，每当牧民和牲畜进入后， 风和日丽的晴天顷刻间电闪雷鸣，狂风大作，人畜往往遭雷击 倒下。奇怪的是这里的牧草茂盛，四季常青，被当地牧民称为 “魔鬼谷”。你能用化学方程式及必要的文字叙述解释“魔鬼 谷”牧草茂盛、四季常青的原因吗?
１．一氧化氮（NO）
（1）物理性质 常温下为无色、无味的气味，不溶于水。在大气中达 到一定浓度时有毒，NO使人体中毒的原理与CO相似,都是 与血红蛋白结合，使其失去输送氧气的功能。 （2）化学性质
洛杉矶光化学烟雾
一氧化氮和二氧化氮对环境的污染
2．氮氧化物对环境污染的防治 （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。 ①开发使用洁净能源； （2）防治：②对工厂排放的废气进行处理 ③对汽车尾气进行净化处理。
NO
3 3
O 2 2 H 2 O 4HNO
N 2O 5
4NO 3 O 2 2 H 2 O 4HNO
关于NO2、NO、O2混合气体溶于水的计算
1、NO和O2混合 2NO + O2 = 2NO2 ×3 +） 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO ×2 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3
（2）NO2和O2混合溶于水 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3 （3）NO和NO2混合溶于水 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO （4）NO、NO2、O2三种混合溶于水
课 把9mLNO气体装入试管，倒立于 堂 水槽中，逐渐通入O ，当试管中 2 练 剩余气3mL时，通入O2的体积可 习 能是（ ） A、9ml B、4.5ml C、3ml D、9.75ml