氮及其化合物高一下学期化学人教版（2019）必修第二册.pptx

第五章化工生产中的重要非金属元素

第二节氮及其化合物

1940年至1960年间，在美国洛杉矶，发生了严重的有毒烟雾污染大气的事件——光化学烟雾。那么光化学烟雾到底是什么，这一节课我们就来学习和光化学烟雾污染有关的一种物质——N。

氮元素位于元素周期表中第二周期第_____族，原子结构示意图为__________，最外层有_____个电子，在化学反应中能获得3个电子而表现出－3价。提示：氮在元素周期表中的位置和原子结构ⅤA5+725

氮原子的最外电子层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。因此，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。在自然界里，氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中，部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和较盐中。

氨是自然界各种生物体生命活动不可缺少的重要元素自然界是怎样通过氮的循环为生物体提供氮元素的呢?

一氮气与氮的固定

由于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，通常情况下难以与其他物质发生化学反应，无法被大多数生物体直接吸收。但在高温、放电等条件下，氨分子获得了足够的能量，使N≡N断裂，氮气能够与镁氧气、氢气等物质发生化合反应，分别生成氮化镁、一氧化氮和氨气等。

?氮气的性质?~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~电子式结构式N2化学式N??N????????NN1、氮分子的结构

2、氮分子的物理性质氮气：双原子分子无色无味、低沸点难溶于水(1体积水溶解0.02体积N2)密度比空气略小，占空气体积78%数据氮气熔点：－210℃沸点：－196℃密度：1.25g/L

3、氮气的化学性质①键能比较NNOOClCl946KJ/mol247KJ/mol493KJ/mol由键能数据可以推测：氮气的化学性质______________很不活泼(稳定)但在获得了足够能量情况下，氮气还是能发生反应的。因此氮气发生反应的条件往往是______或______高温放电

②化学性质：

4、氮的固定：自然界氮的固定三个主要途径、原理：(1)大气固氮；(2)生物固氮；(3)工业固氮.

(1)大气固氮；大自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气转化为含氮的化合物.N2＋O2────→2NO；放电

(2)生物固氮；通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨，从而实现自然固氮。N2─────→NH3(铵态氮肥)固氮酶

(3)工业固氮.人类则通过控制条件，将氮气氧化或还原为氮的化合物，实现人工固氮。N2＋3H22NH3高温、高压催化剂(工业合成氨)

5、认识氮在自然界的循环

最重要的人工固氮途径就是工业合成氨，它不仅为农作物的生长提供了必需的氮元素，而且为其他化工产品(如炸药、农药、染料等)的生产提供了重要的原料。

科学史话~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~合成氨由于氮气的化学性质很不活泼，以氮气和氢气为原料合成氨的工业化生产曾是一个较难的课题。1909年，德国化学家哈伯(F.Haber，1868-1934)经过反复实验研究后发现，在500~600℃、17.5MPa~20.0MPa和锇为催化剂的条件下，反应后氨的含量可超过6%，具备了工业化生产的可能性。

为了把哈伯合成氨的实验室方法转化为规模化的工业生产，德国工程师博施(C.Bosch，1874－1940)作出了重要贡献。1913年，一个年产量7000t的合成氨工厂建成并投产，合成氨的工业化生产终于实现。从此，合成氨成为化学工业中迅速发展的重要领域。由于合成氨工业生产的实现和相关研究对化学理论与技术发展的推动，哈伯和博施都获得了诺贝尔化学奖。

合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就，在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题，是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。

二一氧化氮和二氧化氮

N的氧化物的种类——它们都有毒，是大气污染物。N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5六种，其化合价分别是＋1，＋2，＋3，＋4，＋4，＋5。一氧化氮和二氧化氮是氮的两种重要氧化物。

1、一氧化氮（NO）①物理性质：无色、无味、有毒气体(和CO相同)，不溶于水.②化学性质：在常温下很容易与氧气化合，生成二氧化氮(易被O2氧化为NO2).2NO＋O2══2NO2

③与NH3反应：④和O2、H2O：催化剂加热6NO＋4NH3══════