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教学ppt课件

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

一、氮元素及其性质

氮元素是元素周期表中第 15 族元素，原子序数为 7，符号为 N。氮元素在自然界中广泛存在，约占地球大气层的 78%。

性质：

• 常温常压下为无色、无味、无臭的气体。
• 化学性质不活泼，在常温下不易与其他元素反应。
• 具有较强的氧化性，在高温下可与金属反应生成氮化物。

二、氮的化合物

氮元素可以形成多种化合物，其中最重要的有：

1. 氨（NH₃）

• 无色、有强烈刺激性气味的气体。
• 具有碱性，可与酸反应生成盐。
• 是重要的化工原料，用于合成尿素、硝酸等。

2. 硝酸（HNO₃）

• 无色、有腐蚀性的液体。
• 具有强氧化性，可与金属反应生成硝酸盐。
• 用于制造炸药、化肥等。

3. 氮肥

• 氮肥是农业生产中不可缺少的肥料。
• 常见的氮肥有尿素、硝酸铵、硫酸铵等。
• 氮肥可以为植物提供氮元素，促进植物生长。

三、氮及其化合物在化工生产中的应用

氮及其化合物在化工生产中有着广泛的应用，主要包括：

1. 合成氨

合成氨是化工生产中最重要的基础原料之一。合成氨的过程称为哈伯法，反应式为：

N₂ + 3H₂ → 2NH₃

2. 生产硝酸

硝酸是重要的化工原料，用于制造炸药、化肥等。生产硝酸的过程称为奥斯特瓦尔德法，反应式为：

NH₃ + 2O₂ → HNO₃ + H₂O

3. 生产氮肥

氮肥是农业生产中不可缺少的肥料。生产氮肥的过程包括合成氨、氧化氨和中和等步骤。

四、氮及其化合物对环境的影响

氮及其化合物对环境也有一定的影响，主要包括：

1. 酸雨

氮氧化物（NOx）和氨（NH₃）是酸雨的主要前体物。酸雨会对土壤、水体和建筑物造成损害。

2. 温室效应

一氧化二氮（N₂O）是一种温室气体，其温室效应比二氧化碳高 298 倍。一氧化二氮主要来自化肥生产和生物质燃烧。

3. 水体富营养化

过量的氮肥会流入水体，导致水体富营养化。富营养化会引起藻类大量繁殖，消耗水中的氧气，导致水体缺氧。

五、氮及其化合物在生活中的应用

氮及其化合物在生活中也有着广泛的应用，主要包括：

1. 食品添加剂

氨（NH₃）和硝酸钠（NaNO₃）等氮化合物被用作食品添加剂，具有防腐和保色作用。

2. 医药

硝酸甘油（C₃H₅N₃O₉）是一种重要的血管扩张剂，用于治疗心绞痛。

3. 电子工业

氮化镓（GaN）是一种重要的半导体材料，用于制造发光二极管（LED）和激光二极管。