2020_2021學(xué)年新教材高中化學(xué)第3章物質(zhì)的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化第3節(jié)第1課時自然界中氮的循環(huán)氮的固定學(xué)案魯科版必修120210317268

1、第1課時自然界中氮的循環(huán)氮的固定學(xué)習(xí)目標(biāo)1了解氮循環(huán)的基本過程，認(rèn)識氮循環(huán)中的重要物質(zhì)以及人類活動對氮循環(huán)的影響，樹立環(huán)保意識。2知道氮?dú)庠谝欢l件下能夠與氧氣、氫氣反應(yīng)，了解氮的固定的相關(guān)知識。3了解NO、NO2的物理及化學(xué)性質(zhì)。(重點(diǎn))授課提示：對應(yīng)學(xué)生用書第61頁一、自然界中氮的循環(huán)1自然界中氮的循環(huán)2人類活動的影響(1)氮?dú)獍钡?、硝酸等含氮化合物?2)燃燒反應(yīng)產(chǎn)生的氮氧化物參與氮的循環(huán)。二、氮的固定1氮?dú)?1)物理性質(zhì)：無色無味的氣體，難溶于水。(2)化學(xué)性質(zhì)：通常狀況下，化學(xué)性質(zhì)不活潑。2氮的固定(1)定義：使空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過程。(2)分類。注意：含氮化合物之

2、間的轉(zhuǎn)化不屬于氮的固定。3一氧化氮(1)無色、難溶于水的氣體；(2)結(jié)合血紅蛋白的能力比CO強(qiáng)，毒性較大；(3)是一種“信使分子”；(4)常溫下與空氣中的氧氣迅速化合。2NOO2=2NO2。4二氧化氮(1)紅棕色有刺激性氣味的有毒氣體，易溶于水；(2)能使多種織物褪色，有腐蝕作用；(3)與水反應(yīng)3NO2H2O=2HNO3NO。注意：NO2不是酸性氧化物。多維思考自主預(yù)習(xí)1下列說法不正確的是()A豆科植物通過根瘤菌吸收空氣中的氮是化學(xué)變化B汽車尾氣中排放的氮氧化合物是由游離態(tài)氮轉(zhuǎn)化來的C化石燃料燃燒通常不釋放出氮氧化合物D植物秸稈燃燒時放出氮氧化合物，參與了氮的循環(huán)答案：C2在通常狀況下，氮?dú)夂?/p>

3、穩(wěn)定，這句話是指氮?dú)獾?)A物理性質(zhì)B化學(xué)性質(zhì)C物理變化 D化學(xué)變化答案：B3下列反應(yīng)中氮元素只發(fā)生還原反應(yīng)的是()AN2O22NOB2NOO2=2NO2CN23H22NH3D3NO2H2O=2HNO3NO答案：C4一氧化氮對SARS病毒的抑制作用明顯。下列關(guān)于NO的說法正確的是()ANO是酸性氧化物BNO只能通過人工合成CNO是大氣污染物，會形成酸雨DNO可以用向下排空氣法收集答案：C5下列反應(yīng)屬于氮的固定的是()A工業(yè)合成氨B由氨氣制備碳酸氫銨C銅與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生NO2DNH4Cl與Ca(OH)2反應(yīng)生成NH3答案：A授課提示：對應(yīng)學(xué)生用書第62頁要點(diǎn)一自然界中氮的循環(huán)1自然界中氮的循環(huán)2

4、人類活動的影響(1)氮?dú)獍钡?、硝酸等含氮化合物?2)燃燒反應(yīng)產(chǎn)生的氮氧化物參與氮的循環(huán)。3預(yù)測下列物質(zhì)的氧化性、還原性物質(zhì)NH3N2NONO2HNO3N化合價30245預(yù)測性質(zhì)還原性氧化性還原性氧化性還原性氧化性還原性氧化性探究應(yīng)用下列關(guān)于自然界中氮循環(huán)(如圖)的說法不正確的是()A氮元素均被氧化B工業(yè)合成氨屬于人工固氮C含氮無機(jī)物和含氮有機(jī)物可相互轉(zhuǎn)化D碳、氫、氧三種元素也參加了氮循環(huán)答案：A要點(diǎn)二氮?dú)鈴脑鼗蟽r分析氮?dú)饩哂屑扔醒趸杂钟羞€原性(填“氧化性”“還原性”或“既有氧化性又有還原性”)，從分類的角度分析氮?dú)饪赡芫哂械男再|(zhì)：與金屬單質(zhì)反應(yīng)，與某些非金屬單質(zhì)反應(yīng)。1化學(xué)性質(zhì)(1)

5、N2H2：N23H22NH3。(表現(xiàn)了氧化性)應(yīng)用：工業(yè)上制氨氣可逆反應(yīng)：在相同條件下能同時向正反兩個方向進(jìn)行的反應(yīng)。(2)N2O2：N2O22NO。(表現(xiàn)了還原性)2氮的固定(1)定義：使游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過程。(2)分類：氮的固定說明：高能固氮指N2在雷電作用下生成NO；生物固氮指植物根瘤菌把N2轉(zhuǎn)化成NH、NO。3氮?dú)獾挠猛?1)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定做糧食、瓜果、焊接金屬的保護(hù)氣。(2)不燃燒、不支持燃燒滅火。(3)與H2反應(yīng)生成氨氣制造硝酸、氮肥的原料。(4)液態(tài)溫度低、性質(zhì)穩(wěn)定、無毒做冷凍麻醉劑。4工業(yè)制法空氣中含有大量的氮?dú)?，空氣是工業(yè)制取氮?dú)獾闹饕希a(chǎn)方法主要是分離液態(tài)空

6、氣，并制得液氧。 問題探究1實(shí)驗(yàn)室收集N2的方法是什么？為什么？答案：只能用排水法收集，不能用排空氣法。N2的密度與空氣接近，實(shí)驗(yàn)室只能用排水法收集。22H2O2H2O2和2H2O22H2O是否屬于可逆反應(yīng)？CO2H2O=H2CO3和H2CO3=CO2H2O是否屬于可逆反應(yīng)？答案：可逆反應(yīng)必須滿足“兩同”：相同條件；正反方向同時進(jìn)行。2H2O2H2O2和2H2O22H2O不是可逆反應(yīng)，因?yàn)榉磻?yīng)的條件不同；CO2H2O=H2CO3和H2CO3=CO2H2O是可逆反應(yīng)，因?yàn)樵谙嗤臈l件下，同時進(jìn)行。題組過關(guān)判斷正誤，正確的打“”，錯誤的打“”。(1)實(shí)驗(yàn)室可用排空氣法收集N2。()(2)N2在通常

7、狀況下與O2反應(yīng)生成NO2。()(3)含成氨反應(yīng)屬于自然固氮中的高能固氮。()(4)N2與H2反應(yīng)時，N2做氧化劑；N2與O2反應(yīng)時，N2做還原劑。()(5)游離態(tài)氮轉(zhuǎn)化成化合態(tài)氮時，氮元素被氧化。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)要點(diǎn)三氮的氧化物1常見氮的氧化物有：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5。2NO、NO2的收集方法及相互轉(zhuǎn)化NONO2收集方法排水法向上排空氣法轉(zhuǎn)化NONO2NO2NO問題探究1請寫出NO2與H2O反應(yīng)的離子方程式，標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向及數(shù)目，并指出反應(yīng)的氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比。答案：2如何除去NO中的NO2?答案：將氣體通過盛有水的洗氣瓶。

8、3放電條件下，N2和過量氧氣反應(yīng)的產(chǎn)物是什么？NO2能不能由單質(zhì)直接化合而成？答案：放電條件下N2和O2反應(yīng)的產(chǎn)物是NO，NO與過量的氧氣反應(yīng)生成NO2；NO2不能由單質(zhì)直接化合而成。歸納總結(jié)1氮氧化物與O2、H2O反應(yīng)的計(jì)算NO2和O2的混合氣體溶于水時，根據(jù)反應(yīng)：4NO2O22H2O=4HNO3若NO2有剩余，再根據(jù)3NO2H2O=2HNO3NO2NO和O2同時通入水中時，此時的反應(yīng)為：4NO3O22H2O=4HNO3題組過關(guān)1用排水法收集12 mL NO于試管中，然后向倒立于水槽中的該試管內(nèi)間歇地通入O2共12 mL。下面的說法中，正確的是()A剩余NOB剩余NO2C試管中氣體為紅棕色D

9、試管內(nèi)氣體先變?yōu)榧t棕色，后紅棕色消失，反復(fù)幾次，最后剩余無色氣體解析：向NO中間歇通入O2發(fā)生的反應(yīng)為：2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO由32得：4NO3O22H2O=4HNO3，等體積的NO和O2反應(yīng)最終剩余O2。答案：D2標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將NO2和O2按體積比43混合后充入干燥燒瓶中，然后將燒瓶倒立于水中使混合氣體充分反應(yīng)，則燒瓶內(nèi)溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為()A. molL1B. molL1C. molL1D. molL1解析：此類題目可用賦值法來解。設(shè)燒瓶的體積為1 L，因V(NO2)V(O2)43，故在1 L混合氣體中V(NO2) L，V(O2) L。燒瓶中殘留O2的體積： L L L，故溶液充滿燒瓶體積的。所以c(HNO3)()mol L molL1。答案：C學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)(十七)變化觀念授課提示：對應(yīng)學(xué)生用書第64頁培養(yǎng)方向能多角度、動態(tài)地分析化學(xué)反應(yīng)，運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理解決實(shí)際問題。素養(yǎng)特訓(xùn)如圖所示，向盛有3.0 mL NO的試管中緩緩?fù)ㄈ?.5 mL O2(所有氣體體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定)。試回答下列問題：(1)寫出觀察到的現(xiàn)象(可不寫滿，也可補(bǔ)充)：_。_。_。(2)最終試管中剩余的氣體是_，其體積為_。解析：(1)NO遇O2迅速反應(yīng)生成NO22NOO2=2NO2，然后NO2與水反應(yīng)：3NO2H2O=2HNO3NO，導(dǎo)致試管