高中化學(xué)必修2 第1課時(shí) 氮?dú)馀c氮的固定 一氧化氮和二氧化氮

1、第二節(jié)氮及其化合物第1課時(shí)氮?dú)馀c氮的固定一氧化氮和二氧化氮學(xué)業(yè)要求核心素養(yǎng)對(duì)接1.能列舉、描述、辨識(shí)氮?dú)狻⒁谎趸?、二氧化氮的重要物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。2能進(jìn)行NO、NO2、O2溶于水的簡(jiǎn)單計(jì)算。1.通過(guò)NO、NO2、O2溶于水的簡(jiǎn)單計(jì)算的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知水平。2通過(guò)氮的循環(huán)的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生理解變化觀念與平衡思想。知識(shí)梳理知識(shí)點(diǎn)一氮?dú)夂偷墓潭ńY(jié)合上圖氮的循環(huán)，完成下列知識(shí)點(diǎn)：1自然界中氮的循環(huán)(1)自然界：豆科植物根部的根瘤菌，把氮?dú)廪D(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}等含氮的化合物。在放電條件下，空氣中N2與氧氣化合為氮的氧化物，并隨降雨進(jìn)入水體和土壤中。微生物分解動(dòng)植物中的蛋白質(zhì)生成小分子的

2、含氮化合物，回到水體和土壤中。(2)人類活動(dòng)：將空氣中N2合成氨，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為其他含氮化合物，進(jìn)入水體和土壤中?；剂先紵?、森林和農(nóng)作物的枝葉燃燒所產(chǎn)生的氮氧化物通過(guò)大氣進(jìn)入陸地和海洋。2氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì)3.氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)(1)N2與Mg反應(yīng)：_(2)N2與O2反應(yīng)：_(3)N2與H2的反應(yīng)：_顏色密度氣味溶解性比空氣_無(wú)小無(wú)難溶于水4氮的固定游離高能生物人工合成氨仿生知識(shí)點(diǎn)二一氧化氮和二氧化氮如圖是一氧化氮濃度檢測(cè)儀，為什么要檢測(cè)一氧化氮的濃度，一氧化氮有什么樣的性質(zhì)？二氧化氮呢？請(qǐng)完成下列知識(shí)點(diǎn)：1不同價(jià)態(tài)的氮的氧化物氧化物NON2O3N2O5 對(duì)應(yīng)氮的化合價(jià)12445N2O俗稱笑氣，具

3、有麻醉作用N2ONO2N2O432NO和NO2(1)物理性質(zhì)NONO2顏色_色_色狀態(tài)氣態(tài)氣態(tài)氣味_氣味毒性水溶性_溶_溶無(wú)紅棕?zé)o味刺激性有毒有毒難易(2)相互轉(zhuǎn)化接觸空氣就會(huì)變紅棕色存在NO2時(shí)就存在N2O4微判斷(1)空氣中N2的體積分?jǐn)?shù)約為78%()(2)N2在高溫條件與O2發(fā)生燃燒生成NO()(3)NO在空氣中易轉(zhuǎn)化為紅棕色NO2()(4)NO2與H2O的反應(yīng)，NO2只作氧化劑()微訓(xùn)練1下列關(guān)于N2的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()答案C2下列關(guān)于一氧化氮的敘述正確的是()A一氧化氮是一種紅棕色的氣體B常溫常壓下，一氧化氮不能與空氣中的氧氣直接化合C一氧化氮可由氮?dú)夂脱鯕庠诜烹姉l件下直接化合得到D一

4、氧化氮易溶于水，只能用向上排空氣法收集解析NO是無(wú)色氣體，不溶于水，可由N2與O2直接化合而得到，且易與空氣中的氧氣直接反應(yīng)而生成NO2，故只有C項(xiàng)符合題意。答案C3關(guān)于二氧化硫和二氧化氮敘述正確的是()A兩種氣體都是無(wú)色有毒的氣體，且都可用水吸收以消除對(duì)空氣的污染B二氧化硫與過(guò)量的二氧化氮混合后通入水中能得到兩種常用的強(qiáng)酸C兩種氣體都具有強(qiáng)氧化性，因此都能夠使品紅溶液褪色D兩種氣體溶于水都可以與水反應(yīng)，且只生成相應(yīng)的酸解析二氧化氮跟水反應(yīng)，生成硝酸和一氧化氮，二氧化硫溶于水生成亞硫酸，硝酸氧化亞硫酸生成硫酸。二氧化硫的漂白原理不是利用強(qiáng)氧化性，二氧化硫也不具有強(qiáng)氧化性。答案B4宇宙飛船的運(yùn)載

5、火箭的推進(jìn)器引燃后發(fā)生劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生大量高溫氣體，從火箭尾部噴出。引燃后的高溫氣體成分有CO2、H2O、N2、NO等，這些氣體均無(wú)色，但在衛(wèi)星發(fā)射現(xiàn)場(chǎng)看到火箭噴射出大量的紅色物質(zhì)，產(chǎn)生紅色的原因是()A高溫下N2遇空氣生成NO2BNO與空氣反應(yīng)生成NO2CCO2遇NO反應(yīng)生成NO2DNO遇H2O反應(yīng)生成NO2解析根據(jù)原高溫氣體均為無(wú)色，但現(xiàn)場(chǎng)卻能看到紅色可推知，是因?yàn)榘l(fā)生反應(yīng)：2NOO2=2NO2。答案B微思考自然界中的氮循環(huán)涉及氮?dú)饧暗脑S多化合物，請(qǐng)指出它們的物質(zhì)類別和其中氮元素的化合價(jià)？學(xué)習(xí)任務(wù)1氮的氧化物溶于水的計(jì)算資料：氮氧化物(NOx)種類很多，造成大氣污染的主要是一氧化氮(NO)

6、和二氧化氮(NO2)，因此環(huán)境學(xué)中的氮氧化物一般就指這二者的總稱。防治途徑一是排煙脫氮，二是控制NOx的產(chǎn)生。其中排煙脫氮分為干法和濕法兩類濕法：有直接吸收法、氧化吸收法、氧化還原吸收法、液相吸收還原法和絡(luò)合吸收法等。直接吸收法：水吸收、硝酸吸收、堿性溶液(氫氧化鈉、碳酸鈉、氨水等堿性液體)吸收，濃硫酸吸收等多種方法。氧化吸收法：在氧化劑和催化劑作用下，將NO氧化成溶解度高的NO2等，然后用水或堿液吸收脫氮的方法，在濕法排煙脫氮工藝中應(yīng)用較多。請(qǐng)結(jié)合上述資料：(1)寫(xiě)出氧化吸收法所涉及到的化學(xué)方程式。提示2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO(2)NO中充入O2、H2O能否被充分吸

7、收？提示可以4NO3O22H2O=4HNO3氮的氧化物溶于水的計(jì)算規(guī)律1相關(guān)反應(yīng)原理3NO2H2O=2HNO3NO2NOO2=2NO2由方程式2得：4NO2O22H2O=4HNO3由方程式23得：4NO3O22H2O=4HNO32氮的氧化物溶于水的三種類型：(1)NO2氣體：NO2氣體溶于水時(shí)僅涉及反應(yīng)，剩余氣體為NO。(2)NO2和O2的混合氣體：NO2和O2的混合氣體溶于水時(shí)涉及關(guān)系式，(3)NO和O2的混合氣體：NO和O2的混合氣體溶于水時(shí)涉及關(guān)系式：當(dāng)NO2或NO轉(zhuǎn)化為HNO3時(shí)要失去電子，若上述兩種氣體與O2混合通入水中時(shí)，O2得電子，且得失電子數(shù)必須相等，這是電子守恒法解答此類題目

8、的依據(jù)【例題】將40 mL NO2和NO的混合氣體通入倒立于水槽中盛滿水的試管里，充分反應(yīng)后試管中剩余20 mL氣體，則原混合氣體中NO2和NO的體積比為()A21B11C31D11答案C變式訓(xùn)練在一定條件下，將6體積的NO2(不考慮N2O4)和一定體積的NO置于試管中，并將試管倒置于水中，當(dāng)通入4.5體積的O2充分反應(yīng)后，剩余1.5體積氣體，則原NO體積可能為（雙選）()解析本題的關(guān)鍵在于理解剩余的1.5體積氣體，可能是一氧化氮，也有可能是氧氣。若是一氧化氮，則氧氣全部反應(yīng)，二氧化氮完全反應(yīng)用掉了1.5體積氧氣，剩余3體積應(yīng)該被一氧化氮消耗，所以一氧化氮體積為4體積1.5體積5.5體積；若剩

9、余的為氧氣，則這過(guò)程中一氧化氮消耗的氧氣為1.5體積，所以一氧化氮的體積是2體積。答案BC3體積4體積5體積5.5體積2體積ABCD 或?qū)W習(xí)任務(wù)2(核心素養(yǎng))NO、NO2性質(zhì)的其它應(yīng)用一、知識(shí)要點(diǎn)二、核心素養(yǎng)NO、NO2的收集培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神與創(chuàng)新意識(shí)NO、NO2的檢驗(yàn)提升學(xué)生的客觀辨識(shí)與證據(jù)推理素養(yǎng)【素養(yǎng)解題】典例示范某研究小組借助如圖儀器裝置收集NO氣體，正確的操作是()A從口進(jìn)氣，用排水法集氣B從口進(jìn)氣，用排氣法集氣C從口進(jìn)氣，用排水法集氣D從口進(jìn)氣，用排氣法集氣氣體收集解題思維模型明析氣體性質(zhì)2NOO2=2NO2NO難溶于水明確收集方法不能用排氣法用排水法收集“萬(wàn)能瓶”的用途洗氣瓶：

10、A進(jìn)B出，如用飽和NaHCO3溶液除去CO2氣體中的HCl氣體。貯氣瓶：廣口瓶中盛滿液體，B進(jìn)A出，如Cl2可用排飽和食鹽水貯存。集氣瓶：若A進(jìn)B出，可收集密度比空氣大的氣體，如CO2；若B進(jìn)A出，可收集密度比空氣小的氣體，如H2。安全瓶：在氣體的制取與性質(zhì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中連接該裝置(瓶中不盛放任何物質(zhì))，可有效地防止倒吸，起到安全瓶的作用(此時(shí)廣口瓶中A管長(zhǎng)度同B管)。答案C三、對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練解析通常情況下氮?dú)獾男再|(zhì)很不活潑，在放電或高溫條件下，能跟氧氣反應(yīng)。答案C1關(guān)于氮?dú)獾男再|(zhì)說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是()A氮在自然界中既以游離態(tài)存在又以化合態(tài)存在B通常情況下，氮?dú)庑再|(zhì)很不活潑C可在氧氣中燃燒生成一氧化氮D大

11、氣、陸地和水體中的氮元素在不停地進(jìn)行著氮的循環(huán)解析N2性質(zhì)穩(wěn)定，但高溫下可與O2等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，在反應(yīng)中表現(xiàn)出氧化性或還原性；氮?dú)獗瓤諝廨p且不溶于水并不是N2能大量存在于空氣中的根本原因；N2能大量存在于空氣中的根本原因是氮?dú)夥肿又袃蓚€(gè)氮原子結(jié)合很牢固，分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。答案C2氮?dú)饽艽罅看嬖谟诳諝庵械母驹蚴?)A氮?dú)庑再|(zhì)穩(wěn)定，即使在高溫下也不與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)B氮?dú)獗瓤諝廨p且不溶于水C氮?dú)夥肿又袃蓚€(gè)氮原子結(jié)合很牢固，分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定D氮?dú)饧葻o(wú)氧化性，也無(wú)還原性，不與其他物質(zhì)反應(yīng)解析A、B兩項(xiàng)是化合態(tài)氮之間的轉(zhuǎn)化，不屬于氮的固定；C屬于自然固氮，D屬于人工固氮。答案C3下列各項(xiàng)屬于自然固氮的是()A植物從土壤中吸收含氮肥料B合成氨制取氮肥C豆科植物的根瘤將氮?dú)廪D(zhuǎn)變成硝酸鹽等含氮的化合物D仿生固氮答案AD4對(duì)3NO2H2O=2HNO3NO反應(yīng)的下列說(shuō)法正確的是（雙選）()A氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為12B氧化產(chǎn)物與還原