2019-2020學(xué)年新教材人教版必修第二冊氮及其化合物第1課時學(xué)案

第二節(jié)氮及其化合物第1課時氮和氮的氧化物課程標準核心素養(yǎng).結(jié)合真實情景中的應(yīng)用實例或通過實驗探究，了解n2、no和no2的主要性質(zhì)。.認識N2、NO和NO2在生產(chǎn)中的應(yīng)用和對生態(tài)環(huán)境的影響。.宏觀辨識與微觀探析：能運用原子結(jié)構(gòu)模型說明氮元素的性質(zhì)。能說明n2、no和no2的性質(zhì)與應(yīng)用之間的關(guān)系。.科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任：具有安全意識，能將化學(xué)知識與生產(chǎn)、生活實際結(jié)合，贊賞化學(xué)對人類生產(chǎn)和生活所做的貢獻。氮氣與氮的固定.氮元素及其存在(1)原子結(jié)構(gòu)：氮元素位于元素周期表的第二周期第VA族，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為02^5-‘，氮原子一般通過共用電子對與其他原子相互結(jié)合構(gòu)成物質(zhì)，常見化合價為一3、+5。(2)自然界中的存在形態(tài)①游離態(tài)：以氮分子的形式存在于空氣中。②化合態(tài)：存在于動植物體內(nèi)的蛋白質(zhì)中，土壤、海洋里的硝酸鹽和銨鹽中。.氮氣的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)：無色、無味、難溶于水，密度與空氣相近，約占空氣體積的4/5。(2)化學(xué)性質(zhì)［氮分子內(nèi)兩個氮原子間以共價三鍵(N三N)結(jié)合，斷開該化學(xué)鍵需要較多的能量］①通常情況下：氮氣的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，難以與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。②放電、高溫條件下，能與鎂、氧氣、氫氣等物質(zhì)發(fā)生化合反應(yīng)，化學(xué)方程式分別為N,+3Mg=9=4g：Nc、N+0、放電感高溫2NO、N+3H,高溫、高壓2NH.。^3^22 22催化劑3.氮的固定和循環(huán)(1)氮的固定將大氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過程，包括自然固氮和人工固氮。(2)氮的循環(huán)1.下列關(guān)于氮氣性質(zhì)的說法中，錯誤的是（）A.氮在自然界中既以游離態(tài)存在又以化合態(tài)存在Mg可以在N2中燃燒生成Mg3N2C.可在氧氣中燃燒生成一氧化氮D.大氣、陸地和水體中的氮元素在不停地進行著氮的循環(huán)解析：選C。本題主要考查氮氣的性質(zhì)，通常情況下，氮氣性質(zhì)很不活潑，但在放電或高溫條件下，能跟氧氣反應(yīng)。.通常情況下，氮氣性質(zhì)不活潑，其原因是（）A.氮分子是雙原子分子B.氮元素的非金屬性很強C.氮原子的半徑較小D.氮分子中的化學(xué)鍵很難破壞解析：選D。氮氣分子中存在NN鍵，氮氮三鍵性質(zhì)穩(wěn)定，破壞時需要吸收很高的能量，所以氮氣性質(zhì)不活潑，D項正確。.下列反應(yīng)不屬于氮的固定反應(yīng)的是（）N2+3Mg=5=Mg3N2N.+3H. 高溫、高壓 2NH。2 2催化劑 32NO+O2===2NQN2+O2==￡NO解析：選C。將氮單質(zhì)轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮，屬于氮的固定，不符合要求的是C項。.氮元素在地球上含量豐富，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。下列敘述與氮元素的循環(huán)無關(guān)的是（）A.工業(yè)合成氨的過程是固氮的過程B.自然界中，氨是動物體特別是蛋白質(zhì)腐敗后的產(chǎn)物C.為防止糧食、罐頭、水果等食品腐爛，常用氮氣做保護氣D.在電閃雷鳴的雨天，N2與O2會發(fā)生反應(yīng)并最終轉(zhuǎn)化為硝酸鹽被植物吸收解析：選C。將空氣中的游離態(tài)氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮的過程稱為固氮，工業(yè)上合成氨的過程是將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮，屬于固氮過程，符合氮的循環(huán)，故A不選；自然界中，蛋白質(zhì)腐敗后生成氨，符合氮的循環(huán)，故B不選；用氮氣做保護氣，是氮氣的用途，而不是氮的循環(huán)過程，所以不符合氮的循環(huán)，故C選；在電閃雷鳴的雨天，n2與O2會發(fā)生反應(yīng)并最終轉(zhuǎn)化為硝酸鹽被植物吸收，符合氮的循環(huán)，故D不選。一氧化氮和二氧化氮1.物理性質(zhì)NO無色、有毒氣體，不溶于水no2紅棕色、有刺激性氣味的柳氣體，密度比空氣的大，易液化，易溶于水2.化學(xué)性質(zhì)⑴在常溫下，NO很容易與O2反應(yīng)，化學(xué)方程式為2NO+O2===2NQ。(2)NO2溶于水時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3NO2+H2O===2HNQ+NO。3.二氧化氮溶于水的實驗⑴實驗過程實驗裝置實驗操作在如圖注射器里充入20mLNO,然后吸入5mL水，用乳膠管和彈簧夾封住管□，振打開彈簧夾，快速吸入10mL空氣后夾上彈簧夾振蕩注射器蕩注射器實驗現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象無色氣體變?yōu)榧t棕色紅棕色氣體變淺至消失，有無色氣體生成，注射器活塞向內(nèi)滑動化學(xué)方程式2NO+O2===2NQ,3NO2+H2O===2HNQ+NO思考與討論如果要將注射器中的NO充分轉(zhuǎn)化，可再吸入足量的空氣(2)對工業(yè)生產(chǎn)硝酸的啟示工業(yè)上生產(chǎn)硝酸時，向吸收后的廢氣中再通入適量的氧氣或空氣，能充分利用原料，并能減少NO的排放以保護環(huán)境。氮的氧化物與氧氣、水反應(yīng)的相關(guān)計算.相關(guān)反應(yīng)原理3NO2+H2O===2HNO3+NO①2NO+O2===2NO2②由方程式①X2+②得：4NO2+O2+2H2O===4HNO3③由方程式①X2+②X3得：4NO+3O2+2H2O===4HNO3④.氮的氧化物溶于水的三種類型(1)NO2氣體NO2氣體溶于水時僅涉及反應(yīng)①：剩余氣體為NO。(2?。2和O2的混合氣體no2和o2的混合氣體溶于水時涉及反應(yīng)③：丫(NO2)尸丫(o2)八40<%<14X=14X>1反應(yīng)情況O2過量，剩余氣體為恰好完全反應(yīng)，無氣no2過量，又發(fā)生反

02體剩余應(yīng)①，剩余氣體為NO(3)NO和O2的混合氣體NO、O2的混合氣體溶于水時涉及反應(yīng)④:,(NO)%—V(02)八40<%<34%—34%>3反應(yīng)情況02過量，剩余氣體為02恰好完全反應(yīng)，無氣體剩余NO過量，剩余氣體為NONO、O2難溶于水，但no2易溶于水且與水反應(yīng)，所以氮氧化物溶于水的各種情況中，剩余氣體可為NO或O2，但不可能是NO2或NO與02同時剩余。1.下列氣體中，不能用排空氣法收集的是()A.H2A.H2NO D.CO2解析：選C。2NO+O2===2NO2,故NO不能用排空氣法收集。2.下列關(guān)于氮的氧化物的說法中，正確的是（）A.氮的氧化物都是酸性氧化物B.氮的氧化物都既有氧化性，又有還原性no2與h2o反應(yīng)生成hno3,所以no2是酸性氧化物NO和NO2均有毒解析：選D。NO、NO2等都不是酸性氧化物，A項錯誤；N2O5中氮元素為最高價，只有氧化性，B項錯誤；盡管no2與H2O反應(yīng)生成HNO3，但N的價態(tài)發(fā)生了變化，故NO2不是酸性氧化物，C項錯誤。3.將盛有N2和NO2混合氣體的試管倒立于水中，經(jīng)過足夠長的時間后，試管內(nèi)氣體的體積縮小為原來的一半，則原混合氣體中N2和NO2的體積比是（）A.1：1 B.1：2C.1：3 D.3：1解析：選C。將試管倒立于水中，只有NO2和H2O反應(yīng)，生成的NO與不反應(yīng)的N2為剩余氣體。設(shè)原氣體的體積為丫，NO2的體積為％，根據(jù)差量法求解：3NO2+H2O===2HNO3+NOW解得_3解得_3V 3V%-丁，V一尸V-丁課堂小結(jié).下列關(guān)于n2的說法中錯誤的是（）N2化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，是因為分子中的氮氮三鍵很強N2分子的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，因而N2不能支持任何物質(zhì)的燃燒n2在反應(yīng)中既能做氧化劑又能做還原劑D.實驗室可用排水法收集氮氣解析：選B。Mg可在N2中燃燒，故B錯。.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.工業(yè)合成氨屬于人工固氮C.含氮無機物和含氮有機物可相互轉(zhuǎn)化D.碳、氫、氧三種元素也參與了氮循環(huán)解析：選A。A.N2fNH3過程中氮元素由0價變?yōu)?3價，被還原。B.工業(yè)合成氨的過程屬于人工固氮。C.由題圖可知硝酸鹽被植物吸收可轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)，動植物遺體可轉(zhuǎn)化為氨或銨鹽，則含氮無機物和含氮有機物可相互轉(zhuǎn)換。D.豆科植物可將N2合成氮肥，生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)中含有C、H、O元素，所以碳、氫、氧三種元素也參與了氮循環(huán)。3.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.一氧化氮可由氮氣和氧氣在放電條件下直接化合得到D.一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集解析：選C。NO是一種無色不溶于水的氣體，可以用排水法收集。常溫常壓下，NO易與氧氣直接化合生成no2。4.將一充滿NO的試管倒扣于水槽中，然后向試管中通入一定量的O2,最后試管中恰好充滿水，則通入的02與原NO氣體的體積比為（）A.4：3 B.3：4C.4：1 D.1：4解析：選B。根據(jù)反應(yīng)2N0+O2===2NO2,3NO2+H2O===2HN03+NO，可得4N0+302+2H20===4HN03，即02和NO的體積比為3：4時可被水完全吸收轉(zhuǎn)化為HNO3o5.為了有效實現(xiàn)NO和N02的相互轉(zhuǎn)化，設(shè)計如下實驗：按圖組裝好實驗裝置，并檢查裝置氣密性，實驗前用排水法收集半瓶NO氣體。⑴打開止水夾，推動針筒活塞，使02進入燒瓶。關(guān)上止水夾，首先觀察到燒瓶中的現(xiàn)象是產(chǎn)生此現(xiàn)象的化學(xué)方程式為 .(2)輕輕搖動燒瓶，觀察到燒瓶中的現(xiàn)象為產(chǎn)生此現(xiàn)象的化學(xué)方程式為 。解析：⑴無色的NO能與O2反應(yīng)產(chǎn)生紅棕色的NO2；(2)