高中化學(xué)專題7氮與社會可持續(xù)發(fā)展第1單元氮的固定教案蘇教版必修

--1-發(fā)展目標(biāo)體系構(gòu)建發(fā)展目標(biāo)體系構(gòu)建能依據(jù)氮分子的微觀構(gòu)造推測其化學(xué)性質(zhì)。生疏人工固氮的化學(xué)原理和社會價值。體會化學(xué)科學(xué)在解決人類社會面臨的糧食危機中所發(fā)揮的重要作用。色態(tài)氣味密度色態(tài)氣味密度溶解性毒性比空氣無色氣體無味難溶無毒的略小2.構(gòu)造與化學(xué)性質(zhì)氮氣分子是由兩個氮原子通過共用三對電子結(jié)合而成的，氮氣分子的電子式：∶NN∶，構(gòu)造式為N≡N。溫或放電等特別條件下，也能與一些金屬或非金屬單質(zhì)發(fā)生反響，生成含氮化合物。二、自然固氮1．氮的固定將空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化成含氮化合物，簡稱固氮。生物固氮：自然界中的一些微生物種群將空氣中的氮氣通過生物化學(xué)過程轉(zhuǎn)生物固氮：自然界中的一些微生物種群將空氣中的氮氣通過生物化學(xué)過程轉(zhuǎn)自然固氮化為含氮化合物，約占自然固氮的90%10%高能固氮的實例——“雷雨發(fā)莊稼”利用化學(xué)方程式解釋“雷雨發(fā)莊稼”的原理：放電N＋O2NO、2NO＋O===2NO、3NO＋HO===2HNO＋NO。2 2 2 2 2 2 3雨水中的硝酸滲入土壤后與礦物質(zhì)作用生成硝酸鹽，其中的硝酸根離子被植物的根系吸取，轉(zhuǎn)化為植物生長所需的養(yǎng)料。一氧化氮和二氧化氮的性質(zhì)①物理性質(zhì)：顏色顏色狀態(tài)氣味毒性水溶性NO無色氣態(tài)無味有毒微溶NO2紅棕色氣態(tài)刺激性氣味有毒易溶NONO到達(dá)肯定濃度時都會對人體造成損害，能引發(fā)上呼吸道及肺部2疾病。③應(yīng)用：一氧化氮在調(diào)整心腦血管、神經(jīng)和免疫系統(tǒng)等方面有著格外重要的生物學(xué)作用和醫(yī)學(xué)前景，受到人們的普遍重視。二氧化氮在火箭燃料中用作氧化劑，在工業(yè)上可以用來制造硝酸。N(g)＋3HN(g)＋3H(g)2 22NH(g)3ΔH＝－92.4_kJ·mol－1。2．工業(yè)操作流程合成氨的原料是氮氣和氫氣，在較高溫度下將混合氣體加壓后送到合成塔中進展反響。該反響放出大量的熱，工業(yè)上往往用來預(yù)熱原料氣，以到達(dá)反響所需的溫度，節(jié)約能源。合成氨到達(dá)平衡時，混合氣體中氨的含量為20%左右，從中分別出氨后，將未反響的氮氣、氫氣送回合成塔循環(huán)使用。合成氨的意義為植物生長供給足夠的氮肥，有效幫助解決糧食短缺問題。推斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)豆科植物通過根瘤菌吸取空氣中的氮屬于氮的固定，是化學(xué)變化。汽車尾氣中的氮氧化合物是由游離態(tài)氮轉(zhuǎn)化來的。

(√)(√)N既能與氧氣反響，又能與H2 2反響。 (×)在試驗室里，NONO均用排水法收集。2

(×)最的病毒學(xué)爭論證明，一氧化氮對SARS病毒有直接抑制作用。以下關(guān)于一氧化氮的表達(dá)正確的選項是( )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C[NONO簡潔與氧氣直接化合生成NO2俗話說，“雷雨發(fā)莊稼”。這說明雷雨中含有能被植物吸取利用的化合態(tài)的氮。請寫出三個有關(guān)的化學(xué)方程式：(1) ；(2) ；(3) 。放電[答案](1)N＋O2NO(2)2NO＋O===2NO(3)3NO＋HO===2HNO＋NO2 2 2 2 2 2 3探究氮氣的性質(zhì)與作用(素養(yǎng)養(yǎng)成——宏觀辨識與微觀探析)氮氣是一種無色無味的氣體，是空氣的主要成分。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冷卻至－195.8℃時，氣態(tài)氮變成沒有顏色的液體，冷卻至－209.8℃時，液態(tài)氮變成雪狀的固體。氮氣的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常被用來制作防腐劑。但在高溫、高能量條件下可與某些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化，用來制取對人類有用的物質(zhì)。探究氮氣的性質(zhì)與作用(素養(yǎng)養(yǎng)成——宏觀辨識與微觀探析)1]請你依據(jù)上圖推想：氮氣為什么可以用作糧食瓜果的保護氣？[提示]氮氣性質(zhì)穩(wěn)定，可以減慢糧食瓜果被氧氣氧化變質(zhì)。2]與同學(xué)溝通或查閱資料，分析液氮用于醫(yī)療手術(shù)的原理是什么。[提示]液氮揮發(fā)吸取熱量，使溫度快速下降。通過極速冷凍將病區(qū)細(xì)胞快速殺死，使病區(qū)恢復(fù)正常。[提示]N[提示]N＋3H2 22NH，氧化劑是氮氣，復(fù)原劑是氫氣。3氮氣的構(gòu)造與性質(zhì)以下關(guān)于氮氣的說法中錯誤的選項是( )通常狀況下N性質(zhì)很穩(wěn)定，所以N可以在電焊時作保護氣2 2高溫B．N＋O2NO，該反響是汽車尾氣造成污染的主要因素之一2 24C．N2

在空氣中約占的質(zhì)量比為5高溫2 32 2

作氧化劑C[N2

很穩(wěn)定，常用作保護氣；但在高溫下N2

ONO易被氧化為NO2 2氣會造成環(huán)境污染；N4/5；N與金屬、H反響時作氧化劑。]2 2 2試驗室以空氣和鎂為原料制備MgN的裝置如下圖(夾持和加熱裝置略去)：32以下說法正確的選項是( )裝置A、B中可依次參加濃硫酸、NaOH假設(shè)去掉裝置C，對產(chǎn)品純度無影響試驗時應(yīng)先加熱C，通入一段時間空氣后再加熱D裝置EC[要制備氮化鎂，需要除去空氣中的氧氣、COA、B2NaOH溶液、濃硫酸，A錯誤；假設(shè)去掉裝置C，鎂與氧氣反響生成氧化鎂，對產(chǎn)品純度有影響，BC，通入一段時間空氣除去氧氣，然后再加熱D，CE堿石灰的作用是吸取空氣中的水蒸氣和二氧化碳，D氮的氧化物及氮的氧化物與氧氣混合溶于水的探究(素養(yǎng)養(yǎng)成——氮的氧化物及氮的氧化物與氧氣混合溶于水的探究(素養(yǎng)養(yǎng)成——證據(jù)推理與模型認(rèn)知)1]把一支布滿NO2緣由。[提示]不能。NO3NOHO===2HNO＋NO，由此可知最終水只22/3。

2 2 32]假設(shè)一支試管中NO和O混合氣體的體積之比大于4∶12 2最終得到的氣體為NO嗎？說明緣由。2[提示]不是。NO2

O4∶1NO2

過量，但過量的NO氣體2再與水反響生成HNO和NO，所以最終得到的氣體為NO。33]10mLNO的試管中通入多少mLO2計算過程)[提示]2NO＋O===2NO ①2 23NO＋HO===2HNO＋NO ②2 2 3由方程式①×3＋②×24NO＋3O＋2HO===4HNONOO4∶32 2 3 27.5mLO2微點撥：NO或NO轉(zhuǎn)化為HNO時要失去電子，假設(shè)上述兩種氣體與O混合通入水中時，2 3 2O得電子，且得失電子數(shù)必需相等，這是電子守恒法解答此類題目的依據(jù)。2反響原理3NO＋HO===2HNO＋NO ①2 2 32NO＋O===2NO ②2 2由方程式①×2＋②得：4NO＋O＋2HO===4HNO ③2 2 2 3由方程式①×2＋②×3得：4NO＋3O＋2HO===4HNO ④計算類型

2 2 3NO氣體：NO氣體溶于水時僅涉及反響①，剩余氣體為NO。2 2NO和ONOOx＝x＝VVNO2O0＜x＜4x4x421＝1＞1反響狀況O2恰好完全反響NONO2NOO2的混合氣體：NOO2的混合氣體溶于水時涉及反響④。xx＝VVNOO20＜x＜3O24x＝443x＞3反響狀況恰好完全反響利用原子個數(shù)比分析氮氧化物與氧氣的混合氣體溶于水方程式：4NO＋O2HO===4HNO和4NO＋3O＋2HO===4HNO“4NOO“4NO＋2 2 2 3 2 2 3 2 23O“NON、O2∶52 25和氧氣均無剩余，這兩種狀況均可利用混合氣體中N、O的原子個數(shù)比來分析：＜2∶5O剩余N(N)∶N(O)＝2∶5，恰好完全反響＞2∶5N剩余如下圖試管中盛裝的是紅棕色氣體(可能是混合物)，當(dāng)?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r，試管內(nèi)水面上升，但不能布滿試管，當(dāng)向試管內(nèi)鼓入氧氣后，可以觀看到試管中水柱連續(xù)上升，經(jīng)過屢次重復(fù)后，試管完全被水布滿。原來試管中盛裝的( )可能是NNO2 2可能是ONO2 2不行能是NONO2只能是NO一種氣體2B[假設(shè)是NNON2 2 2nNO全被水布滿；假設(shè)是O

與NO

的混合氣體，由4NOO2HO===4HNO

2 ＞42 2 2 2 2 3 nO2NONONO，故試管內(nèi)水面上升，但不能布滿試管，當(dāng)向試管內(nèi)2 2不斷鼓入氧氣后，4NO＋3O＋2HO===4HNONONO的混合氣體，2 2 3 2開頭時，3NOHO===2HNO＋NO，氣體體積減小，但有NO剩余，當(dāng)向試管內(nèi)不斷鼓入適量的2 2 3氧氣后，4NO＋3O＋2HO===4HNO，試管內(nèi)的氣體完全被水吸取。]2 2 3NOO12mL2mL2 2氣體(同溫同壓下)，則原混合氣體中氧氣的體積為( )①1.2mL②2.4mL③3mL④4mL①②C．③④

②③D．①④V 4D2mL2mL氣體是O(NO)＝×(122 2 5－2)mL＝8mLV(O＝12mL－8mL＝4mL2mLNO，則混2V 1合氣中的(O＝(12mL－2mL×3)×＝1.2mL，D2 5氮氣能大量存在于空氣中的根本緣由是( )A．氮氣性質(zhì)穩(wěn)定，即使在高溫下也不與其他物質(zhì)發(fā)生反響B(tài)．氮氣比空氣輕且不溶于水C．氮氣分子中兩個氮原子結(jié)合很結(jié)實，分子構(gòu)造穩(wěn)定D．氮氣既無氧化性，也無復(fù)原性，不與其他物質(zhì)反響C[NO等物質(zhì)發(fā)生反響，在反響中表現(xiàn)出復(fù)原2 2性或氧化性；氮氣比空氣輕且不溶于水并不是N能大量存在于空氣中的根本緣由；N能大量2 2存在于空氣中的根本緣由是氮氣分子中兩個氮原子結(jié)合很結(jié)實，分子構(gòu)造穩(wěn)定]2．以下反響屬于氮的固定的是( )①NH在肯定條件下合成NH2 2 3②NOHO反響生成HNONO2 2 3③MgN中燃燒生成MgN2 32④NONO2①②C．①③

②③D．①④[氮的固定是將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮。]3．以下關(guān)于氮的氧化物的說法中正確的選項是( )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，又有復(fù)原性C．NO

與HO反響生成HNONO

是酸性氧化物2 2 3 2D．NO和NO均有毒性，都屬于大氣污染物2[NO、NOANO52 25素的最高價態(tài)，只有氧化性，BNOHOHNON2 2 3NO不是酸性氧化物，CD2按如下圖進展試驗。試管中裝有12mLNO8mLO2列是有關(guān)最終狀態(tài)的描述：①試管內(nèi)氣體呈紅棕色②試管內(nèi)氣體呈無色③試管內(nèi)液面不變④試管內(nèi)液面上升⑤試管內(nèi)氣體是O2⑥試管內(nèi)氣體是NO。其中正確的選項是( )A．①③C．②④⑥

B．②④⑤D．②③⑤4C4NO＋3O＋2HO===4HNONO，體積為mL，試管內(nèi)液面上2 2 3 3升。]氮氧化物進入大氣后，不僅會形成硝酸型酸雨，還可能形成光化學(xué)煙霧，因此必需對含有氮氧化物的廢氣進展處理。氫氧化鈉溶液可以吸取廢氣中的氮氧化物，反響