2024版新教材高中化學(xué)第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第二節(jié)氮及其化合物第1課時(shí)氮?dú)夂偷难趸镎n件新人教版必修第二冊

第1課時(shí)氮?dú)夂偷难趸锼仞B(yǎng)要求1.能從分子結(jié)構(gòu)的角度認(rèn)識氮?dú)獾幕瘜W(xué)穩(wěn)定性，熟知氮?dú)馀c鎂、氧氣、氫氣的化學(xué)反應(yīng)及其條件，了解氮的固定和自然界中氮的循環(huán)。2．能從物質(zhì)類別和氮元素的化合價(jià)認(rèn)識氮氧化物的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化，熟知工業(yè)制硝酸的反應(yīng)原理，促進(jìn)“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展。知識基礎(chǔ)·自學(xué)·嘗試核心素養(yǎng)·合作·探究知識基礎(chǔ)·自學(xué)·嘗試一、氮?dú)馀c氮的固定1．自然界中氮的循環(huán)(1)自然界：①豆科植物根部的_______把氮?dú)廪D(zhuǎn)化成____，從而實(shí)現(xiàn)自然固氮。②在_____條件下，空氣中氮?dú)馀c氧氣化合為氮的氧化物，并隨降雨進(jìn)入水體和土壤中。③微生物分解動植物中的蛋白質(zhì)生成________________________，回到水體和土壤中。根瘤菌氨放電小分子的含氮化合物(2)人類活動：①將空氣中氮?dú)夂铣蒧__，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。②________________________________所產(chǎn)生的氮氧化物通過大氣進(jìn)入陸地和海洋。氨化石燃料燃燒、森林和農(nóng)作物的枝葉燃燒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__________________無稍小無難溶于水

4．氮的固定(1)概念：將大氣中_____態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過程。(2)分類：游離高能生物人工合成氨仿生____【學(xué)而思】1.醫(yī)生為什么可以利用液氮給手術(shù)刀降溫？已知：氮?dú)獾娜埸c(diǎn)－210℃，沸點(diǎn)－196℃，密度：1.25g·L－1。2．在國民經(jīng)濟(jì)和日常生活中，氮?dú)庥袕V泛的用途。我們將它充灌在電燈泡里，可防止鎢絲的氧化，延長燈泡的使用壽命。還可用它來代替惰性氣體作焊接金屬時(shí)的保護(hù)氣。氮?dú)鉃槭裁纯梢宰鞅Ｗo(hù)氣？

提示：液氮沸點(diǎn)低，變成氣體時(shí)吸收熱量造成周圍溫度降低。提示：氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，常溫下不與氧氣反應(yīng)，可以作保護(hù)氣。

拓展空氣的組成與氮循環(huán)空氣是一種混合物，大概的組成情況(體積分?jǐn)?shù))如下：氮?dú)猓?8%；氧氣：21%；稀有氣體：0.94%；二氧化碳：0.03%；其他：0.03%?？諝馐亲匀唤缰凶畲蟮牡厝萜鳎堑h(huán)的最大源泉。

二、一氧化氮和二氧化氮1．物理性質(zhì)

NONO2色、態(tài)______色氣體______色氣體氣味____________________氣味密度(與空氣相比)略大________溶解性______溶于水與水反應(yīng)毒性__________毒______毒無紅棕?zé)o味有刺激性大不有有2.化學(xué)性質(zhì)【實(shí)驗(yàn)5—5】實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論在一支50mL的注射器里充入20mLNO，然后吸入5mL水，用乳膠管和彈簧夾封住管口，振蕩注射器________________________打開彈簧夾，快速吸入10mL空氣后夾上彈簧夾注射器中氣體由____色變?yōu)開___色，注射器塞子向____移動NO與空氣中的O2發(fā)生反應(yīng)生成________的____振蕩注射器注射器中氣體由____色變?yōu)開___色，注射器塞子________移動NO2與水發(fā)生反應(yīng)生成了____色的____無明顯現(xiàn)象NO不溶于水無紅棕左紅棕色NO2

紅棕?zé)o繼續(xù)向左無NO對工業(yè)生產(chǎn)硝酸的啟示工業(yè)上生產(chǎn)硝酸時(shí)，向吸收后的廢氣中再通入適量的氧氣或空氣，充分利用原料，并能減少NO的排放以保護(hù)環(huán)境。

【學(xué)而思】1.如何鑒別NO和NO2?

2．二氧化氮和溴蒸氣都是有刺激性氣味的紅棕色氣體，能否用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)？已知硝酸可以將I－氧化為I2。

提示：NO2是紅棕色氣體，NO是無色氣體且遇空氣變?yōu)榧t棕色。提示：不能，NO2溶于水生成硝酸，可使淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)，Br2氧化性大于I2，也可使淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)。[即時(shí)練]

1．判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)氮的固定過程中氮元素一定被氧化。(

)(2)N2在高溫條件下與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。(

)(5)閃電時(shí)氮?dú)夂脱鯕饣希傻牡幕衔锉恢参镂盏倪^程，屬于自然固氮。(

)××√×√2．下列變化過程屬于物理變化的是(

)A．活性炭使紅墨水褪色B．雷雨天氮?dú)馀c氧氣化合C．二氧化氮溶于水D．酸雨侵蝕建筑物答案：A3．在NO2與水的反應(yīng)中，水的作用是(

)A．是還原劑B．既是氧化劑又是還原劑C．是氧化劑D．既不是氧化劑又不是還原劑答案：D4．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．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集解析：NO是無色氣體，不溶于水，在放電的條件下N2與O2化合生成NO。答案：C5．按圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。試管中裝有12mLNO，然后間歇而又緩慢地通入8mLO2，下列是有關(guān)最終狀態(tài)的描述：①試管內(nèi)氣體呈棕色

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O2

⑥試管內(nèi)氣體是NO其中正確的是(

)A．①③B．②④⑤C．②④⑥D(zhuǎn)．②③⑤

答案：C核心素養(yǎng)·合作·探究目標(biāo)1

氮的循環(huán)與固定例1.下列反應(yīng)屬于氮的固定的是(

)①N2和H2在一定條件下合成NH3②NO2和H2O反應(yīng)生成HNO3和NO③Mg在N2中燃燒生成Mg3N2④NO被空氣氧化為NO2A．①②

B．②③C．①③

D．①④解析：氮的固定是將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮的過程。答案：C歸納關(guān)鍵能力一、氮在自然界中的循環(huán)1．自然循環(huán)2．人類活動的影響二、氮的固定涉及的氮及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系

對圖的解釋：(1)氮的固定，是以氮?dú)鉃楹诵牡牡捌浠衔镏g的轉(zhuǎn)化。

[對點(diǎn)練]1．關(guān)于氮?dú)獾男再|(zhì)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：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：C2．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物理變化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．化石燃料燃燒通常會釋放出氮氧化合物D．植物秸稈燃燒時(shí)放出氮氧化合物，參與了氮的循環(huán)答案：A目標(biāo)2氮的氧化物的實(shí)驗(yàn)與計(jì)算例2.某化學(xué)興趣小組利用如圖裝置進(jìn)行下列操作：在一支50mL的注射器里充入20mLNO，然后吸入5mL水，用乳膠管和彈簧夾封住管口，振蕩注射器；打開彈簧夾，快速吸入15mL空氣[假設(shè)只有兩種氣體，且V(N2)∶V(O2)＝4∶1]后夾上彈簧夾，振蕩注射器(注射器內(nèi)壓強(qiáng)始終與大氣壓相同)。下列說法錯誤的是(

)A．整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程可以看到無色氣體變?yōu)榧t棕色后又變?yōu)闊o色的現(xiàn)象B．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，注射器活塞停留在28mL刻度附近C.最終，注射器中氣體為NO約16mL、N2約12mLD．所得溶液的物質(zhì)的量濃度約為0.036mol·L－1(氣體體積均為標(biāo)準(zhǔn)狀況數(shù)據(jù)；溶液體積仍為5mL)答案：B

關(guān)鍵能力氮氧化物的計(jì)算類型1．相關(guān)反應(yīng)原理：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO①2NO＋O2===2NO2②由方程式①×2＋②得：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3③由方程式①×2＋②×3得：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3④

提醒當(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的依據(jù)。[對點(diǎn)練]3.將體積為V的試管充滿NO氣體，按如圖所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。相同條件下，當(dāng)通入O249mL時(shí)，液面仍在原來位置，則試管體積V為(

)A.49mLB．28mLC．30mLD．24.5mL

答案：B

答案：C5．[2023·河南林州一中高一開學(xué)考試]將體積比為3∶1的NO2和NO混合氣體(共4mol)依次緩慢通過分別裝有足量NaHCO3飽和溶液、濃硫酸、過氧化鈉的裝置后，用排水法將殘余氣體收集起來，則收集到的氣體(同溫同壓下測定)是(

)A．0.5molO2B．0.67molNOC．1molNO2和0.25molO2D．2molO2解析：由題意可知，通入的氣體為3molNO2和1molNO，混合氣體通入足量NaHCO3飽和溶液，3molNO2和H2O反應(yīng)生成2molHNO3和1molNO，2molHNO3和NaHCO3反應(yīng)生成2molCO2。此時(shí)主要?dú)怏w為2molCO2和2molNO，通過濃硫酸干燥后，再通入過氧化鈉中，2molCO2和Na2O2反應(yīng)生成1molO2，1molO2和2molNO反應(yīng)生成2molNO2。用排水法收集時(shí)，2molNO2和H2O反應(yīng)生成約0.67molNO，故選B。答案：B6.如圖所示，集氣瓶內(nèi)充滿某混合氣體，將集氣瓶置于光亮處，然后擠壓膠頭滴管使膠頭滴管內(nèi)的水進(jìn)入集氣瓶，發(fā)現(xiàn)燒杯中的水會倒吸進(jìn)入集氣瓶，則集氣瓶內(nèi)的混合氣體可能是(

)①CO、O2

②NH3