521氮氣和氮氧化物（精講）-2022-2023學年高一化學（人教版2019）（原卷版）

5.2.1氮氣和氮氧化物【學科核心素養(yǎng)】1.能從分子結構的角度認識氮氣的化學穩(wěn)定性，熟知氮氣與鎂、氧氣、氫氣的化學反應及其條件。了解氮的固定和自然界中氮的循環(huán)。2.能從物質類別和氮元素的化合價認識氮氧化物的性質與轉化，熟知工業(yè)制硝酸的反應原理，促進“證據推理與模型認知”化學核心素養(yǎng)的發(fā)展。【知識講解】一、氮氣與氮的固定1.氮——重要的非金屬元素(1)氮元素位于元素周期表的第二周期、第ⅤA族，氮元素的非金屬性比氧元素弱，比碳元素強，硝酸的酸性比磷酸強。(2)氮元素原子最外層有5個電子，氮原子很難得失電子形成離子鍵，一般通過共用電子對與其他原子相互結合構成物質。(3)氮元素在自然界中的存在①游離態(tài)：主要以氮分子的形式存在于空氣中。②化合態(tài)：部分存在于動植物體內的蛋白質中；部分存在于土壤、海洋里的硝酸鹽和銨鹽中。2.氮氣(1)氮分子內兩個氮原子間以共價三鍵(N≡N)結合，斷開該化學鍵需要較多的能量，所以氮氣的化學性質很穩(wěn)定，通常情況下很難與其他物質發(fā)生化學反應。(2)寫出氮氣與下列物質反應的化學方程式：①金屬鎂：N2＋3Mgeq\o(=,\s\up7(點燃))Mg3N2，氮氣表現(xiàn)氧化性；②氫氣：N2＋3H2eq\o(,\s\up7(高溫、高壓),\s\do5(催化劑))2NH3，氮氣表現(xiàn)氧化性；③氧氣：N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放電或高溫))2NO，氮氣表現(xiàn)還原性。3.氮的固定氮的固定—eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(概念：將大氣中游離態(tài)的氮轉化為氮的化合物的過程,分類\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(自然固氮\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(高能固氮如雷雨天氣N2轉化為NO,生物固氮如豆科植物的根瘤菌固氮)),人工固氮\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(合成氨工業(yè)上合成氨,仿生固氮某些金屬有機化合物,可起到根瘤菌的作用))))))例1.氮氣能大量存在于空氣中的根本原因是()A.氮氣性質穩(wěn)定，即使在高溫下也不與其他物質發(fā)生反應B.氮氣比空氣輕且不溶于水C.氮氣分子中兩個氮原子結合很牢固，分子結構穩(wěn)定D.氮氣既無氧化性，也無還原性，不與其他物質反應二、一氧化氮和二氧化氮1.不同價態(tài)的氮的氧化物氮的氧化物N2O(笑氣)NON2O3NO2N2O4N2O5氮元素化合價＋1＋2＋3＋4＋4＋5上述氮的氧化物中屬于酸性氧化物的是N2O5和N2O3。2.一氧化氮、二氧化氮性質探究(1)在一支50mL的注射器里充入20mLNO，觀察顏色：無色，然后吸入5mL水，用乳膠管和彈簧夾封住管口，振蕩注射器?，F(xiàn)象：注射器內無明顯變化，結論：NO難溶于水。(2)打開彈簧夾，快速吸入10mL空氣后夾上彈簧夾，現(xiàn)象：注射器內氣體變?yōu)榧t棕色；振蕩注射器?，F(xiàn)象：氣體的紅棕色消失。結論：在一定條件下，NO和NO2可以相互轉化。寫出下列轉化的化學方程式：①NO→NO2：2NO＋O2=2NO2；②NO2→NO：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。3.二氧化氮的性質(1)紅棕色、有刺激性氣味的有毒氣體，密度比空氣的大。(2)易溶于水且與水反應：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。(3)具有強氧化性：能與SO2、KI等反應。(4)自身二聚：2NO2N2O4(無色氣體)?！練w納總結】NO和NO2性質比較氮氧化物NONO2色、味、態(tài)無色無味氣體紅棕色、有刺激性氣味氣體溶解性不溶于水易溶于水且與水反應氧化物類別非酸性氧化物(不成鹽氧化物)非酸性氧化物(不成鹽氧化物)氧化性或還原性具有氧化性、還原性，主要表現(xiàn)強還原性具有氧化性、還原性，主要表現(xiàn)強氧化性，能氧化SO2、KI等物質毒性有毒(易結合血紅蛋白使人中毒)有毒(刺激腐蝕呼吸道黏膜)相互轉化NOeq\o(,\s\up7(O2),\s\do5(H2O))NO2例2.下列關于氮的氧化物的敘述正確的是()A.氮的氧化物只有NO、NO2B.氮的氧化物均為紅棕色氣體C.氮的氧化物均有毒D.氮的氧化物在空氣中能穩(wěn)定存在【隨堂檢測】1．下列關于NO和NO2的說法正確的是A．NO2是紅棕色氣體，與水反應生成硝酸，所以屬于酸性氧化物B．NO2不能由N2和O2直接化合得到C．NO和NO2均既可以用排空氣法收集又可以用排水法收集D．NO在空氣中可以長久的存在2．某無色混合氣體甲可能含、、、、中的幾種，將甲氣體依次經過如圖系列實驗處理，最終得到酸性溶液，且?guī)缀鯚o氣體剩余，則甲中一定含有A．、、 B．、、C．、、、 D．、、3．下列有關含氮化合物的性質對應關系正確的是A．一氧化氮是紅棕色氣體B．鋁制、鐵制容器常溫下可盛濃硝酸，體現(xiàn)其揮發(fā)性C．銅片放入硝酸中，溶液變藍體現(xiàn)其強氧化性與酸性D．氯化銨與氯化鈉的分離利用前者易升華的性質4．下列說法錯誤的是A．為紅棕色粉末 B．碳酸鈉俗稱純堿C．為黃綠色氣體 D．為紅棕色氣體5．下列化合物可由兩種單質直接化合得到的是A．SO3 B．NO2 C．CuS D．FeCl36．將10mLNO和NO2的混合氣體通入裝滿水的倒立在水槽中的量筒，充分反應后，最后剩余4mL氣體，(已知一氧化氮與水不反應，二氧化氮與水反應：3NO2+H2O=2HNO3+NO)則原混合氣體中NO的體積為A．1mL B．3mL C．5mL D．7mL7．在火箭燃料中作氧化劑，下列有關二氧化氮的說法正確的是A．為紅棕色且有刺激性氣味的氣體 B．屬于酸性氧化物C．經轉化被植物吸收，屬于氮的固定 D．常溫下空氣中與可以化合成8．在一定條件下，將m體積NO2和n體積O2同時通入倒立于水中且盛滿水的容器內，充分反應后，容器內殘留體積的氣體，該氣體與空氣接觸未變?yōu)榧t棕色，則m與n的比值為A．3∶4 B．4∶3 C．8∶3 D．3∶89．在如圖裝置中，燒瓶中充滿干燥氣體a，將滴管中的液體b擠入燒瓶內，輕輕振蕩燒瓶，然后打開彈簧夾f，燒杯中的液體b呈噴泉狀噴出，最終幾乎充滿整個燒瓶。下列選項正確的是選項a(干燥氣體)b(液體)ANO2水BSO2NaOH溶液CCl2飽和NaCl溶液DCO2水10．下列除雜試劑選用正確，且除雜過程不涉及氧化還原反應的是選項物質(括號內為雜質)除雜試劑ASO2(HCl)H2O、濃H2SO4BNaCl溶液(MgCl2)NaOH溶液、過濾、稀HClCNO2(NO)空氣、濃硫酸DNO(NO2)H2O、無水CaCl211．將盛有60mL混合氣體的試管倒立于水中，經過足夠長的時間后，試管內氣體的體積縮小。則反應后剩余氣體的體積是（

）A．20mL B．15mL C．40mL D．25mL12．下列說法正確的是A．實驗室能用排空氣法收集SO2、NO和NO2B．銨鹽作氮肥