蘇教版必修1 專題4第2單元 生產(chǎn)生活中的含氮化合物（第1課時） 學(xué)案.doc

第一課時氮氧化物的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)化1空氣的主要成分是什么？哪種氣體所占百分比最多？百分比約是多少？提示：空氣的主要成分有o2、n2、co2等。n2占空氣體積的78%。2工業(yè)上如何從空氣中分離氧氣？依據(jù)什么原理？提示：工業(yè)上制取氧氣用的是分離液態(tài)空氣法，利用液態(tài)氮和液態(tài)氧的沸點不同進行 分離。3打磨好的鎂帶在空氣中燃燒可能發(fā)生哪些反應(yīng)？寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。提示：2mgo22mgo,3mgn2mg3n2,2mgco22mgoc新知探究探究1氮元素在自然界中的存在形式與n2的物理性質(zhì)(1)氮元素的存在：大部分氮元素以游離態(tài)的形式存在于空氣中；少部分以化合態(tài)形式存在于動、植物體內(nèi)，土壤及無機鹽中。(2)n2的物理性質(zhì)：無色無味的氣體，難溶于水，密度比空氣略小，因此收集氮氣不能用排氣法，而用排水法。探究2n2的化學(xué)性質(zhì)氮氣的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，很難與其它物質(zhì)反應(yīng)，只有在高溫或放電等特定條件下才能反應(yīng)，故氮氣常用作保護氣。(1)與氧氣反應(yīng)：n2o22no。(2)與氫氣反應(yīng)：n23h22nh3(工業(yè)合成氨)。(3)與活潑金屬mg反應(yīng)：n23mgmg3n2。成功體驗1下列關(guān)于n2的說法中錯誤的是()a通常情況下n2性質(zhì)很穩(wěn)定，所以n2可在電焊時作保護氣bn2o22no，該反應(yīng)是汽車尾氣造成污染的主要原因之一cn2在空氣中約占總質(zhì)量的78%d在反應(yīng)：3mgn2高溫,mg3n2中，n2作氧化劑解析：選cn2在空氣中的體積含量約為78%。新知探究探究1no、no2的性質(zhì)性質(zhì)一氧化氮二氧化氮物理性質(zhì)顏色無色紅棕色狀態(tài)氣體氣體氣味無味刺激性氣味密度比空氣略大比空氣大溶解性難溶于水易溶于水毒性有毒有毒化學(xué)性質(zhì)與氧氣反應(yīng) 2noo2=2no2與水反應(yīng)3no2h2o=2hno3no探究2氮氧化物對環(huán)境的危害及防治(1)來源：氮肥的生產(chǎn)、金屬的冶煉和汽車尾氣的排放。(2)危害：形成酸雨。產(chǎn)生光化學(xué)煙霧。破壞臭氧層。(3)防治：使用潔凈能源，減少氮氧化物排放。轉(zhuǎn)化汽車尾氣。廢氣處理。必記結(jié)論(1)在氮的氧化物中，氮元素可呈現(xiàn)：1、2、3、4、5價化學(xué)式分別為n2o、no、n2o3、no2、n2o4、n2o5，其中n2o3、n2o5分別為hno2、hno3的酸酐，n2o俗稱“笑氣”。(2)在氮的氧化物中，容易發(fā)生的兩個反應(yīng)為2noo2=2no2,2no2n2o4。成功體驗2(好題共享選自人教版教材p96t7)在no2與水的反應(yīng)中()a氮元素的化合價不發(fā)生變化bno2只是氧化劑cno2只是還原劑dno2既是氧化劑，又是還原劑解析：選dno2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3no2h2o=2hno3no，其中no2、hno3、no中氮元素的化合價分別為：4、5、2，故no2既作氧化劑，又作還原劑。關(guān)鍵語句小結(jié)1氮氣的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，常溫下很難與其他物質(zhì)反應(yīng)。2no為無色無味氣體，no2為紅棕色刺激性氣味氣體，它們均為有毒氣體，能引起呼吸系統(tǒng)疾病。3no、no2的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)化反應(yīng)為：n2o22no2noo2=2no23no2h2o=2hno3no4no、no2分別與o2、h2o反應(yīng)的化學(xué)方程式為4no3o22h2o=4hno34no2o22h2o=4hno35nox會形成酸雨，引起光化學(xué)煙霧，破壞臭氧層。1.計算依據(jù)的化學(xué)方程式2noo2=2no23no2h2o=2hno3no4no2o22h2o=4hno34no3o22h2o=4hno32不同情況及剩余氣體的體積序號氣體反應(yīng)剩余氣體剩余氣體的量no2nov(no2)no2nonov(no)原v(no2)no2o241無041nov(no2)4v(o2)續(xù)表序號氣體反應(yīng)剩余氣體剩余氣體的量noo243無043nov(no)v(o2)43o2v(o2)v(no)例1將充滿no2和o2混合氣體的10 ml量筒，倒立在盛有水的水槽中，充分反應(yīng)后，最后剩余1 ml氣體，問原混合氣體中no2和o2的體積各是多少？解析：no2和o2混合物溶于水后發(fā)生如下反應(yīng)：4no2o22h2o=4hno3當v(no2)v(o2)41時恰好反應(yīng)完全。現(xiàn)剩余1 ml氣體，可能是o2也可能是no，no是發(fā)生反應(yīng)3no2h2o=2hno3no所生成的，所以有兩種可能的情況：若o2剩余，則參加反應(yīng)的no2和o2為9 ml。根據(jù)4no2o22h2o=4hno3，得v(no2)9 ml7.2 ml，v(o2)9 ml1 ml2.8 ml。若no剩余，即no2過量，則由3no2h2o=2hno3no知，過量的no2為3 ml，則4no2o22h2o=4hno3中反應(yīng)的no2和o2共7 ml。v(no2)7 ml3 ml8.6 ml，v(o2)7 ml1.4 ml。答案：若o2過量，則v(no2)7.2 ml，v(o2)2.8 ml；若no2過量，則v(no2)8.6 ml，v(o2)1.4 ml。(1)根據(jù)nox、o2的體積及反應(yīng)判斷哪種氣體過量。(2)若只已知總體積及剩余體積，則剩余氣體可能為o2或no。1將裝有50 ml no2、no混合氣體的量筒倒立于水槽中，反應(yīng)后氣體體積縮小為30 ml，則原混合氣體中no2和no的體積比是()a53b35c32 d23解析：選c設(shè)混合氣體中no2的體積為x，差量法：3no2h2o=2hno3nov 3 ml 1 ml 2 mlx 50 ml30 ml20 ml，解得x30 ml。則原混合氣體中no為50 ml30 ml20 ml，所以v(no2)v(no)30 ml20 ml32。1.酸雨主要是由so2和氮氧化物造成的；能使土壤酸化，腐蝕建筑物等。2光化學(xué)煙霧主要是由氮氧化物、碳氫化合物造成的；危害人體健康，影響植物生長。3臭氧空洞主要是氮氧化物、氟氯代烴等的排放引起的；使地球上的生物受太陽紫外線的傷害加劇。4溫室效應(yīng)主要是由大氣中co2含量的不斷增加造成的；會使全球氣候變暖。5白色污染形成原因是聚乙烯塑料的大量使用，隨意丟棄；會破壞土壤結(jié)構(gòu)和生態(tài)環(huán)境。6赤潮和水華形成原因是生活污水、農(nóng)業(yè)廢水和某些工業(yè)廢水的任意排放，使水體中的n、p等植物營養(yǎng)成分大量富集，導(dǎo)致藻類過度繁殖，魚類死亡，水質(zhì)惡化，若發(fā)生在淡水中稱為“水華”，發(fā)生在海水中稱為“赤潮”。7水俁病含汞的工業(yè)廢水引起的水體污染，可使魚類中毒，人食用中毒后的魚會造成人體汞中毒。例2光化學(xué)煙霧形成的化學(xué)過程是：當汽車尾氣產(chǎn)生的no2在日光照射下分解成no和o時，即開始光化學(xué)煙霧的循環(huán)，不斷地產(chǎn)生o3，這個循環(huán)包括下列三個化學(xué)方程式，請補充化學(xué)方程式：(1)no2=noo，_，oo2=o3。(2)以上三個化學(xué)方程式的總反應(yīng)式：_。解析：(1)題目明確指出：光化學(xué)煙霧的循環(huán)過程包括三個化學(xué)反應(yīng)。由此可推斷：反應(yīng)no2=noo中的生成物no是反應(yīng)中的反應(yīng)物。若要反應(yīng)oo2=o3不斷地發(fā)生，就需要反應(yīng)不斷產(chǎn)生o，故反應(yīng)的生成物必定是no2，否則無法實現(xiàn)“循環(huán)過程”，反應(yīng)為2noo2=2no2。(2)疊加、三個化學(xué)方程式，即得結(jié)果：3o2=2o3。答案：(1)2noo2=2no2(2)3o2=2o3氮氧化物對環(huán)境的影響(1)硝酸型酸雨的形成： (2)光化學(xué)煙霧的形成：汽車尾氣排放的no被空氣中的氧氣氧化為no2；在日光照射下，no2與o2經(jīng)過復(fù)雜的反應(yīng)生成臭氧；臭氧與空氣中的一些碳氫化合物發(fā)生作用后，形成光化學(xué)煙霧。(3)氮氧化物對臭氧層的破壞：飛機尾氣中的氮氧化物(no和no2)對臭氧層(含o3和o)破壞的反應(yīng)簡單表示為：o3no=o2no2；ono2=noo2在低空，氮氧化物是空氣中氧氣轉(zhuǎn)化為臭氧的催化劑，造成臭氧污染；在高空，氮氧化物是臭氧轉(zhuǎn)化為氧氣的催化劑，破壞臭氧層。2no對環(huán)境的危害在于()破壞臭氧層高溫下能使一些金屬被氧化造成酸雨與人體血紅蛋白相結(jié)合a僅b僅c d解析：選ano在高溫下不能氧化金屬，錯誤，不屬于對環(huán)境的危害，正確。課堂雙基落實1(2015北京高考)下列關(guān)于自然界中氮循環(huán)(如圖所示)的說法不正確的是()a氮元素均被氧化b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人工固氮中氮氣轉(zhuǎn)化為氨氣，是n2轉(zhuǎn)化為nh3的過程，n化合價由03價，化合價降低，被還原，故a錯誤；工業(yè)合成氨是典型的人工固氮方法，故b正確；根據(jù)圖像知，通過生物體可以將銨鹽和蛋白質(zhì)相互轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)了含氮的無機物和有機物的轉(zhuǎn)化，故c正確；生物體合成蛋白質(zhì)的過程也有碳、氫、氧三種元素的參與，故d正確。2常溫常壓下，下列氣體不能共存的是()aso2與o2bno2與noco2與n2 dno與o2解析：選dso2與o2反應(yīng)需要的條件是催化劑，no2與no不反應(yīng)；o2與n2反應(yīng)需要的條件是放電或高溫。3實驗室收集no、no2兩種氣體()a均可用排水法b均可用向上排氣法cno用向上排氣法，no2用排水法dno用排水法，no2用向上排氣法解析：選dno易與空氣中的o2反應(yīng)，no2與水反應(yīng)，故前者不能用排氣法收集，后者不能用排水法收集。4把盛有40 ml no和no2混合氣體的量筒倒立在水槽中，充分反應(yīng)后，量筒中還剩余30 ml氣體(氣體體積在相同條件下測得)。則原混合氣體中no和no2的體積比是()a13 b35c53 d31解析：選c3no2h2o=2hno3nov32v(no2)40 ml30 mlv(no2)(40 ml30 ml)15 ml則混合氣體中no的體積為25 ml，故no與no2的體積比為53。5通常情況下，氮氣很不活潑，其原因是n2分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不容易被破壞。(1)在一定條件下氮氣也可以與其他物質(zhì)反應(yīng)，有兩種氣體，一種能夠氧化n2，一種能夠還原n2，請分別寫出這兩個反應(yīng)的化學(xué)方程式：氧化n2：_；還原n2：_。(2)mg可以在n2中燃燒生成氮化鎂，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_，在該反應(yīng)中n2表現(xiàn)_性。(3)已知氮化鎂可以與水反應(yīng)生成氫氧化鎂和氨氣，寫出該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式_。解析：本題主要考查了根據(jù)條件寫化學(xué)方程式的能力，氧化n2的反應(yīng)中，氮元素的化合價升高，還原n2的反應(yīng)中，氮元素的化合價降低。答案：(1)n2o22non23h22nh3(2)3mgn2mg3n2氧化(3)mg3n26h2o=3mg(oh)22nh31氮氣能大量存在于空氣中的根本原因是()a氮氣性質(zhì)穩(wěn)定，即使在高溫下也很難跟其他性質(zhì)發(fā)生反應(yīng)b氮氣比空氣輕，且不溶于水c氮分子中兩個氮原子結(jié)合很牢固，分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定d氮氣無氧化性，也無還原性，不與其他物質(zhì)反應(yīng)解析：選cn2性質(zhì)穩(wěn)定，但高溫下可與o2等物質(zhì)反應(yīng)，在不同反應(yīng)中表現(xiàn)出氧化性或還原性；氮氣比空氣輕且不溶于水并不是n2能大量存在于空氣中的根本原因。2最新的病毒學(xué)研究證實，一氧化氮對sars病毒有直接抑制作用。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cno是無色的氣體，難溶于水，能用排水法收集，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項符合題意。3兩瓶氣體分別為no2和溴蒸氣，外觀均相同，某同學(xué)設(shè)計了各種鑒別法：用濕潤的淀粉ki試紙；加少量nacl溶液；加少量agno3溶液；加少量水后再加適量苯。其中合理的為()abc d都可以解析：選bno2和溴蒸氣在性質(zhì)上有許多相似之處，如均有氧化性，溶于水后溶液均呈酸性，均能與堿反應(yīng)。鑒別溴蒸氣和no2不能用淀粉ki試紙、堿溶液等。4某無色的混合氣體可能含no、co2、no2、nh3、n2中的幾種，將100 ml該氣體經(jīng)過下圖實驗的處理，結(jié)果得到酸性溶液，而幾乎無氣體剩余，則此氣體的組成為()anh3、no2、n2 bnh3、no、co2cnh3、no2、co2 dno、co2、n2解析：選b因最后幾乎無氣體剩余，所以此氣體中無n2，因此a、d錯誤；又因氣體是無色的混合氣體，可排除c。5向盛有15 ml no氣體，倒立于水槽的試管中通入o2，充分反應(yīng)后，試管中還剩余氣體3 ml，則通入的o2體積可能是()9 ml12.25 ml14.25 ml15.0 mla bc d解析：選c此題屬于混合氣體與水反應(yīng)的計算，應(yīng)分析討論試管中剩余的3 ml氣體為何物，依據(jù)有關(guān)反應(yīng)方程式進行計算。(1)若剩余氣體是no，則反應(yīng)的no為15 ml3 ml12 ml。據(jù)總反應(yīng)式：4no 3o2 2h2o= 4hno34 312 mlv(o2)v(o2)9 ml。(2)若剩余的氣體為o2，則反應(yīng)的no為 15 ml，4no3o22h2o=4hno34315 mlv(o2)v(o2)11.25 ml。則通入o2的總體積為11.25 ml3 ml14.25 ml。6某混合氣體中可能含有cl2、o2、so2、no、no2中的兩種或多種。現(xiàn)將此無色透明的混合氣體通過品紅溶液后，品紅溶液褪色，把剩余氣體排入空氣中，很快變?yōu)榧t棕色。對于原混合氣體成分的判斷中正確的是()a肯定有so2和no2b肯定沒有cl2、o2和no2c可能有cl2和o2d肯定只有no解析：選b因混合氣體無色，肯定無cl2和no2?；旌蠚怏w通過品紅溶液后，品紅溶液褪色，說明有so2。把剩余氣體排入空氣中，很快變?yōu)榧t棕色，說明有no。因no與o2不共存，原混合氣體無o2。7a、b、c三種氣體，a為無色不溶于水的氣體單質(zhì)，在一定條件下，a與o2反應(yīng)生成b。b無色且難溶于水，它也能與o2反應(yīng)生成c。c易溶于水并與水反應(yīng)生成b，反應(yīng)后所得溶液呈酸性，則：(1)三種氣體的化學(xué)式為a_，b_，c_。(2)除去a氣體中的少量o2的方法是_。(3)除去b中的少量c的方法是_。解析：a為無色不溶于水的氣體單質(zhì)，a可能是h2、n2、o2，a與o2反應(yīng)生成b，b無色難溶于水，則a為n2，b為no，c為no2。答案：(1)n2nono2(2)通過灼熱的銅絲網(wǎng)(3)通過盛水的洗氣瓶后干燥8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。因此必須對含有氮氧化物的廢氣進行處理。(1)用氫氧化鈉溶液可以吸收廢氣中的氮氧化物，反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：no2no2naoh=2nano2h2o在該反應(yīng)中，氧化劑是_，還原劑是_。(2)汽車尾氣中含有一氧化氮和一氧化碳，經(jīng)過排氣管中的催化轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化為對大氣無污染的物質(zhì)。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(3)在一