高中化學(xué)必修2 第1課時 氮氣與氮的固定 一氧化氮和二氧化氮

1、第二節(jié)氮及其化合物第1課時氮氣與氮的固定一氧化氮和二氧化氮學(xué)業(yè)要求核心素養(yǎng)對接1.能列舉、描述、辨識氮氣、一氧化氮、二氧化氮的重要物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)及實驗現(xiàn)象。2能進行NO、NO2、O2溶于水的簡單計算。1.通過NO、NO2、O2溶于水的簡單計算的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理與模型認知水平。2通過氮的循環(huán)的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生理解變化觀念與平衡思想。知識梳理知識點一氮氣和氮的固定結(jié)合上圖氮的循環(huán)，完成下列知識點：1自然界中氮的循環(huán)(1)自然界：豆科植物根部的根瘤菌，把氮氣轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}等含氮的化合物。在放電條件下，空氣中N2與氧氣化合為氮的氧化物，并隨降雨進入水體和土壤中。微生物分解動植物中的蛋白質(zhì)生成小分子的

2、含氮化合物，回到水體和土壤中。(2)人類活動：將空氣中N2合成氨，再進一步轉(zhuǎn)化為其他含氮化合物，進入水體和土壤中?；剂先紵?、森林和農(nóng)作物的枝葉燃燒所產(chǎn)生的氮氧化物通過大氣進入陸地和海洋。2氮氣的物理性質(zhì)3.氮氣的化學(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_無小無難溶于水4氮的固定游離高能生物人工合成氨仿生知識點二一氧化氮和二氧化氮如圖是一氧化氮濃度檢測儀，為什么要檢測一氧化氮的濃度，一氧化氮有什么樣的性質(zhì)？二氧化氮呢？請完成下列知識點：1不同價態(tài)的氮的氧化物氧化物NON2O3N2O5 對應(yīng)氮的化合價12445N2O俗稱笑氣，具

3、有麻醉作用N2ONO2N2O432NO和NO2(1)物理性質(zhì)NONO2顏色_色_色狀態(tài)氣態(tài)氣態(tài)氣味_氣味毒性水溶性_溶_溶無紅棕?zé)o味刺激性有毒有毒難易(2)相互轉(zhuǎn)化接觸空氣就會變紅棕色存在NO2時就存在N2O4微判斷(1)空氣中N2的體積分數(shù)約為78%()(2)N2在高溫條件與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()微訓(xùn)練1下列關(guān)于N2的說法錯誤的是()答案C2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

4、氧化氮易溶于水，只能用向上排空氣法收集解析NO是無色氣體，不溶于水，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。答案C3關(guān)于二氧化硫和二氧化氮敘述正確的是()A兩種氣體都是無色有毒的氣體，且都可用水吸收以消除對空氣的污染B二氧化硫與過量的二氧化氮混合后通入水中能得到兩種常用的強酸C兩種氣體都具有強氧化性，因此都能夠使品紅溶液褪色D兩種氣體溶于水都可以與水反應(yīng)，且只生成相應(yīng)的酸解析二氧化氮跟水反應(yīng)，生成硝酸和一氧化氮，二氧化硫溶于水生成亞硫酸，硝酸氧化亞硫酸生成硫酸。二氧化硫的漂白原理不是利用強氧化性，二氧化硫也不具有強氧化性。答案B4宇宙飛船的運載

5、火箭的推進器引燃后發(fā)生劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生大量高溫氣體，從火箭尾部噴出。引燃后的高溫氣體成分有CO2、H2O、N2、NO等，這些氣體均無色，但在衛(wèi)星發(fā)射現(xiàn)場看到火箭噴射出大量的紅色物質(zhì)，產(chǎn)生紅色的原因是()A高溫下N2遇空氣生成NO2BNO與空氣反應(yīng)生成NO2CCO2遇NO反應(yīng)生成NO2DNO遇H2O反應(yīng)生成NO2解析根據(jù)原高溫氣體均為無色，但現(xiàn)場卻能看到紅色可推知，是因為發(fā)生反應(yīng)：2NOO2=2NO2。答案B微思考自然界中的氮循環(huán)涉及氮氣及氮的許多化合物，請指出它們的物質(zhì)類別和其中氮元素的化合價？學(xué)習(xí)任務(wù)1氮的氧化物溶于水的計算資料：氮氧化物(NOx)種類很多，造成大氣污染的主要是一氧化氮(NO)

6、和二氧化氮(NO2)，因此環(huán)境學(xué)中的氮氧化物一般就指這二者的總稱。防治途徑一是排煙脫氮，二是控制NOx的產(chǎn)生。其中排煙脫氮分為干法和濕法兩類濕法：有直接吸收法、氧化吸收法、氧化還原吸收法、液相吸收還原法和絡(luò)合吸收法等。直接吸收法：水吸收、硝酸吸收、堿性溶液(氫氧化鈉、碳酸鈉、氨水等堿性液體)吸收，濃硫酸吸收等多種方法。氧化吸收法：在氧化劑和催化劑作用下，將NO氧化成溶解度高的NO2等，然后用水或堿液吸收脫氮的方法，在濕法排煙脫氮工藝中應(yīng)用較多。請結(jié)合上述資料：(1)寫出氧化吸收法所涉及到的化學(xué)方程式。提示2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO(2)NO中充入O2、H2O能否被充分吸

7、收？提示可以4NO3O22H2O=4HNO3氮的氧化物溶于水的計算規(guī)律1相關(guān)反應(yīng)原理3NO2H2O=2HNO3NO2NOO2=2NO2由方程式2得：4NO2O22H2O=4HNO3由方程式23得：4NO3O22H2O=4HNO32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)，剩余氣體為NO。(2)NO2和O2的混合氣體：NO2和O2的混合氣體溶于水時涉及關(guān)系式，(3)NO和O2的混合氣體：NO和O2的混合氣體溶于水時涉及關(guān)系式：當(dāng)NO2或NO轉(zhuǎn)化為HNO3時要失去電子，若上述兩種氣體與O2混合通入水中時，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

8、的依據(jù)【例題】將40 mL NO2和NO的混合氣體通入倒立于水槽中盛滿水的試管里，充分反應(yīng)后試管中剩余20 mL氣體，則原混合氣體中NO2和NO的體積比為()A21B11C31D11答案C變式訓(xùn)練在一定條件下，將6體積的NO2(不考慮N2O4)和一定體積的NO置于試管中，并將試管倒置于水中，當(dāng)通入4.5體積的O2充分反應(yīng)后，剩余1.5體積氣體，則原NO體積可能為（雙選）()解析本題的關(guān)鍵在于理解剩余的1.5體積氣體，可能是一氧化氮，也有可能是氧氣。若是一氧化氮，則氧氣全部反應(yīng)，二氧化氮完全反應(yīng)用掉了1.5體積氧氣，剩余3體積應(yīng)該被一氧化氮消耗，所以一氧化氮體積為4體積1.5體積5.5體積；若剩

9、余的為氧氣，則這過程中一氧化氮消耗的氧氣為1.5體積，所以一氧化氮的體積是2體積。答案BC3體積4體積5體積5.5體積2體積ABCD 或?qū)W習(xí)任務(wù)2(核心素養(yǎng))NO、NO2性質(zhì)的其它應(yīng)用一、知識要點二、核心素養(yǎng)NO、NO2的收集培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神與創(chuàng)新意識NO、NO2的檢驗提升學(xué)生的客觀辨識與證據(jù)推理素養(yǎng)【素養(yǎng)解題】典例示范某研究小組借助如圖儀器裝置收集NO氣體，正確的操作是()A從口進氣，用排水法集氣B從口進氣，用排氣法集氣C從口進氣，用排水法集氣D從口進氣，用排氣法集氣氣體收集解題思維模型明析氣體性質(zhì)2NOO2=2NO2NO難溶于水明確收集方法不能用排氣法用排水法收集“萬能瓶”的用途洗氣瓶：

10、A進B出，如用飽和NaHCO3溶液除去CO2氣體中的HCl氣體。貯氣瓶：廣口瓶中盛滿液體，B進A出，如Cl2可用排飽和食鹽水貯存。集氣瓶：若A進B出，可收集密度比空氣大的氣體，如CO2；若B進A出，可收集密度比空氣小的氣體，如H2。安全瓶：在氣體的制取與性質(zhì)驗證實驗中連接該裝置(瓶中不盛放任何物質(zhì))，可有效地防止倒吸，起到安全瓶的作用(此時廣口瓶中A管長度同B管)。答案C三、對點訓(xùn)練解析通常情況下氮氣的性質(zhì)很不活潑，在放電或高溫條件下，能跟氧氣反應(yīng)。答案C1關(guān)于氮氣的性質(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，氮氣性質(zhì)很不活潑C可在氧氣中燃燒生成一氧化氮D大

11、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N2性質(zhì)穩(wěn)定，但高溫下可與O2等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，在反應(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；N2能大量存在于空氣中的根本原因是氮氣分子中兩個氮原子結(jié)合很牢固，分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。答案C2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，即使在高溫下也不與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)B氮氣比空氣輕且不溶于水C氮氣分子中兩個氮原子結(jié)合很牢固，分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定D氮氣既無氧化性，也無還原性，不與其他物質(zhì)反應(yīng)解析A、B兩項是化合態(tài)氮之間的轉(zhuǎn)化，不屬于氮的固定；C屬于自然固氮，D屬于人工固氮。答案C3下列各項屬于自然固氮的是()A植物從土壤中吸收含氮肥料B合成氨制取氮肥C豆科植物的根瘤將氮氣轉(zhuǎn)變成硝酸鹽等含氮的化合物D仿生固氮答案AD4對3NO2H2O=2HNO3NO反應(yīng)的下列說法正確的是（雙選）()A氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為12B氧化產(chǎn)物與還原