高中化學(xué)-氮的循環(huán)

第2節(jié)氮的循環(huán)（第一課時(shí)）氮氧化物的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)化.課前準(zhǔn)備：1.查找氮循環(huán)的資料，小組合作畫出氮循環(huán)圖示，寫出短文。

2.氮循環(huán)中涉及到哪些物質(zhì)，寫出化學(xué)式，并從不同的角度對(duì)這些含氮物質(zhì)分類。.空中地表地下N2NONO2HNO3NH3NH3、NH4+、

NO3—NH3

N2NONO2HNO3NH4NO3氫化物單質(zhì)氧化物酸鹽-30+2+4+5-3+5.學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.認(rèn)識(shí)氮循環(huán)中的重要物質(zhì)，認(rèn)識(shí)氮及其兩種氧化物在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用和對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。2.通過了解固氮的兩種形式，認(rèn)識(shí)氮在一定條件下能夠與氧氣、氫氣發(fā)生反應(yīng)。3.了解氮的兩種氧化物性質(zhì)及在自然界中形成硝酸的過程。

.1.根據(jù)研究物質(zhì)性質(zhì)的方法和程序及氮?dú)獾幕蟽r(jià)并聯(lián)系生活實(shí)際，預(yù)測(cè)N2性質(zhì)如何？探究一氮?dú)獾男再|(zhì)2.通過預(yù)習(xí)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。判斷N2是做了氧化劑還是還原劑？3.什么是氮的固定？有哪兩種形式？.游離態(tài)化合態(tài)氮的固定放電如：N2+O22NO

N2+3H22NH3

概括·整合：人工固氮生物固氮高能固氮自然固氮氮的固定有關(guān)氨的合成史你了解嗎？合成氨仿生固氮氮?dú)馐菬o色無味難溶于水的氣體化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定.(3)據(jù)你所知，氮?dú)庥心男┯猛荆勘Ｗo(hù)氣、冷藏食品致冷劑制氨氣、硝酸、化肥.1.下列過程屬于人工固氮的是（）A.分離液態(tài)空氣制氮?dú)釨.閃電時(shí)N2轉(zhuǎn)化為NOC.合成氨 D.豆科作物根瘤菌將N2轉(zhuǎn)化為NH3

C反饋練習(xí).1.NO、NO2的物理性質(zhì)如何？2.NO、NO2典型反應(yīng)為？用雙線橋法分析NO2與水的反應(yīng)。填入表格中通過以上實(shí)驗(yàn)并結(jié)合課本概括：探究二氮的氧化物性質(zhì)觀察實(shí)驗(yàn)，你看到什么現(xiàn)象？得出什么結(jié)論？.NONO2物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)無色氣體難溶于水，劇毒！紅棕色有刺激性氣味氣體，易溶于水，劇毒！2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO0.005mol×30g/mol+0.045mol×46g/mol0.05mol==44.4g/molM1==（體積比）138依題意：3/2x+y/2==0.03mol

依題意：y/2+z==0.03mol解得：y==0.04mol0.004mol×46g/mol+0.01mol×92g/mol0.05mol==55.2g/molM2==轉(zhuǎn)換機(jī)智在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用左香華（廣東省深圳市寶安區(qū)教研室，廣東深圳518101）

轉(zhuǎn)換機(jī)智是人們?cè)诮鉀Q問題的過程中，利用知識(shí)之間的相互聯(lián)系，把題目中的已知條件或所求問題轉(zhuǎn)換成自已熟悉的便于理解的，且又易作出判斷的等價(jià)形式的思維過程。轉(zhuǎn)換的特征是“等價(jià)”，轉(zhuǎn)換的目的是便于解決原問題。一、利用極限思維的觀點(diǎn)將三組份體系轉(zhuǎn)化為兩組份體系【例1】0.03mol銅完全溶于硝酸，產(chǎn)生氮的氧化物（NO、NO2、N2O4）混合氣體共0.05mol。該混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量可能是（2002年上海市高考題）（A）30（B）46（C）50（D）66【解析】：設(shè)生成的氣體產(chǎn)物中NO、NO2、N2O4的物質(zhì)的量分別為x、y、z按極限思維的觀點(diǎn)，將三組分體系轉(zhuǎn)化為二組分體系。①若氣體產(chǎn)物中只生成NO、NO2的混合物。則由3Cu～2NOCu～2NO23212

3/2xxy/2yx+y==0.05mol解得：x==0.005moly==0.045mol

②若氣體產(chǎn)物中只生成NO2、N2O4的混合物

則由Cu～2NO2Cu～N2O4y/2yzzy+z===0.05mol

z==0.01mol

∴M1＜M＜M2，即44.4＜M＜55.2。故答案為（B）（C）。評(píng)述：按平均值法的思想，似乎所求答案在30（最小的相對(duì)分子質(zhì)量）和92（最大的相對(duì)分子質(zhì)量）之間，但需注意到此處給定了銅和氣體的物質(zhì)的量，須進(jìn)行半定量計(jì)算進(jìn)行判斷。這里的半定量計(jì)算中洋溢著一種轉(zhuǎn)換的思想，同時(shí)也滲透了平均值法的思想，它是一種高層次的平均值法思想的體現(xiàn)。二、利用某些物質(zhì)的特殊屬性（如相對(duì)分子質(zhì)量、組成、特殊性質(zhì)等）將三組份體系轉(zhuǎn)化為兩組份體系【例2】由CO2、H2和CO組成的混合氣體同溫同壓下與氮?dú)獾拿芏认嗤?。該混合氣體中CO2、H2和CO的體積比為（1999年上海市高考題）（A）29：8：13（B）22：1：14（C）13：8：29（D）26：16：57【解析】∵M(jìn)（CO）===M（N2）==28（特殊值）∴CO可為任意體積。原問題轉(zhuǎn)換為CO2和H2的體積比的求算，由十字交叉法可知：CO244

2628H2216即V（CO2）：V（H2）===26：16===13：8觀察備選答案可知，答案為（C）（D）。評(píng)述：抓住某些物質(zhì)的特殊性質(zhì)將原問題適當(dāng)轉(zhuǎn)換，從而使原問題得以簡(jiǎn)化。這種轉(zhuǎn)換是從一突破口開始進(jìn)行，因而找準(zhǔn)解題的突破口或題眼至關(guān)重要。三、利用特殊的化學(xué)式，將有關(guān)物質(zhì)的化學(xué)式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而突破難點(diǎn)【例3】由環(huán)已烷、乙醇、乙醚組成的混合物，經(jīng)測(cè)定其中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72.0%，則氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（A）14.2%(B)16.0%(C)17.8%(D)19.4%【解析】將環(huán)已烷、乙醇、乙醚的化學(xué)式C6H12、C2H6O、C4H10O適當(dāng)變形，即C6H12、C2H4·H2O、C4H8·H2O，混合物的組成可以認(rèn)為是CnH2n·xH2O，顯然，由CnH2n知，混合物中部分氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72%×1/6==12%，故水的含量為100%—72%—12%==16%，又由水的組成知，氧的含量為16%×16/18==14.2%，故答(A).評(píng)述：將有關(guān)物質(zhì)的化學(xué)式進(jìn)行變形處理，這就是一種轉(zhuǎn)換。這種轉(zhuǎn)換仍然是一種等價(jià)轉(zhuǎn)換。通過轉(zhuǎn)換，使原問題化隱為現(xiàn)、化難為易，因此，靈活的轉(zhuǎn)換機(jī)智是思維創(chuàng)新的基礎(chǔ)和前提。四、利用某些特殊的化學(xué)反應(yīng)將多組份體系轉(zhuǎn)化為三組份體系【例4】120℃、101.3KPa的條件下，有2LH2O（氣）、2LCO、1LCO2、0.5LO2和1LH2組成的混合氣體。將混合氣體通過分別盛有足量銅粉、炭粉和氧化銅粉的三個(gè)灼熱的反應(yīng)管。假設(shè)氣體通過每個(gè)反應(yīng)管都能充分反應(yīng)，且不論三個(gè)反應(yīng)管以何種順序排列。問：（1）尾氣是否可能是單一氣體？

（填“可能”或“不可能”），若可能，該氣體是

。（2）原氣體中是否有幾種（或一種）不可能再存在于尾氣之中？

（填“有”或“沒有”）。（3）原氣體中是否有幾種（或一種）肯定存在于尾氣之中？

（填“有”或“沒有”）。若有，它們（或它）是

。【解析】：3個(gè)灼熱反應(yīng)管中Cu和C是還原劑，CuO是氧化劑。而Cu只能還原O2，不能還原H2O（氣）、CO2；C卻可以還原H2O（氣）、CO2、O2；CuO可以氧化H2、CO。由題給數(shù)據(jù)知無論銅管在先還是在后，均有以下反應(yīng)發(fā)生，即：

2Cu+O2====2CuO①

2H2+2CuO===2Cu+2H2O（氣）②

①＋②得：2H2＋O2===2H2O（氣）③1L0.5L1LH2和O2恰好反應(yīng)轉(zhuǎn)化為1LH2O（氣）,Cu可視作催化劑，因此，通過銅管后，5組分體系轉(zhuǎn)化為三組分體系，三個(gè)灼熱管可視作只剩下C和CuO兩個(gè)灼熱管。故本題只需考慮C和CuO管的先后問題。即：C

CO2、H2OCO、H23LH2O（氣）2LCO1LCO2CuOCuOCCO2、H2OCO、H2

故答案為：（1）不可能；（2）有；（3）沒有。評(píng)述：氫氣和氧氣的反應(yīng)可以認(rèn)為是銅作催化劑的反應(yīng)，由此將5組份體系轉(zhuǎn)化為三組分體系。這種轉(zhuǎn)換符合化學(xué)反應(yīng)原理，是一種等價(jià)轉(zhuǎn)換。真是三管變兩管，就簡(jiǎn)又刪繁。概括·整合：2.一氧化氮和二氧化氮.2.Murad等三位教授最早提出NO分子在人體內(nèi)有獨(dú)特功能，近年來此領(lǐng)域研究有很大進(jìn)展，因此這三位教授榮獲了1998年諾貝爾醫(yī)學(xué)及生理學(xué)獎(jiǎng)，關(guān)于NO的下列敘述不正確的是（）A．NO可以是某些含低價(jià)N物質(zhì)的氧化產(chǎn)物B．NO可以與血紅蛋白結(jié)合C．NO可以是某些含高價(jià)N物質(zhì)的還原產(chǎn)物D．NO是紅棕色氣體D反饋練習(xí).

雷電交加時(shí),空氣中的氮?dú)夂陀嘘P(guān)的含氮化合物發(fā)生了哪些化學(xué)反應(yīng)？你能說明嗎？化學(xué)與生活N2+O2==2NO2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO放電合作討論：雷雨閃電的利與弊.1.現(xiàn)有一試管二氧化氮，將其倒置于盛滿水的水槽中，足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，有什么現(xiàn)象？

試管中氣體的顏色褪去,液面上升，剩余氣體大約占試管總體積的1/3。2.若使試管中液面上升，可采取什么措施？通入氧氣化學(xué)與化工生產(chǎn)4NO+3O2+2H2O=4HNO33NO2+H2O=2HNO3+NO2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO.3、以上兩問對(duì)工業(yè)上生產(chǎn)硝酸有什么啟示？盡量使一氧化氮全部轉(zhuǎn)化為硝酸，減少對(duì)環(huán)境污染。信息提示：工業(yè)制硝酸共三步反應(yīng)第一步為：氨的催化氧化制NO第二步為：2NO+O2=2NO2第三步為：3NO2+H2O=2HNO3+NO.1.人類如何減少氮氧化合物對(duì)環(huán)境的影響？2.根據(jù)一氧化氮和二氧化氮中氮的化合價(jià)分析思考如何處理一氧化氮和二氧化氮尾氣？化學(xué)與生活環(huán)境.1.汽車尾氣（含一氧化碳、二氧化硫、一氧化氮等）是城市空氣的污染源之一，治理的方法之一是在汽車的排氣管裝一個(gè)“催化轉(zhuǎn)化器”，它能使一氧化碳與一氧化氮反應(yīng)生成可參與大氣生態(tài)循環(huán)的無毒氣體。①汽車尾氣中污染空氣的主要物質(zhì)_________.②寫出一氧化碳與一氧化氮反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________________。2.汽車所排放出來的廢氣中含有NO污染環(huán)境。現(xiàn)在通過氨催化還原法將它轉(zhuǎn)化為無毒氣體___，直接排入空氣中。試著寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。并分析該反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移情況6NO+4NH3==5N2+6H2O催化劑CO、NO2NO+2CO==N2+2CO2催化劑N2能力提升.NOHNO3NO2空氣中N2①雷電（自然固氮）②化工、汽車尾氣雷雨發(fā)莊稼酸雨、光化學(xué)煙霧NH3人工固氮.1.下列敘述不正確的是（）A.治理光化學(xué)煙霧污染，就必須對(duì)汽車尾氣進(jìn)行凈化處理B.大氣中可吸入顆粒物的源頭是工業(yè)煙塵和灰塵C.CO、NO、NO2都是大氣污染氣體，在空氣中都能穩(wěn)定存在D.室內(nèi)裝飾材料揮發(fā)出來的有害物質(zhì)主要是苯和甲醛C鞏固練習(xí).2.發(fā)射衛(wèi)星的運(yùn)載火箭的推進(jìn)劑引燃后發(fā)生劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生大量高溫氣體從火箭尾部噴出。引燃后產(chǎn)生的高溫氣體主要是CO2、H2O、N2和NO，但在衛(wèi)星發(fā)射現(xiàn)場(chǎng)看到的是火箭尾部噴出大量的紅煙，其原因是（）A.CO2與NO反應(yīng)生成CO和NO2B.高溫下N2遇空氣生成NO2C.NO遇空氣生成NO2D.NO與H2O反應(yīng)生成H2和NO2C.3.實(shí)驗(yàn)室模擬合成氨原料氣的制備與混合流程如下：已知實(shí)驗(yàn)室