高中化學(xué)-氮的循環(huán)

第2節(jié)氮的循環(huán)（第一課時）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)識氮循環(huán)中的重要物質(zhì)，認(rèn)識氮及其兩種氧化物在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用和對生態(tài)環(huán)境的影響。2.通過了解固氮的兩種形式，認(rèn)識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)的方法和程序及氮氣的化合價并聯(lián)系生活實際，預(yù)測N2性質(zhì)如何？探究一氮氣的性質(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？合成氨仿生固氮氮氣是無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，氮氣有哪些用途？保護(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)空氣制氮氣B.閃電時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驗并結(jié)合課本概括：探究二氮的氧化物性質(zhì)觀察實驗，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)智是人們在解決問題的過程中，利用知識之間的相互聯(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形式的思維過程。轉(zhuǎn)換的特征是“等價”，轉(zhuǎn)換的目的是便于解決原問題。一、利用極限思維的觀點將三組份體系轉(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，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）。評述：按平均值法的思想，似乎所求答案在30（最小的相對分子質(zhì)量）和92（最大的相對分子質(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)行半定量計算進(jìn)行判斷。這里的半定量計算中洋溢著一種轉(zhuǎn)換的思想，同時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氣的密度相同。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【例3】由環(huán)已烷、乙醇、乙醚組成的混合物，經(jīng)測定其中碳的質(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灼熱的反應(yīng)管。假設(shè)氣體通過每個反應(yīng)管都能充分反應(yīng)，且不論三個反應(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

?！窘馕觥浚?個灼熱反應(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，三個灼熱管可視作只剩下C和CuO兩個灼熱管。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，是一種等價轉(zhuǎn)換。真是三管變兩管，就簡又刪繁。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，關(guān)于NO的下列敘述不正確的是（）A．NO可以是某些含低價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,空氣中的氮氣和有關(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，足夠長的時間后，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“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?，F(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.實驗室模擬合成氨原料氣的制備與混合流程如下：已知實驗室