高中化學(xué)第3章自然界中的元素第2節(jié)第1課時(shí)自然界中氮的循環(huán)氮?dú)獾难趸镎n件魯科版必修

1.知道自然界中氮循環(huán)的基本過(guò)程，認(rèn)識(shí)氮循環(huán)過(guò)程中的重要物質(zhì)。2.熟知一氧化氮和二氧化氮的性質(zhì)，了解自然界中形成硝酸的過(guò)程。核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)達(dá)標(biāo)檢測(cè)檢測(cè)評(píng)價(jià)達(dá)標(biāo)過(guò)關(guān)新知導(dǎo)學(xué)啟迪思維探究規(guī)律內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN新知導(dǎo)學(xué)XINZHIDAOXUE011.自然界中氮的循環(huán)(1)氮的存在形態(tài)一、自然界中氮的循環(huán)、氮?dú)獯鸢傅匾?/p>

的形式存在于空氣中以

的形式存在于動(dòng)植物體、土壤和水體中

單質(zhì)化合物答案(2)氮在自然界中的循環(huán)①自然循環(huán)NONO2

②人類活動(dòng)的影響氮?dú)?/p>

―→氮肥、硝酸等含氮化合物。燃燒產(chǎn)生的

通過(guò)大氣進(jìn)入陸地和海洋，參與氮的循環(huán)。NH3NH3氮氧化物答案2.氮?dú)?1)物理性質(zhì)

顏色狀態(tài)密度氣味水中的溶解性

色

態(tài)比空氣____________于水(2)化學(xué)性質(zhì)①寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：無(wú)氣小無(wú)難溶N2+O22NON2+3H22NH3答案②可逆反應(yīng)：在

下，能

向正、反兩個(gè)方向進(jìn)行的反應(yīng)。在可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式中用“

”代替“===”。(3)氮的固定①概念：使空氣中

的氮轉(zhuǎn)化為

的過(guò)程。②分類氮的固定

固氮

固氮自然固氮

固氮

固氮人工固氮相同條件同時(shí)游離態(tài)含氮化合物高能生物合成氨仿生歸納總結(jié)(1)對(duì)氮?dú)庑再|(zhì)的理解①通常情況下氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很不活潑，很難和其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。②氮元素有多種變價(jià)，N2中氮元素為0價(jià)，處于中間價(jià)態(tài)，故N2既有氧化性，又有還原性。N2與O2反應(yīng)表現(xiàn)還原性，N2與H2、Mg等活潑金屬反應(yīng)表現(xiàn)氧化性。N2與Mg反應(yīng)：N2＋3MgMg3N2。(2)可逆反應(yīng)的理解①相同條件下正、逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。②可逆反應(yīng)體系中，與化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的各種物質(zhì)共存。

例1下列關(guān)于N2性質(zhì)的敘述中錯(cuò)誤的是A.任何物質(zhì)在氮?dú)庵卸疾荒苋紵鼴.氮?dú)饧染哂醒趸?，又具有還原性C.將空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)變成含氮化合物屬于氮的固定D.氮?dú)馀c氧氣在一定條件下反應(yīng)生成一氧化氮

解析活潑金屬鈉、鎂、鋁可以在N2中燃燒?！檀鸢附馕鏊季S啟迪氮?dú)馀c氧氣在放電條件下不能生成二氧化氮，氮?dú)馀c金屬、氫氣反應(yīng)時(shí)表現(xiàn)氧化性，氮?dú)馀c氧氣反應(yīng)時(shí)表現(xiàn)還原性。例2下列反應(yīng)起到了固氮作用的是A.工業(yè)上N2與H2在一定條件下合成NH3與O2反應(yīng)生成NO23被O2氧化成NO和H2OD.由NH3制備化肥NH4HCO3解析由定義知，氮的固定是將空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化成含氮化合物?！檀鸢附馕鲆族e(cuò)警示化合態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮不是氮的固定。二、一氧化氮和二氧化氮1.氮的氧化物的種類答案化合價(jià)＋1＋2＋3＋4＋5對(duì)應(yīng)氧化物N2O_________

、N2O4______NON2O3NO2N2O5答案2.NO和NO2的性質(zhì)比較

物質(zhì)NONO2色、態(tài)、毒性無(wú)色、無(wú)味、有

氣體

色、有

氣味、有

氣體水溶性

溶于水

溶于水與氧氣反應(yīng)________________(還原性)不反應(yīng)與水反應(yīng)不反應(yīng)_________________________(自身氧化還原)相互轉(zhuǎn)化2NO＋O2===

，3NO2＋H2O===______________毒紅棕刺激性不易2NO＋O2===2NO23NO2＋H2O===2HNO3＋NO2NO22HNO3＋NO毒實(shí)驗(yàn)裝置圖實(shí)驗(yàn)步驟現(xiàn)象反應(yīng)方程式

(1)將盛有NO2的試管倒置在水中①水進(jìn)入試管，液面逐漸

；②紅棕色氣體逐漸變?yōu)?/p>

色；③試管內(nèi)液面上升至試管容積的___處______________________________(2)向試管中通入少量O2①無(wú)色氣體變?yōu)?/p>

色后又變?yōu)?/p>

色；②試管內(nèi)液面_________________________________________________(3)持續(xù)通入少量O2，直至試管內(nèi)充滿水①無(wú)色氣體變?yōu)?/p>

色；②液面逐漸上升，氣體體積逐漸縮小，最終試管內(nèi)__________合并反應(yīng)后為___________________________3.NO2性質(zhì)實(shí)驗(yàn)探究

答案上升無(wú)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO紅棕?zé)o上升2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3紅棕充滿液體歸納總結(jié)(1)水吸收NO2制硝酸的原理：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO,2NO＋O2===2NO2,4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。(2)氮的氧化物(NO、NO2)與O2、H2O反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算a.有關(guān)化學(xué)方程式3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ①4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 ②4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 ③2NO＋O2===2NO2 ④b.不同情況及剩余氣體的體積例3下列關(guān)于NO和NO2的說(shuō)法中正確的是2是紅棕色氣體，易溶于水，屬于酸性氧化物2可由N2和O2直接化合得到和NO2均既可以用排空氣法收集又可以用排水法收集和NO2在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化

解析A項(xiàng)，NO2不是酸性氧化物；B項(xiàng)，在高溫或放電條件下，N2和O2直接化合生成NO；C項(xiàng)，NO易與空氣中的氧氣反應(yīng)生成NO2，只能用排水法收集，NO2能與水反應(yīng)，只能用排空氣法收集；D項(xiàng)，NO和氧氣反應(yīng)生成NO2，NO2與水反應(yīng)生成HNO3和NO?！檀鸢附馕隼?將裝有50mLNO2、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30mL，則原混合氣體中NO2和NO的體積比是∶∶∶∶3解析運(yùn)用差量法計(jì)算。設(shè)混合氣體中NO2的體積為x，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

ΔV312

x

50mL－30mL＝20mL√答案解析則原混合氣體中NO為50mL－30mL＝20mL。所以V(NO2)∶V(NO)＝30mL∶20mL＝3∶2。規(guī)律總結(jié)可用差量法計(jì)算二氧化氮及“惰性(即與水不反應(yīng))氣體”混合氣體與水反應(yīng)前后氣體體積變化問(wèn)題。例5按圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。試管中裝有12mLNO，然后間歇而又緩慢地通入8mLO2，下列是有關(guān)最終狀態(tài)的描述：

答案解析①試管內(nèi)氣體呈棕色②試管內(nèi)氣體呈無(wú)色③試管內(nèi)液面不變④試管內(nèi)液面上升⑤試管內(nèi)氣體是O2⑥試管內(nèi)氣體是NO。其中正確的是

A.①③B.②④⑤C.②④⑥D(zhuǎn).②③⑤√思維啟迪解答氮的氧化物和氧氣混合通入水中的計(jì)算及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象描述時(shí)，應(yīng)根據(jù)反應(yīng)原理先判斷哪種氣體過(guò)量，根據(jù)實(shí)際反應(yīng)后的產(chǎn)物或剩余的氣體回答實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，且描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)應(yīng)按時(shí)間先后順序。學(xué)習(xí)小結(jié)返回達(dá)標(biāo)檢測(cè)DABIAOJIANCE02123451.判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)實(shí)驗(yàn)室能用排空氣法收集N2、NO和NO2(

)(2)工業(yè)上合成氨及生產(chǎn)尿素均為氮的固定(

)(3)合成氨反應(yīng)屬于高能固氮(

)(4)N2在通常情況下與O2反應(yīng)生成NO2(

)(5)向一定容積容器中充入1molN2和3molH2，充分反應(yīng)能得到2molNH3(

)(6)氮?dú)饪稍谘鯕庵腥紵蒒O(

)(7)2H2O2H2↑＋O2↑和2H2＋O22H2O屬于可逆反應(yīng)(

)××××××答案6×12345(8)電閃雷鳴的雨天，雨水中含有一定量的硝酸，其中可能發(fā)生的反應(yīng)有N2＋2O2

2NO2(

)(9)除去NO中的NO2氣體可以使混合氣體通過(guò)蒸餾水(

)(10)NO、NO2、N2O3、N2O5都屬于酸性氧化物(

)×√×答案6123452.下列關(guān)于自然界中氮循環(huán)(如下圖)的說(shuō)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(wú)機(jī)物和含氮有機(jī)物可相互轉(zhuǎn)化D.碳、氫、氧三種元素也參加了氮循環(huán)解析A項(xiàng)，合成氨反應(yīng)中，氮元素的化合價(jià)降低被還原，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，工業(yè)合成氨屬于人工固氮，正確；C項(xiàng)，硝酸鹽轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)經(jīng)動(dòng)物消化使蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為氨氣和銨鹽，實(shí)現(xiàn)了含氮無(wú)機(jī)物和含氮有機(jī)物的相互轉(zhuǎn)化，正確；D項(xiàng)，碳、氫、氧三種元素也參與了氮循環(huán)，正確?！檀鸢附馕?123453.發(fā)射“天宮”一號(hào)的運(yùn)載火箭，其推進(jìn)劑引燃后發(fā)生劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生大量高溫?zé)o色氣體(CO2、H2O、N2、NO)，從火箭尾部噴出。但在發(fā)射現(xiàn)場(chǎng)看到火箭尾部噴出大量紅棕色的氣體，產(chǎn)生紅棕色氣體的原因是遇空氣生成NO2B.高溫下N2遇空氣生成NO22與N2反應(yīng)生成CO和NO2和H2O反應(yīng)生成H2和NO2解析NO與空氣中的氧氣反應(yīng)生成NO2，NO2是紅棕色氣體，所以在衛(wèi)星發(fā)射現(xiàn)場(chǎng)看到火箭噴射出大量紅棕色煙?！檀鸢附馕?123454.對(duì)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO反應(yīng)的下列說(shuō)法正確的是A.氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為1∶2B.氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶22是氧化劑，H2O是還原劑D.在反應(yīng)中若有6molNO2參與反應(yīng)時(shí)，有3mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移√答案