1、第3章 第1课时理解教材新知 把握命题热点 应用落实体验 知识点一 知识点二 课下综合检测知识点三 课堂双基落实 命题点一 命题点二 第2节 第 2 节氮的循环第 1 课时自然界中氮的循环 氮的氧化物1.氮的固定是指使游离态的氮转化为化合态氮的过程。2工业合成氨反应的特点：高温、高压、催化剂、可逆反应。3一氧化氮是无色、无味、有毒、难溶于水的气体，在空气中迅速变成红棕色。4二氧化氮是红棕色、有刺激性气味、有毒、能与水反应的气体。5主要的化学方程式：2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NON23H2高温、高压催化剂2NH31空气是由哪些成分组成的？其体积分数各是多少？2氮气的性质与相应
2、的用途是什么？提示：N2：78%，O2：21%，稀有气体：0.94%，CO2：0.03%，其他：0.03%。提示：(1)化学性质稳定作粮食、果瓜、焊接金属的保护气。(2)不燃烧、不支持燃烧灭火。(3)与 H2 反应制造硝酸、氮肥的原料。(4)液态温度低、性质稳定、无毒做冷冻麻醉剂。新知探究探究 1 存在及应用(1)氮元素在自然界中的存在形式：_和_。(2)氮原子最外电子层有_个电子，在反应中易得_个电子，显_价。(3)氮元素有多种价态：_、0、1、2、3、4、_。(4)氮元素是一种营养元素，是组成蛋白质的重要元素。游离态化合态53335自然界中氮的循环 探究 2 自然界中氮的循环探究 3 人类
3、活动的影响(1)氮气合成氨 氨 氮肥、硝酸等含氮化合物。(2)燃烧反应产生的_参与氮的循环。氮氧化物成功体验1判断正误。(1)化合态的氮元素只显一种价态。()(2)游离态氮转化成化合态氮时，氮元素被氧化。()(3)NH4、NH3、NO3 中氮元素均显3 价。()(4)NH3 中氮元素只有还原性，NO3 中氮元素只有氧化性。()(5)等质量的 N2 和 CO 所含分子数目相同。()(6)22.4 L N2 所含的电子数为 2NA。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)氮 气 新知探究探究 1 物理性质颜色状态气味密度水溶性_与空气相近_无色气体无味不溶探究2 化学性质(2)可逆反应：在_
4、条件下能_向正反两个方向进行的反应。相同同时探究 3 氮的固定(1)定义：使_氮转化为_氮的过程。(2)分类：氮的固定自然固氮_固氮生物固氮人工固氮合成氨_固氮游离态化合态高能仿生必记结论(1)N2 和 CO 的相对分子质量相同，与空气接近，故 N2、CO的密度与空气接近，实验室只能用排水法收集。(2)氮分子中两个氮原子之间存在很强的作用力，故 N2 性质很稳定。(3)可逆反应必须满足“两同”：相同条件；正反方向同时进行。(4)高能固氮指 N2 在雷电作用下生成 NO；生物固氮指植物根瘤菌把 N2 转化成 NH4、NO3。成功体验2判断正误。(1)实验室可用排空气法收集 N2。()(2)N2
5、在通常状况下与 O2 反应生成 NO2。()(3)合成氨反应属于自然固氮中的高能固氮。()(4)2H2O=通电 2H2O2和 2H2O2=点燃 2H2O 属于可逆反应。()(5)N2 与 H2 反应时，N2 作氧化剂；N2 与 O2 反应时，N2 作还原剂。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)氮的氧化物 新知探究探究 1 氮的氧化物的种类化合价12345对应氧化物N2ONON2O3_、N2O4N2O5NO2探究 2 NO 和 NO2 的性质(1)物理性质。NONO2颜色_状态_气味_毒性_水溶性_(2)相互转化。NONO2：_NO2NO：_无色气态红棕色气态无味有毒刺激性有毒易溶难溶2NO
6、O2=2NO2。3NO2H2O=2HNO3NO。必记结论(1)“雷雨发庄稼”的化学原理：N2O2/放电NOO2,NO2H2O HNO3土壤 硝酸盐(氮肥)(2)NO 和 NO2 的收集方法：NO 的收集：NO 易与氧气反应，难溶于水也不与水反应，因此，实验室中收集 NO 用排水法而不用排空气法。NO2 的收集：NO2 易与水反应，难被氧气氧化，且密度比空气大。因此，实验室中收集二氧化氮用向上排空气法而不用排水法。成功体验3(好题共享选自人教版教材 P96T4)下列气体中，不能用排空气法收集的是()AH2 BCO2CNO DO2解析：NO 极易与 O2 反应：2NOO2=2NO2，故不能用排空气
7、法收集。答案：C4(好题共享选自人教版教材 P96T7)在 NO2 与水的反应中()A氮元素的化合价不发生变化BNO2 只是氧化剂CNO2 只是还原剂DNO2 既是氧化剂，又是还原剂解析：在反应 3NO2H2O=2HNO3NO 中，NO2 中 N 元素为4 价，而 HNO3 中 N 元素为5 价，NO 中 N 元素为2 价，反应前后 N 元素化合价既升高又降低，故 NO2 既作氧化剂又作还原剂。答案：D考查氮气的组成、结构、性质和制法 1.氮分子的结构氮分子是由氮原子构成的双原子分子。由于氮分子中两个氮原子之间共用三对电子，使每个原子都达到稳定结构，因此氮分子的结构很稳定。2氮气的化学性质通常
8、状况下，氮气的化学性质不活泼，很难与其他物质发生化学反应，但在高温、高压、放电等条件下，N2 能与 H2、O2、Mg 等发生化学反应。(1)氮气与氢气反应：N23H2催化剂高温、高压 2NH3，该反应是工业合成氨的原理。(2)氮气与氧气反应：N2O2=放电 2NO。(3)氮气与镁反应：3MgN2=点燃 Mg3N2。3工业制法空气中含有大量的氮气，空气是工业制氮气的主要来源，生产方法主要是分离液态空气，并制得液态氧。例 1 下列有关氮气的说法正确的是()A氮气是由氮原子构成的双原子分子，所以化学性质不活泼B医学上常用液氮做冷冻剂，在冷冻麻醉条件下做手术，是利用氮气化学性质的不活泼性CH2 与 N
9、2 在一定条件下反应，生成 NH3，反应中 N2体现氧化性D电闪雷鸣的雨天，雨水中会含有一定量的硝酸，其中可能发生的反应有 N22O2=放电 2NO2解析 A 项，氮气性质稳定的原因是两个氮原子之间共用三对电子，破坏这种结合时需要很高的能量；B 项，液氮汽化时需要吸收大量的能量，使周围环境温度降低，与其化学性质的不活泼无关；C 项，反应的化学方程式为 N23H2高温、高压催化剂2NH3，反应中氮元素化合价降低，氮气做氧化剂；D 项，N2 和O2 在放电条件下生成 NO，不能直接生成 NO2。答案 C(1)N2 分子中氮元素显 0 价，处于中间价态，故氮气既有氧化性，又有还原性。(2)N2 性质
10、稳定，一般不支持燃烧，但支持镁的燃烧：3MgN2=点燃 Mg3N2(1)请标出例 1 C 项反应中电子转移的数目和方向。(2)N2 与 O2 反应时，若转移 NA 个电子，则参加反应的 N2 的体积(标准状况下)为多少？解析：(2)=放电 2NO，若转移 NA 个电子，则参加反应的 N2 为 0.25 mol，V(N2)22.4 Lmol10.25 mol5.6 L。答案：(1)高温、高压催化剂2NH3(2)5.6 L考查 NO 和 NO2 的性质与其类别1.NO 和 NO2 的比较物质一氧化氮二氧化氮类别非金属氧化物非金属氧化物水溶性难溶易溶，与水反应：3NO2H2O=2HNO3NO与氧气易
11、反应：2NOO2=2NO2不反应相互转化2NOO2=2NO2，3NO2H2O=2HNO3NO2NO 和 NO2 均不属于酸性氧化物酸性氧化物是能够与碱反应生成盐和水的氧化物，而且生成的盐是该氧化物同价态的含氧酸所对应的盐。NO 不能与水或碱反应，NO2 与水、NaOH 溶液的反应分别为：3NO2H2O=2HNO3NO2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O两个反应都是氧化还原反应。其中前一个反应不是化合反应，而且两个反应中生成的酸和盐中，氮的化合价与 NO2 中氮的化合价并不相同，即 HNO3 和 HNO2 都不是 NO2 对应的同价态的酸。特别提醒酸酐指含氧酸分子中 H、O 原子按 2
12、1 的个数比脱去水后的氧化物。如 H2CO3 的酸酐为 CO2，H3PO4 的酸酐为 P2O5。例 2 下列关于氮的氧化物的说法中，正确的是()A氮的氧化物都是酸性氧化物B氮的氧化物都既有氧化性，又有还原性CNO2 与 H2O 反应生成 HNO3，所以 HNO3 的酸酐是 NO2D只能用排水法收集 NO解析 NO、NO2 不是酸性氧化物，A 项错误；N2O5 中氮元素为最高价，只有氧化性；B 项错误；酸酐是相应酸失水所得，中心元素化合价不变，HNO3 的酸酐是 N2O5，C 项错误。答案 D常见气体的收集方法(1)排水法收集：NO、H2、O2、N2；(2)向下排空气法收集：H2、CH4、NH3
13、；(3)向上排空气法收集：Cl2、NO2、CO2、O2。(1)NO2 与 H2O 的反应是离子反应吗？若是离子反应请写出离子方程式。(2)NO2 与 H2O 的反应是氧化还原反应吗？若是氧化还原反应请标出电子转移情况。答案：(1)是。3NO2H2O=2H2NO3 NO。(2)是。课堂双基落实1下列关于氮气的说法中，错误的是()A通常情况下，氮气性质比较稳定B可在氧气中燃烧，生成一氧化氮C镁能在 N2 中燃烧，反应中 N2 体现氧化性D实验室可用排水法收集氮气解析：N2 分子中 N 原子结合得比较牢固，这使得 N2 化学性质比较稳定，但在放电条件下可与 O2 化合生成 NO，N2 密度与空气相近
14、，只能用排水法收集。答案：B2下列关于氮气及氮的氧化物的叙述正确的是()A1 mol N2 含有 7NA 个电子B氮气跟氢气在一定条件下发生反应时，氮气是氧化剂C氮的氧化物都是无色气体D氮的氧化物都难溶于水解析：A 项，1 mol N2 含有 14 mol 电子，即 14NA 个电子；B项，N23H2高温、高压催化剂2NH3 反应中，N02N3H3，氮元素化合价降低，N2 作氧化剂；C 项，NO2 为红棕色气体；D项，NO2 易溶于水。答案：B3下列气体不能用排水法收集的是()AN2 BH2CNO DNO2解析：N2、H2、NO 均难溶于水，均可用排水法收集，NO2与水反应：3NO2H2O=2
15、HNO3NO，只能用排空气法收集。答案：D4下列反应过程需要加入氧化剂才能实现的是()AN2NH3BN2NOCNO2HNO3DNH3NH4解析：需要加入氧化剂实现的反应须使元素的化合价升高，故排除A、D两项；C项，3NO2H2O=2HNO3NO反应中，不需要加入氧化剂也可实现。答案：B5(好题共享选自人教版教材 P95T2)目前，汽车尾气已成为许多大城市空气的主要污染源。汽车尾气中含有 CO、NO 等多种污染物。(1)汽车燃料中一般不含氮元素，尾气中所含的 NO 是如何产生的？说明原因并写出有关反应的化学方程式：_。(2)治理汽车尾气中 NO 和 CO 的一种方法是：在汽车的排气管上装一个催化转化装置，使 NO 与 CO 反应，生成 CO2 和 N2。反应的化学方程式为_。(3)下列措施中，能减少或控制汽车尾气污染有效且可行的是_。制定严格的汽车尾气排放标准，并严格执行。开发清洁能源汽车，如氢能汽车、太阳能汽车等。市民出行戴防护面具。市民大量移居城市郊区。答案：(1)空气中的 N2 与 O2 在放电条件下产生 NO：N2O2=放电 2NO。(2)2NO2CO=催化剂N22CO2(3)课下综合检测见课时跟踪检测(十七)