化学鲁科版必修1 第3章第2节氮的循环第1课时 学案

化学鲁科版必修1 第3章第2节氮的循环第1课时学案
二、氮气1．物理性质
颜色状
态
气
味
水中的
溶解性
2．化学性质
3．氮的固定
（1）概念：使空气中________的氮转化为____________的过程。

（2）分类
预习交流
1．什么是可逆反应？
2．有人说，“氢气和氧气化合生成水，水
可分解为氢气和氧气，所以反应：2H
2＋O
2
===2H
2
O
为可逆反应”。

你认为这句话对吗？
三、氮的氧化物
1．氮的氧化物
化合价＋
1
＋
2
＋
3
＋4 ＋5
对应氧化物____、N
2
O
4
2．NO和NO
2
（1）物理性质
（2）相互转化
①NO→NO
2
：__________________
②NO
2
→NO：________________________ （3）影响
①NO：是传递神经信息的“信使分子”，但容易与血红蛋白结合而使人体缺氧。

②NO
2
：能使多种织物退色，损坏多种织物和尼龙制品，对金属和非金属材料也有腐蚀作用。

预习交流
1．俗语“雷雨发庄稼”的道理是什么？
2．实验室如何收集NO、NO
2
？为什么？
答案：一、1.（1）游离（2）化合
2．（2）氨氮肥硝酸
二、1.无色气体无味难溶于水
2．N
2＋O
2
=====
放电2NO N2＋3H2高温、高压
催化剂
2NH
3
3．（1）游离态含氮化合物
（2）高能生物合成氨仿生
预习交流：
1．答案：在相同条件下能同时向正反两个方向进行的反应称为可逆反应。

2．答案：不对，因为这两个反应不是在相同条件下进行的，所以不是可逆反应。

三、1.N
2O NO N
2
O
3
NO
2
N
2
O
5
2．（1）无色红棕色气体气体无味刺激性气味有毒有毒难溶易溶
（2）2NO＋O
2===2NO
2
3NO
2
＋H
2
O===2HNO
3
＋
NO
预习交流：
1．答案：空气中氮气在高压电作用下与氧气发生化学反应生成NO ，NO 与氧气反应转化成NO 2，NO 2与雨水反应生成HNO 3，生成的HNO 3随雨水进入土壤，同土壤中的矿物质作用，形成被植物吸收的硝酸盐类，使庄稼受益。

2．答案：收集NO 用排水法，收集NO 2用向上排空气法；前者易与氧气反应，后者易与水反应。

在预习中还有哪些问题需要你在听课时加以关注？请在下列表格中做个备忘吧！
我的学困点 我的学疑点
一、NO 、NO 2的性质实验
实验操作 实验现象 化学方程式
______________
_______
_______
_____________________
_______
_______
________
_______
_______
_______
_______
_______
_______
_______
_______
___
_______
_______
_______
_______
_______
_____
1．在持续通入氧气的情况下能否使上述试管内液面不断上升，直至试管完全被液体充满？若能，需要通入多少体积的氧气？
2．若试管内开始时充满NO气体，要使NO
尽可能被水吸收，需要通入多少体积的O
2?
1.NO
2
和O
2
同时通入水中时，其反应是3NO
2＋H
2
O===2HNO
3
＋NO,2NO＋O
2
===2NO
2
，总反应为
4NO
2
＋O
2
＋2H
2
O===4HNO
3。

2．NO和O
2
同时通入水中时，其反应是2NO
＋O
2
===2NO
2,
3NO
2
＋H
2
O===2HNO
3
＋NO，总反应为
4NO＋3O
2
＋2H
2
O===4HNO
3。

3．4NO
2
＋O
2
和4NO＋3O
2
从组成上看均相当
于2个N
2
O
5
，即总反应式都与N
2
O
5
＋H
2
O===2HNO
3等效。

这不仅是记忆上述1、2两式的方法，也为上述问题的解决提供了新的思路，即利用混合气体中的N、O原子个数比进行分析判断：
二、氮的氧化物溶于水的计算
如图所示，将盛满等体积的NO和NO2混合气体的试管倒置在水槽中，请回答：
（1）试管内的现象如何？
（2）液面上升的高度占试管容积的多少？
将12 mL NO
2和O
2
的混合气体通入足量的水
中，充分反应后剩余气体 2 mL（气体均在相同状态下测定）求原气体中各气体的体积是多少？
1.氮氧化物溶于水的计算有以下三种类型：
（1）NO和NO
2
的混合气体溶于水时，其反
应是3NO
2＋H
2
O===2HNO
3
＋NO。

可利用气体体积变
化的差值进行计算。

V剩＝V（NO）原＋1
3
V（NO2）。

（2）NO
2和O
2
同时通入水中时，根据4NO
2
＋O
2＋2H
2
O===4HNO
3
进行计算。

（3）NO和O
2
同时通入水中时，根据4NO＋
3O
2＋2H
2
O===4HNO
3
进行计算。

2．氮氧化物溶于水的产物分析：
氮的氧化物与O
2
混合通入水中，剩余气体只
可能是NO或O
2，不可能是NO
2
，因为过量的NO
2
会与水反应生成NO；所得溶液的溶质为HNO
3。

答案：活动与探究1：答案：试管中的红棕色气体逐渐变成无色气体，同时水会进入试管，
最后水充满整个试管的2/3体积左右3NO
2
＋
H
2O===2HNO
3
＋NO 无色气体先变为红棕色气体，
后又变为无色气体，试管内液面继续上升2NO
＋O
2===2NO
2
、3NO
2
＋H
2
O===2HNO
3
＋NO
思考与交流：
1．答案：能，NO
2
与O
2
以4∶1的体积比混
合，与足量的水反应就可以完全转变成硝酸。

解析：3NO
2＋H
2
O===2HNO
3
＋NO①
2NO＋O
2===2NO
2
②
①×2＋②得：4NO
2＋O
2
＋2H
2
O===4HNO
3
故NO
2与O
2
以4∶1的体积比混合，与足量
的水反应就可以完全转变成硝酸。

2．答案：NO与O
2
以4∶3的体积比混合，与足量的水反应就可以完全转变成硝酸。

解析：2NO＋O
2===2NO
2
①
3NO
2＋H
2
O===2HNO
3
＋NO②
①×3＋②×2得：4NO＋3O
2＋2H
2
O===4HNO
3
故NO与O
2
以4∶3的体积比混合，与足量的水反应就可以完全转变成硝酸。

活动与探究2：答案：（1）试管内的红棕色气体逐渐变成无色气体，试管内液面上升。

（2）1 3
解析：3NO
2＋H
2
O===2HNO
3
＋NO ΔV
3 2
1 21 3
试管液面上升的高度为减少的体积
原体积
＝
1
3
1
＝
1
3。

迁移与应用：答案：剩余气体为O
2
时，原混
合气体中NO
2为8 mL，O
2
为4 mL；剩余气体为
NO时，原混合气体中NO
2为10.8 mL，O
2
为1.2 mL。

解析：剩余2 mL气体可能是O
2
或NO。

（1）若剩余气体为O
2，根据化学方程式4NO
2
＋O
2＋2H
2
O===4HNO
3
可知参加反应的NO
2
的体积为10 mL×
4
5
＝8
mL
参加反应的O
2的体积为10 mL×
1
5
＝2 mL
原混合气体中NO
2为8 mL，O
2
为4 mL。

（2）若剩余气体为NO，根据3NO
2
＋
H
2O===2HNO
3
＋NO可知剩余NO
2
的体积为6 mL
根据4NO
2
＋O
2
＋2H
2
O===4HNO
3
可以计算出参
加反应的O
2的体积为6 mL×
1
5
＝1.2 mL，NO
2
的
体积为6 mL×4
5
＝4.8 mL，故原混合气体中NO
2
为10.8 mL，O
2
为1.2 mL。

1．发射卫星的运载火箭，其推进剂引燃后发生剧烈反应，产生大量高温气体从火箭尾部喷
出。

引燃后产生的高温气体主要是CO
2、H
2
O、N
2
、
NO，这些气体均为无色，但在卫星发射现场看到火箭喷出大量红烟，产生红烟的原因是（）。

A．高温下氮气遇空气生成NO
2 B．CO
2
与NO反应生成CO和NO
2
C．NO与空气生成NO
2
D．NO和
H
2O反应生成H
2
和NO
2
2．如下图所示，试管中盛装的是红棕色气
体（可能是混合物），当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，原来试管中盛装的气体不可能是（）。

A．N
2与NO
2
的混合气体 B．O
2
与NO
2
的混合气体
C．NO与NO
2的混合气体 D．NO
2
一种
气体
3．标准状况下，在一不规则的玻璃容器内充满NO
2
气体后，将其倒置于水槽中，假设容器中的物质不扩散至容器外，则充分反应后容器中所得溶液的物质的量浓度近似为（）。

A．1.0 mol·L－1B．0.045 mol·L－1 C．0.020 mol·L－1 D．0.12 mol·L－1
4．氮氧化物进入大气后，不仅会形成硝酸型酸雨，还可能形成光化学烟雾，因此必须对含有氮氧化物的废气进行处理。

（1）用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮
氧化物，反应的化学方程式如下：
2NO 2＋2NO ＋4NaOH===4NaNO 2＋2H 2O① 2NO 2＋2NaOH===NaNO 2＋NaNO 3＋H 2O②
在反应①中，氧化剂是________，还原剂是________。

在反应②中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。

（2）汽车尾气中含有CO 和NO ，消除这两种物质对大气污染的方法是安装催化转化器，使它们发生反应生成对大气无污染的物质。

写出该反应的化学方程式___________________。

（3）在一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。

写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式________________________。

答案：1．C 解析：N 2和O 2不能直接反应生成NO 2，A 不正确；NO 不能和CO 2、H 2O 反应，B 、D 选项不正确；NO 在空气中能被氧气氧化为NO 2，NO 2是红棕色气体。

2．A 解析：如果气体是N 2与NO 2的混合气体，则水不会充满整个试管，因为N 2不溶于水；如果是NO 2（或O 2和NO 2的混合气体）
，发生反应：4NO 2＋2H 2O ＋O 2===4HNO 3，水会充满试管；如果是NO 与NO 2的混合气体，通入O 2会发生反应4NO 2＋2H 2O ＋O 2===4HNO 3和4NO ＋2H 2O ＋3O 2===4HNO 3，而使水充满试管。

3．B 解析：设容器的体积为V，则充分反应后容器中所得溶液的物质的量浓度为：c＝2
3
V
22.4
mol
2 3V L
＝
1
22.4
mol·L－1。

4．答案：（1）NO
2
NO 1∶1（2）2NO＋2CO=====
催化剂N2＋2CO2
（3）6NO
2
＋8NH
3
=====
一定条件7N2＋12H2O 提示：用最精炼的语言把你
当堂掌握的核心知识的精华
部分和基本技能的要领部分
写下来并进行识记。

知识精华技能要领。