(人教版)高中化学必修第二册第5章 第2节 第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮

C 解析：雷电时生成氮的氧化物，即 N2＋O2=放==电==2NO，是将游离 态氮转化为化合态氮，属于氮的固定，为自然固氮，故 A 不符合题意；
工业上用氢气与氮气合成氨，即 N2＋3H2
2NH3，是将游离态氮
转化为氨，属于氮的固定，为工业固氮，故 B 不符合题意；植物的根从土 壤中吸收铵根离子和硝酸盐，不是将游离态氮转化为化合态氮，不属于氮 的固定，故 C 符合题意；豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为硝酸 盐，是将游离态氮转化为化合态氮，属于氮的固定，为生物固氮，故 D 不符合题意。
二、氮的氧化物 1．氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、 N2O5等。
2．NO 和 NO2 性质的比较
性质
NO
物理
颜色
无__色
性质 溶解性
不溶于水
NO2 红__棕__色 易溶于水
性质
NO
与 O2 反应 2NO＋O2===2NO2
化学 与 H2O 反应
性质
不反应
毒性
有毒
3．(双选)在一定条件下，将NO2和O2的混合气体12 mL通入足
量水中，充分反应后剩余2 mL气体(同温同压下)，则原混合气体中
氧气的体积为( )
A．1.2 mL
B．2.4 mL
C．3 mL
D．4 mL
AD 解析：根据化学方程式：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3， 若剩余的气体是O2，则V(NO2)＝45×(12－2)mL＝8 mL，V(O2)＝12 mL－8 mL＝4 mL；若剩余的气体是NO(2 mL)，则与O2反应后剩 余 6 mL NO2，则V(O2)＝15×(12－6)mL＝1.2 mL。
BC 解析：NO是一种无色、难溶于水的气体，可以用排水法 收集。常温常压下，NO容易与氧气直接化合生成NO2。
3．下列反应必须加入氧化剂且一步反应就能完成的是( )
①N2→NO2 ②NO2→NO ③NO2→HNO3 ④N2→NO ⑤N2 →NH3
A．①
B．②⑤
C．④
D．③④
C 解析：该题有两个要求：(1)必须加入氧化剂。(2)一步反应 就能完成。反应①、③、④从化合价角度来看氮元素的化合价都升 高，但反应①N2→NO2 不能一步反应就完成；而反应③NO2→HNO3， 虽然氮元素的化合价升高，但不加氧化剂也能实现，如 3NO2＋ H2O===2HNO3＋NO，在该反应中，NO2 既是氧化剂又是还原剂； 只有反应④N2→NO 必须加入氧化剂且一步反应就能完成。
一、氮气与氮的固定 1．氮元素的存在与氮的固定
2．氮气的性质
(1)物理性质
无色、无臭气体，密度比空气略小__，难__溶于水。
(2)化学性质 ①与氧气反应：_N_2_＋__O__2=_=_放=_=_电_=_=或_=_=高_=_=温_=_=_=_2_N__O____。
②与氢气反应：________________________。 ③与镁反应：__3_M__g_＋__N__2=_点=__=燃_=_=_M__g_3N__2 ___次通入倒置于水槽且
装满水的容器，充分反应后容器中仍充满溶液，则通入的NO2、NO
和O2的体积比可能是( )
A．1∶1∶1
B．4∶3∶2
C．4∶16∶13
D．4∶3∶4
AC 解析：根据4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，4NO＋3O2＋ 2H2O===4HNO3，将一定体积的NO2、NO和O2依次通入倒置于水 槽且装满水的容器，充分反应后容器中仍充满溶液，根据得失电子 守恒，则n(NO2)＋3n(NO)＝4n(O2)，故A、C正确。
与O2反应，又能与H2反应。
()
× 提示：N2在放电或高温的条件下才能与O2反应；在高温、 高压和催化剂的条件下才能与H2化合生成NH3。
(4)在实验室里，NO和NO2均用排水法收集。
(× )
(5)通过灼热的镁粉，可除N2中的少量O2。
(× )
2．(双选)下列关于一氧化氮的叙述正确的是( ) A．一氧化氮是一种红棕色气体 B．常温常压下，一氧化氮能与空气中的氧气直接化合 C．一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到 D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集
02
任务驱动式课堂
任务一 任务二 任务体系构建
氮的固定及氮的氧化物
某地有一狭长山谷，当地牧民经常遇到在风和日丽的晴天顷刻 间电闪雷鸣，狂风大作，人畜皆遭雷击而倒毙，奇怪的是这里牧草 茂盛、四季常青，被当地牧民称为“魔鬼谷”。
探究1：电闪雷鸣时发生什么反应？ 提示：N2＋O2=放==电==2NO。
A．NO 是无色气体 B．NO 是汽车尾气的有害成分之一 C．可以用向上排空气法收集 NO D．NO 在一定条件下也可作氧化剂
C 解析：因NO可与空气中的O2反应生成NO2，故NO不能用 排空气法收集，只能用排水法收集。
2．下列过程不属于氮的固定的是( ) A．雷电时生成氮的氧化物 B．工业上用氢气与氮气合成氨 C．植物的根从土壤中吸收铵根离子和硝酸盐 D．豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为氨
氮的固定
氮的氧化物溶于水的计算
工业废气 NO、NO2 是造成大气污染的气体之一。某学习小组为 了研究氮的氧化物在水中的溶解，设计了如下实验：
将充满 NO2、NO 的试管分别倒置于盛有水的水槽中，并通过导 管通入少量的氧气。
探究1：图1试管中观察到的实验现象是什么？NO2与O2的体积 满足怎样的比例，才能使NO2完全转化成HNO3?
NO2 不反应 3NO2＋H2O=== ___2_H_N__O_3_＋__N_O____
有毒
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮属于氮的固定，是化学
变化。
(√ )
(2)汽车尾气中的氮氧化合物是由游离态氮转化来的。 ( √ )
(3)氮元素有负化合价、正化合价和零价，因而常温下，N2既能
第五章 化工生产中的重要 非金属元素
第二节 氮及其化合物 第1课时 氮气与氮的固定 一
氧化氮和二氧化氮
学习任务目标 1．通过分析氮的原子结构，推断含氮物质可能的化学特性，理解 结构与性质的关系。 2．通过实验探究，理解一氧化氮与氧气反应、二氧化氮与水反应 等性质，感受化学变化的奇妙。
01
自主化知识预习
探究2：“牧草茂盛、四季常青”的原因是什么？ 提示：NO被空气中的O2氧化为NO2，NO2被雨水吸收转化为 HNO3，HNO3随雨水降到大地，与土壤的矿物质结合成硝酸盐，含 氮化合物可促进植物的生长。
探究3：自然界还有哪些固氮形式？
提示：生物固氮(豆科植物的根瘤把空气中的氮气转化为硝酸 盐)。
1．众所周知，一氧化氮是一种大气污染物，是吸烟、汽车尾气 及垃圾燃烧等释放出的有害气体。下列关于 NO 的说法错误的是 ()
4．将V mL NO和NO2的混合气体通过水吸收后，得到a mL无 色气体A，将此无色气体A与等体积O2混合，再通过水充分吸收 后，收集到5 mL无色气体B。
(1)A气体是________，B气体是________。
解析：NO2溶于水生成NO，故A为NO，NO与O2通入水中发生 反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，二者等体积时，O2过量，故B为 O2。
(2)4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 ＝4∶3恰好完全吸收
V(NO)∶V(O2)<4∶3剩余气体为O2 >4∶3剩余气体为NO
谢谢大家!
1．四支试管中分别充满 NO、SO2、NO2、Cl2 中的一种，把它 们分别倒置于盛有水的水槽中，放置一段时间后的现象如图所示。 其中原试管充满 NO2 的是( )
B 解析：根据化学方程式 3NO2＋H2O===2HNO3 ＋NO 可知，剩余气体是反应前的13，故 B 项正确；NO、 Cl2 不溶于水，对应 D 项；SO2 对应 A 项。
答案：NO O2
(2)A气体的体积是________。
解析：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
a mL
3a 4
mL
依题意：a－34a＝5，a＝20。
答案：20 mL
NOx与O2混合气体溶于水的计算 (1)4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
＝4∶1恰好完全吸收
V(NO2)∶V(O2)<4∶1剩余气体为O2 >4∶1剩余气体为NO
1．在日常生活中我们常接触到许多含氮的物质，如N2、NO2、 NH3、NO、N2O3、N2O4、NaNO2、NH4NO3，则这八种物质中氮元 素显示的化合价共有_6_种。
2．一氧化氮是汽车尾气中的一种大气污染物，它是无色气 体，难溶于水，密度比空气略大，在空气中能与氧气迅速反应生成 红棕色的二氧化氮。在实验中，收集一氧化氮时可选用的收集方法 是排__水__法__。
提示：红棕色气体逐渐变为无色，试管内液面上升，持续通入 适量O2，试管内可充满水。当V(NO2)∶V(O2)＝4∶1时，NO2完全 转化成HNO3。
探究2：图2试管中观察到的实验现象是什么？NO与O2的体积 满足怎样的比例，才能使NO完全转化成HNO3?
提示：无色气体先变成红棕色，后逐渐变为无色，试管内液面 上升，持续通入适量O2，试管内可充满水。当V(NO)∶V(O2)＝4∶3 时，NO完全转化成HNO3。