高中化学第3章自然界中的元素3.2.1氮气及其氧化物课件鲁科版必修1

N2+2O2
2NO2
2.下列关于氮气及氮的氧化物的叙述正确的是( B ) A.1 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
3.下列气体不能用排水法收集的是( D )
A.N2
B.H2
C.NO
D.NO2
4.在NO2被水吸收的反应中，发生还原反应和氧化反应的物质的质量比为(
1.关于氮气的性质的说法中，错误的是( )
A.通常情况下，氮气性质很不活泼
B
B.可在氧气中燃烧，生成一氧化氮
C.氮气的化学性质比较稳定，其原因是两原子间结合非常牢固
D.跟氢气在一定条件下发生反应，氮气是氧化剂
2.下列变化中，属于氮的固定的是( )
A.植物从土壤中吸收含氮的养料
B
B.豆科植物的根瘤菌吸收空气中的氮气，使之转化成植物蛋白质
第2节氮的循环 第1课时氮气及其氧化物
一、自然界中氮的循环 氮气以_游__离__态存在于大气中，以_化__合__态存在于动植物体 内、土壤中和水体中。
二、氮循环中的重要物质及转化 （一）氮气 1.氮气的物理性质Fra Baidu bibliotek
2.氮气的化学性质 氮气的化学性质__不_活__泼__（填“活泼”或“不活泼”）。
（1）N2与O2反应:__N_2+_O_2 _____2_NO___。 （2）N2与H2反应（工业合成氨的反应）: ___N_2+_3_H2_________2N_H_3 ___。 可逆反应:在__相__同_条__件__下，能同时向___正_反__两_个__方_向___进行的反
②空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素，也是形成酸雨的成分之一。 ③NO2能使多种织物退色，损坏多种织物和尼龙制品，对金属、非金属材料都 有腐蚀作用。 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。 (3)向上排空气法收集:Cl2、NO2、CO2、O2。
B.32 mL、18 mL
C.40 mL、10 mL
D.46 mL、4 mL
BD
解析:(1)若剩余10 mL气体为O2
4 V(NO2)＝40 mL×5 ＝32 mL 原混合气体中V(NO2)＝32 mL V(O2)=50 mL-32 mL＝18 mL。 (2)若剩余10 mL气体为NO，说明NO2过量
说 明 : 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 、。
3.氮气的用途 (1)化学性质稳定——做粮食、瓜果、焊接金属的保护气。 (2)不燃烧、不支持燃烧——灭火。 (3)与H2反应生成氨气——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。
1 V(O2)=20 mL× 5 ＝4 mL V(NO2)＝50 mL-4 mL＝46 mL。
1.下列有关氮气的说法正确的是( C ) 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
C.H2与N2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
(3)氮元素是一种营养元素，是组成蛋白质的重要元素。 2.自然界中氮的循环
3.人类活动的影响 (1)氮气合成氨氨氮肥、硝酸等含氮化合物。 (2)燃烧反应产生的氮氧化物参与氮的循环。
【对点训练1】氮的循环在自然界的元素循环中具有重要意义，有些氮的转化
是从氮气到氮的化合物，有些转化是从氮的一种化合物到氮的另一种化合物。 下列过程中，不是以游离态的氮为原料最终产生含氮化合物的是( ) A.工业合成氨 B.动物尸体腐烂 C.豆科植物的根瘤菌固氮 D.盛夏时节，雷雨肥田，植物茂盛
答案:可逆反应必须满足“两同”:①相同条件；②正反方
向同时进行。2H2O
2H2↑+O2↑和2H2+O2
2H2O不是
可逆反应，因为反应的条件不同；CO2+H2O
H2CO3和
H2CO3
CO2↑+H2O是可逆反应，因为在相同的条件下，
同时进行。
【对点训练2】判断正误。 (1)实验室可用排空气法收集N2。( × ) (2)N2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)任何物质在N2中都不能燃烧。( × ) (5)N2与H2反应时，N2作氧化剂；N2与O2反应时，N2作还原 剂。( √ ) （6）游离态氮转化成化合态氮时，氮元素被氧化。( × ) （7）等质量的N2和CO所含分子数目相同。( √ ) (8)22.4 L N2所含的电子数为2NA。( × )
C.工业上将氨转化成硝酸及其他氮的化合物
D.从空气中分离出氮气
3.下列反应，氮元素只被还原的是( D )
A.N2+O2
2NO
B.2NO2
N2O4
C.3NO2+H2O
2HNO3+NO
D.N2+3H2
2NH3
探究一 自然界中氮的循环 1.存在及应用 (1)氮元素在自然界中的存在形式:游___离__态__和___化___合_。态
② NO2:___空__气_中_N_O_2是_造__成_光_化__学_烟_雾_的__主_要_因__素_，_也_是__形_成______________ __酸__雨_的_成_分__之_一_；__NO_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__________。
（2）NO和NO2的尾气处理:用NaOH溶液吸收。
化学方程式:NO+NO2+2NaOH
__2_Na_N_O_2+_H_2O__；
2NO2+2NaOH
___Na_N_O_2+_N_a_NO_3_+H_2_O __。
（3）NO和NO2的功与过 来源:空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等。 功:①少量的NO在生物体内许多组织中存在，有扩张血管、提高免疫、增强记 忆力的功能，被称为传递神经信息的“信使分子”。 ②NO2和水反应可以转化成硝酸制成重要的工业原料。 过:①氮的氧化物都是大气污染物，NO与血红蛋白结合的能力比一氧化碳还强， 使人因缺氧而中毒。
C
B.氮的氧化物都既有氧化性，又有还原性
C.NO、NO2在一定条件下可以相互转化，且二者都是大气污染物 D.NO、NO2互为同素异形体，且NO是汽车尾气的有害成分之一
2.氮的氧化物的计算
类型:（1）NO2和NO（或N2）的混合气体溶于水的计算
反应:3NO2+H2O
2HNO3+NO
（2）NO2和O2的混合气体溶于水的计算
可逆反应:在相同条件下能同时向正反两个方向进行的反应。
②__N_2_+_O_2 ______2_N_O 。（表现了还原性）
（2）与金属反应
点燃
镁条可以在N2中燃烧，化学方程式:__3_Mg_+_N_2_=_=_=__=M_g_3_N_2 _。（表现了氧化
性）
2.氮的固定 (1)定义:使游离氮转化为_含__氮__化__合__物__的过程。 (2)分类:
（1）如何除去NO中的NO2？ 答案:洗气法，将混合气体通过盛有水的洗气瓶，NO2溶于水和水反应生成NO从 而除去NO2。 （2）放电条件下，N2和过量氧气反应的产物是什么？NO2能不能由单质直接化 合而成？ 答案:放电条件下N2和O2反应的产物是NO，NO与过量的氧气反应生成NO2;NO2不 能由单质直接化合而成。
反应:4NO2+O2+2H2O
4HNO3
（3）NO和O2的混合气体溶于水的计算
反应:4NO+3O2+2H2O
4HNO3
【对点训练4】(双选)将50 mL的试管充满NO2和O2的混合气体，倒立于水中，充 分反应后，试管内还有10 mL无色气体，由此判断原混合气体中NO2和O2的体积 分别是( )
A.20 mL、30 mL
4.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原料，生产方法主要是分离 液态空气，并制得液氧。
（1）实验室收集N2的方法是什么？为什么？ 答案:只能用排水法收集，不能用排空气法。N2的密度与空气接近，实验室只 能用排水法收集。
（2）从分子结构的角度解释氮气的性质为什么很稳定？对反应条件的要求是 什么? 答案:氮分子中两个氮原子之间共用三对电子，每个原子都达到了稳定结构， 存在很强的作用力，要破坏这种牢固的结构，需要很高的能量，故N2性质常温 下很稳定。但是在高能放电或高温、高压、催化剂等条件下也可以反应。
___提_高_免_疫__、_增_强__记_忆_力_的__功_能_，__被_称_为_传__递_神_经__信_息_的_________________ ________“_信_使__分_子_”_，__NO_与_血__红_蛋_白_结__合_的_能__力_比_一_氧__化_碳_还____________
_____强_，_使__人_因_缺_氧__而_中_毒_____；
探究三氮的氧化物 1.NO和NO2的性质及其转化
（1）请写出NO2与H2O反应的离子方程式，并指出反应的氧 化剂与还原剂的物质的量之比以及电子转移的数目。
答案:离子方程式:3NO2+H2O
2H++ 2NO3 +NO
氧化剂:NO2，还原剂:NO2
n（氧化剂）∶n(还原剂)=1∶2；转移电子数目2NA
（3）氮气不燃烧、不支持燃烧，可以灭火，是否任何物质都不能在氮气中燃 烧？
答案:氮气不支持燃烧是相对的，可以支持金属镁的燃烧:3Mg+N2 生成淡黄色的氮化镁。
Mg3N2，
（4）2H2O 反应？
2H2↑+O2↑和2H2+O2
2H2O是否属于可逆
CO2+H2O
H2CO3和H2CO3
CO2↑+H2O是否属于可逆反应？
2.NO和NO2 （1）物理性质:
（2）化学性质:
2NO+O=2 ===2NO2
①一氧化氮与氧气的反应:_______________；
②二氧化氮与水的反应:__3_N_O_2_+_H_2_O=__=_=__=__2_H_N_O_3+_N_O。
【思考】NO的收集方法:排_水__法____。
NO2的收集方法:__向_上_排__空_气_法_____。 （3）NO、NO2与人类的关系？ ① NO:____少_量_的__NO_在_生__物_体_内_许__多_组_织__中_存_在_，__有_扩_张__血_管_、______________
C
)
A.3∶1
B.1∶3 C.1∶2 D.2∶1
5.将充有20 mL N2和NO2气体的试管倒立在水槽中，充分反应后，试管残留气体 10 mL，则原混合气体中N2和NO2的体积比是( ) A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.2∶3
C
【知识小结】
编后语
老师上课都有一定的思路，抓住老师的思路就能取得良好的学习效果。在上一小节中已经提及听课中要跟随老师的思路，这里再进一步论述听课时如何 抓住老师的思路。
B
探究二氮气
从元素化合价分析氮气具有既有氧化性又有还原性（填“氧化性”“还原性” 或“既有氧化性又有还原性”），从分类的角度分析氮气可能具有的性质:与 金属单质反应，与某些非金属单质反应。
1.化学性质
（1）与非金属单质反应
①__N_2+_H_2______2_NH_3_。（表现了氧化性）
应用:工业上制氨气
应，方程式中用_______表示。
3.氮的固定 （1）定义:将_空__气__中__游__离__态__的__氮__转__化__为__含__氮__化__合__物__叫做氮 的固定，简称_固__氮__。
（2）分类:
（二）氮的氧化物 1.氮的氧化物（氮有多种价态的氧化物）
其中_N_2_O_3 、_N_2_O_5 分别是HNO2（亚硝酸）和HNO3的酸酐。
（3）农谚“雷雨发庄稼”是何道理？写出该过程中的化学
方程式。
答案:原理：
(氮肥)
化学方程式:N2+O2
2NO，2NO+O2
2NO2，
3NO2+H2O
2HNO3+NO，HNO3
硝酸盐(氮肥)。
【对点训练3】下列关于NO、NO2的描述正确的是( ) A.NO2与H2O反应生成HNO3，所以HNO3的酸酐是NO2