高中化学自然界中的元素第2节氮的循环第1课时自然界中氮的循环氮气、一氧化氮、二氧化氮课件鲁科版

[互动讲练] 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CO2、H2O、N2、NO，这些气体均无色，但在 卫星发射现场看到火箭喷出大量红色气体。产生红色气体 的原因是( ) A．高温下N2遇空气生成NO2
B．NO遇空气生成NO2
互动讲练] 下列说法中错误的是( A ) A．N2的化学性质不活泼，是因为氮元素不活泼 B ．利用 N2 的不活泼性，工业上常用 N2 代替稀有气体来做焊 接金属的保护气 C．N2可跟H2、O2直接化合 D．水体中含氮化合物过多会引起水污染
[解析] N2的活泼性与氮元素的活泼性是两个不同的概念 ，N2
酸性氧化物。
1．N2虽然比较稳定，但在一定条件下可以体现出氧化性和 还原性。 2．红棕色固体：Fe2O3；红棕色液体：Br2；红棕色气体：
NO2。
3．常温下，NO与O2不能共存：2NO＋O2===2NO2。 4．NO2用向上排空气法收集，NO用排水法收集。
2．空气中含量最多的气体是______, 。试 氮气 其化学性质______ 稳定
NO、_____ NO2 。 写出氮元素＋2价和＋4价对应氧化物化学式：___
知识点一
自然界中氮的循环及N2的性质 [自主学习]
不活泼 0 还原性
放电
N2＋ O2===== 2NO
高温、高压
N2＋ 3H2
催化剂
2NH3
2．下列关于N2的说法中错误的是( B ) 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．N2的密度比空气略小，不可用排空气法收集N2
D．实验室可用排水法收集氮气 解析：N2不能在O2中燃烧，故B错。
知识点二
氮的氧化物 [自主学习]
1．氮的主要氧化物 化合价 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋5 N2O5
对应氧化
物
NO N2O ______ N2O3
______ NO2 、
N2O4
2.一氧化氮和二氧化氮 氮在循环过程中有许多氮的氧化物产生，现将NO和NO2的性 质总结如下 物质 化学 式 一氧化氮 NO 二氧化氮 NO2
无色、不溶于水的气 红棕色、易溶于水、有刺激 物理 排水 体、有毒、用________ 性气味的气体，有毒，用 性质 向上排空气 法收集 ____________ 法收集 化学 常温下容易与O2化合： 溶于水时发生反应：3NO2 2HNO3＋NO ＋H2O===____________ 2NO＋O2===2NO2 性质 __________________
特别提示
氮分子是由氮原子构成的双原子分子 ，两个氮
原子之间共用三对电子 ，使每个原子均达到稳定结构。所 以，要破坏这种牢固的结合需要很高的能量。
2．氮气的用途
氮气的性质决定了氮气的用途。根据在通常状况下氮气的 化学性质很不活泼，可用做保护气、填充灯泡、防食品腐 烂等。另外，液氮常用做制冷剂，制造低温环境。用于合 成氨等。
放电
解析：选 C。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，反应方程式为 N2＋ 3H2
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。
[变式训练] 3．下列关于氮的氧化物的说法中，正确的是( D ) 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
C．NO2与H2O反应生成HNO3，所以NO2是酸性氧化物 D．氮的氧化物都是大气污染物
解析：NO不能与碱溶液反应，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；尽管 NO2 与 H2O反应生成 HNO3， 但 N的价态发生了变化 ，故 NO2不是
游离态
化合态的氮
自然固氮 人工固氮
[自我诊断]
1．下列反应属于氮的固定的是( A )
A．N2和H2反应生成NH3 B．NH3经催化氧化生成NO C．NO与O2反应生成NO2 D．由NH3制碳铵和硫铵
解析：氮的固定是指由游离态的氮转化为化合态的氮。
2．能否用排空气法收集N2?
不能。因为N2的密度与空气相近。 3．俗话说：“雷雨发庄稼”，试说出其中的原理，写出反应 方程式。
C．CO2与NO反应生成CO与NO2 D．NO和H2O反应生成H2和NO2
[解析]
NO是一种无色无味的气体，但是这种气体化学性质
非常活泼 ， 在空气中很容易被氧化为红棕色的 NO2 气体 ， 因 而看到火箭喷出的大量红色气体是生成的 NO被氧化成NO2的 缘故。 [答案] B [名师指津] 性氧化物。 (2)NO2不能用排水法收集，NO不能用排空气法收集。 (1)NO2与H2O反应尽管生成HNO3，但不属于酸
物质
一氧化氮
二氧化氮
NO使人中毒的原理与CO相 NO2有较强的氧化性，可 血红蛋白 结 似，其更易与__________ 淀粉碘化钾 试 使湿润的____________ 合，造成人体缺氧；NO在 纸变蓝。能使多种纺织物 日常 生物学方面有着独特的作用， 退色，对金属和非金属材 联系 它做为传递神经信息的“信 料有腐蚀作用。NO2是形 使分子”，在使血管扩张、 光化学烟雾 和______ 酸雨 成____________ 免疫、增强记忆力等方面有 的成分 着极其重要的作用
点燃
[变式训练 ] 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 C．H2 与 N2 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 N2＋2O2=====2NO2
1．通过自然界中的氮循环，了解氮循环的基本过程，认识氮
循环中的重要物质。 2．了解氮气的性质，了解氮的固定的相关知识。 3．了解氮的氧化物(一氧化氮和二氧化氮)的物理性质和化学 性质，了解自然界中形成硝酸的过程。
1．氮元素的化合价有
－3、0、＋1、＋2、＋3、＋4、＋5 ______________________________________ 。
的活泼性取决于氮分子的结构，两者之间没有因果关系。
[名师指津 ]
(1)氮气既有氧化性，又有还原性。
(2)N2 与 O2 在放电条件下生成 NO 而不是 NO2。 (3)N2 一般不支持燃烧， 但可以支持镁的燃烧， 生成 Mg3N2 固体，体现了 N2 的氧化性： N2＋3Mg=====Mg3N2。
雷电发生时， N2 和 O2 化合成 NO， NO 迅速被氧化为 NO2， NO2 溶于水生成 HNO3，HNO3 跟土壤中的矿物作用生成 硝酸盐，NO3 可被植物吸收。 N2＋ O2=====2NO，2NO＋O2===2NO2， 3NO2＋H2O===2HNO3＋ NO。
放电－Βιβλιοθήκη [探究释疑 ] 氮气的性质及用途 1．化学性质与合成氨 通常状况下，氮气的化学性质不活泼，很难与其他物质发 生化学反应。但在一定条件下，如高温、高压、放电等条 件下， 氮气分子获得足够的能量， 就能与一些物质 (如 O2、 H2、金属镁等)发生化学反应。 (1)与 O2 反应： N2＋O2=====2NO (2)与 H2 反应： N2＋3H2
高温、高压 催化剂 点燃 放电
2NH3
(3)与 Mg 反应： N2＋3Mg=====Mg3N2
注意：实际上，在氮气与氢气反应生成氨的同时，氨也分 解生成氮气和氢气。 像这种在相同条件下能同时向两个相 反方向进行的反应称为可逆反应。 氮气与氢气合成氨的反 应是可逆反应，还有很多化学反应也是可逆反应。在可逆 反应的化学方程式中用“ ”代替“===”。