高中化学第3章自然界中的元素 第2节 氮的循环第1课时导学案1

第3章自然界中的元素第2节氮的循环第1课时导学案1
学习目标
1。

知道自然界中氮循环的基本过程，认识氮循环过程中的重要物质。

2。

知道氮气在一定条件下能够与氧气、氢气发生反应，了解氮的固定的相关知识.
3.熟知一氧化氮和二氧化氮的性质，了解自然界中形成硝酸的过程。

学习过程
【联想·质疑】
闪电是大家非常熟悉的自然现象.你知道在雷电交加的时候,空气里的氮气和有关的含氮化合物发生了哪些化学反应？产生了哪些物质？这些化学反应和所产生的物质对人类的生产和生活有什么意义？
一、自然界中氮的循环氮气
1．氮元素在自然界中的存在形式有______态和______态。

(1）自然界中氮的循环如下图所示:
(2)人类活动对自然界中的氮循环的影响有两个方面。

一是通过化学方法将空气中的氮气转化为______，进一步转化为各种含氮化合物（如氮肥、硝酸）；二是森林、农作物和化石燃料燃烧生成的__________参与氮的循环.
2．请你预测氮气的化学性质是否活泼，完成下列填空: (1）氮气是一种____色____味气体，____溶于水，相同条件下的密度比空气____。

(2）氮气是由氮原子构成的双原子分子，两个氮原子间共用三对电子,使每个原子都达到稳定结构。

要破坏这种牢固的结构,需要很高的________。

故常温下，氮气的化学性质________，很难与其他物质发生反应。

（3）通常情况下氮气与氧气________，但是在放电条件下氮气和氧气能直接化合生成NO，反应的化学方程式是__________________，该反应的还原剂是________.
(4）氮气在高温、高压、催化剂的情况下，能与氢气化合生成NH3,反应的化学方程式是______________________，该反应的氧化剂是________。

若从反应进行的程度分析，该反应的特点是________________________。

3．在雷雨天气，空气中的N2、O2在放电的条件下，会发生反应生成NO，而NO又立即与空气中的O2反应生成NO2，NO2在随雨水降落到地面的过程中又与水反应生成了HNO3,有关反应的化学方程式为______________________________________________ __。

生成的硝酸随雨水淋洒到地面上，与土壤中的矿物质作用,形成能被植物吸收的硝酸盐，促进植物生长，因而就印证了“雷雨发庄稼”这句俗话.
4．氮气在一定条件下,能与O2、H2反应,若从氮元素存在形态分析，这两个反应具有的共同特点是________________________________,其方法过程叫做____________。

二、【归纳总结】
2．可逆反应是在____________下，能________向正、反两个方向进行的反应.在可逆反应的化学方程式中用“”代替“===".
三、一氧化氮和二氧化氮
1．两支大试管分别集满NO和NO2气体，观察它们的颜色和状态，嗅闻它们的气味，比较它们密度的大小。

填写下表：
色、态气
味
密
度
溶解
性
毒
性
N O N O2
2.将盛满一氧化氮的试管打开塞子,置于通风橱中观察到的现象是____________________，反应的化学方程式是________________，实验室收集一氧化氮气体的方法是__________。

3．对于二氧化氮溶于水的实验,按表中要求将其实验现象和实验结论填入下表空格内：
实验步骤实验现
象
实验结论
NO2不能全部被水吸
收，有无色气体NO
生成
把充满NO2的
试管倒立水中，再通入O2NO2溶于水生成的NO全部与O2反应被水吸收
NO2可被NaOH溶液全部吸收
四、归纳总结
1．二氧化氮溶于水反应的化学方程式是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO,氧化产物是______，还原产物是________，氧化剂与还原剂的质量比是________. 2．水吸收NO2制硝酸的原理：
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，2NO＋O2===2NO2，4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。

3．二氧化氮溶于氢氧化钠溶液的化学方程式是2NO2＋2NaOH===NaNO2＋________＋H2O。

4．NO2和O2的混合气体溶于水时涉及反应:4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3,其计算如下表：
5．NO和O2的混合气体溶于水时涉及反应：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，其计算如下表：
V NO
V O2－V剩＝错误!
导学案参考答案
一、1．化合游离（1)硝酸盐NO (2)氨氮氧化物
2．(1）无无不小(2)能量不活泼（3）不反应N2＋O2错误!2NO N2（4)N2＋3H2错误!2NH3 N2反应不能进行完全，为可逆反应
3．N2＋O2错误!2NO，2NO＋O2===2NO2，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
4．使空气中游离态的氮转化为化合态的氮氮的固定二、归纳总结
2．相同条件同时
三、1．（从左到右，从上到下）无色气体无味比空气略大难溶于水有毒红棕色气体刺激性比空气大易溶于水有毒
2．气体的颜色由无色变为红棕色2NO＋O2===2NO2排水法
3．试管内气体颜色慢慢变为无色，水面不断上升,最后静止在距试管底部约错误!处水面不断上升，最后试管内无色气体约为原NO2体积的错误!，通入适量O2后液面继续上升,最后试管全部充满液体水面不断上升，最后试管全部充满液体
四、归纳总结
1．HNO3NO 1∶2
3．NaNO3
五、检测题
1. 下列属于自然固氮的是（）
A．N2和O2在雷电作用下生成NO
B．某金属化合物将氮气转化为化合态氮
C．在一定条件下使N2、H2合成NH3
D．NO生成NO2
2. 氮气能大量存在于空气中的根本原因是（)
A．氮气性质稳定,即使在高温下也很难跟其他物质发生反应
B．氮气比空气轻，且不溶于水
C．氮分子中两个氮原子结合很牢固,分子结构稳定
D．氮气无氧化性，也无还原性,不与其他物质反应
3。

下列关于N2的说法中错误的是（)
A．通常情况下N2性质很稳定，所以N2可在电焊时作保护气
B．N2＋O2=====，高温2NO，该反应是汽车尾气造成污染的主要原因之一
C．N2在空气中约占总质量的错误!
D．在反应：3Mg＋N2错误!Mg3N2中，N2作氧化剂[ 4. 已知金属镁能在氮气中燃烧，则过程中生成1 mol 产物时转移电子的物质的量( ）
A．3 mol B．6 mol
C．2 mol D．12 mol
5. 在汽车尾气净化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。

下列说法错误的是( )
A．NO2是该过程的中间产物
B．NO和O2必须在催化剂表面才能反应
C．汽车尾气的主要污染成分包括CO和NO
D．催化转化总反应为2NO＋O2＋4CO错误!4CO2＋N2
6。

下列反应属于氮固定反应的是（)
A．N2＋3Mg错误!Mg3N2
B．N2＋3H22NH3
C．2NO＋O2===2NO2
D．4NH3＋5O2错误!4NO＋6H2O
7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：
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
①
2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O
②
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的污染的方法是安装催化转化器,使它们发
生反应生成N2和CO2,该反应的化学方程式为_________________________。

检测题参考答案
1. 【解析】所谓自然固氮即通过闪电或一些微生物将空气中的N2通过生物化学过程转化为含氮的化合物。

【答案】A
2。

【解析】N2性质稳定，但高温下可与O2等物质反应,在反应中表现出氧化性或还原性；氮气比空气轻且不溶于水并不是N2能大量存在于空气中的根本原因。

【答案】C
3. 【解析】N2在空气中的体积含量约为错误!，而不是质量含量.
【答案】C
4. 【解析】Mg与N2反应的化学方程式为：3Mg＋N2错误! Mg3N2,则生成1 mol Mg3N2时转移6 mol电子.
【答案】B
5. 【解析】NO和O2不需要催化剂就发生反应。

【答案】B
6。

【解析】氮的固定指游离态氮转化成化合态氮的过程.
【答案】A B
7. 【解析】（1)反应①中NO2中氮元素化合价降低做氧化剂,NO中的氮元素化合价升高做还原剂;反应②中NO2中氮元素的化合价既有升高又有降低，分别转化为NaNO3、NaNO2，做氧化剂的NO2和作还原剂的NO2物质的量相等。

（2）结合题目信息,CO和NO转化为N2和CO2的过程属于氧化还原反应，根据原子守恒可写出反应方程式。

【答案】
(1）NO2NO 1∶1
（2）2NO＋2CO错误!N2＋2CO2。