第1课时_自然界中氮的循环_氮气及

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(2)若 NO2 过量，设过量的 NO2 体积为 y 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 3 y＝6 mL 1 2 mL
则参加反应的 NO2 和 O2 总体积：12 mL－6 mL＝6 mL V(O2)＝6×(1/5)＝1.2 mL， V(NO2)＝12－1.2＝10.8 mL。
答案 1.2 mL
解析
( C )
根据反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 中元素化
合价的变化可判断。 NO2 中氮元素化合价既有升高也有 降低。
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5．下列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．可在氧气中燃烧，生成一氧化氮 C．通常情况下，氮气在水中的溶解度很小
( B )
D．跟氢气在一定条件下发生反应时，氮气是氧化剂
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NO2：8 mL，O2：4 mL 或 NO2：10.8 mL，O2：
11． 在元旦联欢会上， 某同学给同学们表演了一段魔术： 首先收集一集气瓶红棕色的气体，用玻璃片盖好， 然后向其中加入少量水，振荡后变为无色，然后轻 轻移动玻璃片使少量空气进入集气瓶，气体又变为 红棕色，振荡，又变为无色„„ (1)集气瓶中红棕色的气体是________。 (2)气体颜色变化的原因是___________________； 有关反应的化学方程式为___________________。 (3) 做 魔 术 时 操 作 者 要 注 意 什 么 问 题 ？ 为 什 么 ？ _______________________________________。
6Байду номын сангаас
思维拓展 2．“雷雨发庄稼”有什么科学道理？试用化学方程式 表示。
答案 放电 N2＋O2=====2NO， 2NO＋O2===2NO2， 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
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随堂训练
1．下列反应属于自然固氮的是 A．N2 和 O2 在雷电的作用下生成 NO B．某金属化合物将氮气转化为化合态的氮 C．在一定的条件下使 N2 和 H2 反应生成 NH3 D．NO 生成 NO2
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二、氮气 1．物理性质 颜色 状态 无色 气体 气味 无味 水中的溶解性 难溶于水
思维拓展 1．能否用排空气法收集氮气？
答案
N2的密度与空气相近，不能用排空气法收集，
应该用排水法。
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2．化学性质
3．氮的固定 (1)概念： 使空气中 游离态 的氮转化为 含氮化合物 的 过程。 (2)分类
高能 固氮 自然固氮 生物 固氮 氮的固定 固氮 合成氨 人工固氮 仿生 固氮
解析 气体有剩余，说明反应气体 O2 或 NO2 有过量情 况出现。需进行必要的讨论。 (1)如 O2 过量，剩余 2 毫升气体为 O2 设参加反应的 NO2 体积为 x
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根据 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 4 x 1 1 4x
1 x＋ x＝12 mL－2 mL 4 x＝8 mL V(O2)＝12 mL－8 mL＝4 mL
解析 在通常状况下，氮气的化学性质很不活泼，很难
与其他物质发生反应， 但在高温、 加热、 放电等条件下， 氮气能与 O2、H2 等发生反应；氮气不能在氧气中燃烧； 氮气跟 H2 发生反应时，氮元素得到电子被还原为 NH3， 氮气做氧化剂； 通常情况下， 氮气在水中的溶解度很小。
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6．下列对氮的氧化物的叙述中，正确的是 A．氮的氧化物都是无色气体 B．氮的氧化物都难溶于水 C．氮的氧化物都是酸性氧化物 D．氮的氧化物都是大气污染物
( D )
解析 氮的氧化物中 NO2 为红棕色气体；除 N2O、NO 难溶于水外，其他氮的氧化物都可溶于水；除 N2O3、 N2O5 是酸性氧化物外， 其他氮的氧化物都不是酸性氧化 物；氮的氧化物都有毒，它们都是大气污染物。
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7．下列关于 N2 性质的叙述，错误的是 A．任何物质在 N2 中都不能燃烧 B．氮气既具有氧化性，又具有还原性
解析
氮的固定是指游离态氮元素转化为化合态氮元
素，化合态氮元素间转化不属氮的固定。
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3．下列气体中，不会造成空气污染的是 A． N2 B．NO C．NO2 D．SO2
( A )
解析 NO、NO2 会造成光化学烟雾，NO2、SO2 会引起 酸雨。
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4．在 NO2 与水的反应中，NO2 A．只是氧化剂 B．只是还原剂 C．既是氧化剂，又是还原剂 D．既不是氧化剂，又不是还原剂
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答案
(1)NO2
(2)NO2 与 H2O 反应生成无色气体 NO， 无色气体 NO 遇 到空气，与空气中的氧气反应又生成红棕色气体 NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO,2NO＋O2===2NO2 (3)做魔术时要注意安全，因为 NO 和 NO2 均有毒。
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第2节 第 1 课时
氮的循环 氮气及
自然界中氮的循环 氮的氧化物
基础梳理
一、自然界中氮的循环 1．氮的存在形态 氮是地球上含量丰富的一种元素， 以单质 的形式存 在于大气中，以化合态 的形式存在于动植物体、土 壤和水体中。
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2．氮在自然界中的循环 (1) 在自然界中豆科植物根部的 根瘤菌 把空气中的 氮气转变为 硝酸盐 等含氮的化合物。在放电条件 下，空气中少量的 氮气 与 氧气 化合生成 NO，NO 和 O2 迅速生成 NO2 并随水进入土壤和水体。 (2)人们通过化学方法把空气中的氮气转化为氨气 ， 再根据需要进一步转化成各种含氮化合物 (如氮肥、 硝酸 )。
解析 所谓自然固氮就是通过闪电或一些微生物种群
( A )
将空气中的氮气通过生物化学过程转化为含氮的化合 物。
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2．在下列反应中，不属于氮的固定的是
( D )
A．豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为硝酸盐 B．下雷雨时空气中的氮气和氧气化合生成一氧化氮 C．工业合成氨 D．一氧化氮和氧气合成二氧化氮，进而被水吸收生 成硝酸
答案
C
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9．在 NO2 被水吸收的反应中，发生还原反应和发生氧 化反应的物质的质量比为 A．3∶1 B．1∶3 C．1∶2 ( C ) D．2∶1
解析
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10．将 12 毫升 NO2 和 O2 的混合气体通入足量的水中， 充分反应后，剩余 2 毫升气体(气体体积均在相同状 态下测定)。计算原混合气体中 NO2 和 O2 各有多少 毫升。
( A )
C．将空气中的 N2 转变成含氮化合物属于氮的固定
解析
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8.下列反应必须加入氧化剂且一次反应就能完成的是 （ （1）N2→NO2（2）NO2→NO（3）NO2→HNO3 （4）N2→NO（5）N2→NH3 A.（1） B.（2） （5） C.（4） D.（3） （4） ）
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解析 该题有两个要求：一是必须加入氧化剂，二是 一次反应就能完成；反应（1） 、 （3） 、 （4 ）从化合价 角度来看都升高，但反应（1 ）N2→NO 2 不能一次反应 就能完成；而反应（3）NO2→HNO3 虽然氮的化合价升 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（4）N2→NO 必须加入氧化剂 且一次反应就能完成。
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三、氮的氧化物 1．氮的氧化物 化合价 对应氧化物 2.NO 和 NO2 (1)物理性质 物质 性质 颜色 状态 气味 毒性 水溶性
＋1 N2O
＋2
＋3 N2O3
NO
＋4 NO2 N2O4
＋5 N2O5
NO 无色 气体 无味 有毒 难溶
NO2 红棕色 气体 刺激性气味 有毒 易溶
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(2)相互转化 ① NO ② NO2 (3)影响 ① NO：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。 ② NO2：能损坏多种织物和尼龙制品，对金属和非金属 材料有腐蚀作用。 NO2： 2NO＋O2===2NO2 。 NO： 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 。