高中化学 第五章2.1 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮课件 新人教版必修2

答案:(1)①通入O2后试管内气体变为红棕色 ②试管 内液面升高 ③最后试管内剩余一种无色气体 (2)NO 1.0 mL
【补偿训练】
将盛有N2和NO2混合气体的试管倒立于水中,经过 足够长的时间后,试管内气体的体积缩小为原来的一半
,则原混合气体中N2和NO2的体积比是
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
A.1∶1
B.1∶2
()
C.1∶3
_无__色__气__体__变__红__棕__色__, 振荡后_红__棕__色__变__为__ _无__色__
(2)结论:在一定条件下,NO与NO2可以相互转化,反应的 化学方程式为 ①NO→NO2: ______________; ②NO2→NO: _2_N_O_+_O_2_=_=_=_=_2_N_O_2 ______(工业制取硝酸)。
(1)写出观察到的现象: ①__________________________; ②__________________________; ③__________________________。 (2)最终试管中剩余的气体是________,体积为 ________。
【解析】通入的O2与NO发生反应生成NO2:2NO+O2==== 2NO2,所以看到有红棕色气体生成;生成的NO2溶于水 :3NO2+H2O====2HNO3+NO。两个反应的总方程式为 4NO+3O2+2H2O====4HNO3。气体被消耗,所以看到试管内 液面上升;根据总反应方程式可以计算出,氧气全部反 应,剩余NO的体积是1.0 mL,NO为无色气体,这是可观察 到的第三个现象。
水溶性 _不__溶于水 _易__溶于水
2.化学性质 (1)实验探究:
实验 装置
实验 操作
在一支50 mL的注射 器里充入20 mL NO, 然后吸入5 mL水,用 乳胶管和弹簧夹封住 管口,振荡注射器
现象 _无__明__显__现__象__
打开弹簧夹,快速吸 入10 mL空气后夹上 弹簧夹,观察现象,然 后再振荡注射器
色、态、 味、毒性
NO
NO2
无色、无味 红棕色、刺激性气味
有毒气体
水溶性 与O2 反应 与H2O 反应
NO 不溶 2NO+O2 ====2NO2
NO2 易溶且与水反应
3NO2+H2O====2HNO3+NO
与O2、 H2O
共同反应
NO 4NO+3O2+2H2O ====4HNO3
氧化性
6N催O化+剂4NH3 ===== 5N2+
(2)将10 mL充满NO2和O2的混合气体的试管,倒置在水 槽中,反应停止后试管内剩余2 mL的无色气体,则原混 合气体中O2为多少毫升?
提示:①若剩余的是NO,由反应3NO2+H2O====2HNO3+NO,
得NO2体积为2 mL×3=6 mL。则原有O2体积为(10 mL-
6 mL)×
=0.8 mL。 ②若剩余的是O2,则有10 mL
为什么氮气可以作为保护气?
提示:氮气性质稳定,常温下不与物质发生反应,故可作 保护气。
2. 氮的固定
(1)含义:将大气中_______的氮转化为___________的
过程叫做氮的固定。游离态
含氮化合物
(2)分类:
【巧判断】 (1)氮的固定中氮元素一定被氧化。 ( ) 提示:×。人工固氮合成氨反应中氮元素被还原。
【解析】选C。设1 mol NO和NO2的混合气体中有a mol NO和(1-a) mol NO2,根据4NO+3O2+2H2O====4HNO3和
4NO2+O2+2H2O====4HNO3可得:
V(NO)∶V(NO2)=3∶7。
3a 1a 44
所以a=0.3,
0.4，
【母题追问】(1)1 mol NO和NO2混合气体的试管倒 立于盛满水的水槽中剩余气体0.4 mol,则NO与NO2体积 比为多少?
(2)雷雨天含氮物质发生的反应都属于氮的固定。
()
提示:×。雷雨天只有反应N2+O2
2NO属于氮的固
定。
=放=电==
3.自然界中氮的循环
二、NO和NO2 1. 物理性质
物质 NO NO2
颜色 _无__色__ _红__棕__色__
状态 气体 气体
气味 _无__味__ _刺__激__性__
毒性 有毒 有毒
颜色 _无__色__
状态 气体
气味
密度
_无__味__
密度与空气接 近
溶解性
_难__溶于 水
(3)氮气的化学性质
氮气的化学性质_____,通常很难与其他物质发生化学
反应。
稳定
①还原性
_________________
放电或高温
N2+O2 ========= 2NO
②氧化性 a.N2与H2反应生成NH3,反应的化学方程式为
6H2O
NO2
4NO2+O2+2H2O ====4HNO3
6NO2+8NH3
催化剂
=====
7N2+12H2O,NO2+SO 2
====SO 3+NO,NO2能
使湿润的淀粉KI试
纸变蓝
2.氮的氧化物溶于水的计算 (1)原理 解答氮的氧化物溶于水的计算问题首先明确原理,无论 是单一气体(NO2),还是NO、NO2、O2中的两者或三者的 混合气体,反应的实质是3NO2+H2O====2HNO3+NO,2NO+O2 ====2NO2,故若有气体剩余只能是NO或O2,不能是NO2。
D.3∶1
【解析】选C。将试管倒立于水中,只有NO2和H2O反应,
【知识拓展】氮的氧化物溶于水的计算的其他方法 (1)原子守恒法 4NO2+O2和4NO+3O2从组成上均相当于2N2O5的组成,都与 N2O5+H2O====2HNO3等效。当NO、NO2、O2的混合气体溶 于水时利用混合气体中N、O原子个数比进行分析判断 。
(2)电子守恒法 NO与O2的混合气体通入水中发生反应:2NO+O2====2NO2 、3NO2+H2O====2HNO3+NO,在这当中,存在着NO向NO2转 化、NO2向HNO3转化的同时又生成NO的循环反应。但总 体来讲,NO→HNO3,N的化合价升高是由于被O2氧化,因 此可写出
-2 mL=8 m1L NO2和O2的混合气体按反应4NO2+O2+2H2O
====4HNO43进1行。所以NO2的体积为8 mL× =6.4 mL,
O2体积为10 mL-6.4 mL=3.6 mL。
4
4 1
【案例示范】
【典例1】下列对NO、NO2的描述,不正确的是 ( ) A.NO2是红棕色气体,易溶于水,不是酸性氧化物 B.NO可以用排水法收集,但不能由N2和O2直接化合而得 到
【解析】选C。A项,NO是无色气体,NO2是红棕色气体;B 项,NO与O2能直接发生化合反应2NO+O2====2NO2;C项, N2+O2 =放=电== 2NO;D项,NO不溶于水,可用排水法收集。
2.如图所示,室温下向盛有3.0 mL NO的试管中缓缓通 入1.5 mL O2(所有气体体积均在标准状况下测定)。试 回答下列问题: 世纪金榜导学号
硝酸和NO,因此二者在一定条件下可相互转化,且二者 都是引起光化学烟雾的大气污染物,C正确;NO、NO2都 有毒,且在汽车发动时,在电火花作用下N2和O2化合产生 NO,NO是汽车尾气的有害成分之一,D正确。
【易错提醒】(1)NO不能和碱反应,是不成盐化合物 ;NO2和碱反应化合价发生了变化,所以二者均不是酸性 氧化物。 (2)N2和O2反应,不管量和条件如何变化,均只能生成NO 。
提示:0.5。通入的氧气的物质的量为 3 ×0.5 mol+
mol=0.5 mol。
4
0.5
4
【迁移·应用】 1.科学家研究发现SARS病毒的全部基因组组分都可以 在蝙蝠的粪便里找到,且SARS样冠状病毒基因内部多个 位点频繁重组。
病毒学研究证实,一氧化氮对SARS病毒有直接抑制作用 。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的气体 B.常温常压下,一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合 C.一氧化氮可以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
【情境·思考】 某山谷经常电闪雷鸣、雷雨交加,但树木、灌木、草等 植被非常茂密,但很少有人敢进入这个山谷。你能解释 该山谷植被茂密的原因吗?
提示:雷雨天时在闪电的作用下,空气中氮气与氧气反 应生成NO,然后发生NO→NO2→HNO3,HNO3随雨水进入土 壤,为植被提供了丰富的氮肥。
知识点 氮的氧化物的性质及有关计算 【重点释疑】 1.NO和NO2性质的对比
提示:1∶9。设n(NO2)=a mol
3NO2+H2O====2HNO3+NO
3 mol
1 mol
a mol
a=0.9
故NO与NO2体积比为1∶9。
气体减少 2 mol
(1-0.4)mol
(2)1 mol NO和NO2混合气体中两者体积之比为1∶1,试 管倒立于盛满水的水槽中,为使整个试管充满水,需通 入多少 O2?
3NO2+H2O====2HNO3+NO
【微思考】 (1)NO和NO2分别采用什么方法收集?说明原因。 提示:常温下NO能与O2反应,只能用排水法收集;NO2能与 水反应生成NO,故只能用排空气法收集。
(2)NO2转化为NO的变化中,NO2只能作氧化剂吗? 提示:NO2与水反应转化为NO的同时生成HNO3,NO2既作氧 化剂又作还原剂。