高中化学第3章自然界中的元素第2节氮的循环第1课时自然界中氮的循环鲁科版必修

化学方程式
试管中的红棕色气体逐渐变成无色 3NO2
＋
气体，同时水进入试管，最后试管内 H2O===2HNO3
液面上升到整个试管容积的 2/3 处 ＋NO
2NO
＋
无色气体变成红棕色，水进入试管并 O2===2NO2
最终充满试管，然后液面下降，试管 3NO2
＋
中充满无色气体
H2O===2HNO3
＋NO
【答案】 D
2．下列关于 N2 性质的叙述中错误的是( ) 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 C．将空气中的 N2 转变成含氮化合物属于氮的固定 D．N2 的化学性质很不活泼的原因是两个氮原子之间共用三对电子，使每个 原子都达到稳定结构
【解析】 镁可以在 N2 中燃烧。 【答案】 A
(2)N2 与 H2 的反应 ①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为可逆反应，
可逆反②应合的成化氨学的方化程学式反用应方“程式”为代N替2＋“3=H=2=高”催温。化、剂高压2NH3。
3．氮的固定 (1)定义：使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。 (2)分类
氮的固定自人然工固固氮氮高生仿合物能生成固固固氨氮氮氮
1．实验室收集 N2 时，能否使用排空气法？说明理由。
【提示】 不能。N2 的密度和空气的密度相差不大，故不能用排空气法。
2．2H2＋O2=点==燃==2H2O 和 2H2O=通==电==2H2↑＋O2↑是可逆反应吗？说明理 由。
【提示】 不是。两个反应的条件不同。
[核心·突破] 1．氮气分子的结构 氮气分子是由氮原子构成的双原子分子。由于氮气分子中两个氮原子之间 共用三对电子，使每个原子都达到稳定结构，因此氮气分子的结构很稳定。 2．氮气的化学性质 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 在高温、高压、放电等条件下，N2 能与 H2、O2、Mg 等发生化学反应。
知 识 点 一
第 2 节 氮的循环
学 业
分
第 1 课时 自然界中氮的循环
层 测
评
知 识 点 二
1.了解氮及其氧化物的主要性质。重点 2.认识氮及其化合物在生产中的应用和对生态环境的影响。
氮气
[基础·初探] 1．物理性质
颜色 状态 气味 密度 水溶性 无色 气态 无味 ρN2＜ρ 空气 难溶 2.化学性质 (1)N2 与 O2 反应 打雷时或汽车引擎中发生的反应为 N2＋O2=放==电==2NO 。
3．氮的氧化物与 O2 混合溶于水计算的关系式 NO2 与水的反应为：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ① NO 与 O2 的反应为：2NO＋O2===2NO2 ② ①×2＋②可消去 NO，得 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 ③ ①×2＋②×3 可消去 NO2，得 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 ④ ③和④是有关氮的氧化物与 O2 混合溶于水计算的重要关系式。
(2)相互转化 ①NO→NO2： 2NO＋O2===2NO2 。
②NO2→NO： 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 。
实验室收集 NO 和 NO2 时，分别使用什么方法？ 【提示】 用排水法收集 NO，用向上排空气法收集 NO2。
1．NO2、NO 溶于水的实验 实验操作
[核心·突破] 实验现象
空气―降加―温压→液态空气升―温―分→离
[题组·冲关] 1．下列关于氮气的有关说法中，正确的是( ) A．氮气的化学性质很不活泼，不与任何物质发生反应 B．纯净的氮气是不溶于水的无色气体，无毒无味且比空气略重 C．一定条件下氮气与氢气发生化合反应生成氨，反应中 N2 表现还原性 D．氮气常用作焊接金属的保护气，是利用氮气化学性质的不活泼性
2.NO 和 NO2 均不属于酸性氧化物 酸性氧化物是能够与碱反应生成盐和水的氧化物，而且生成的盐是该氧化 物同价态的含氧酸所对应的盐。NO 不能与水或碱反应，NO2 与水、NaOH 溶液 的反应分别为： 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O 两个反应都是氧化还原反应。其中前一个反应不是化合反应，而且两个反 应中生成的酸和盐中，氮的化合价与 NO2 中氮的化合价并不相同，即 HNO3 和 HNO2 都不是 NO2 对应的同价态的酸。
【解析】 氮的固定是把 N2 变为氮的化合物的过程，故 D 不属于氮的固定。 A、B 均为自然固氮，只有 C 为人工固氮。
【答案】 C
4．实验室中可用 NH4Cl 溶液与 NaNO2 溶液混合加热制取 N2。 (1)试写出该反应的离子方程式___________________________________。 (2)实验开始后，应撤去酒精灯，反应可继续进行，如果继续加热易造成反 应混合液冲出，该反应为________(填“吸热”或“放热”反应)。 (3)实验室收集 N2，应用________法。
3．下列过程中属于人工固氮的途径有( ) A．豆科植物根部的根瘤菌，把氮气转变为硝酸盐等含氮化合物 B．在放电条件下，氮气与氧气化合生成氮的氧化物，并随降水进入土壤和 水体 C．工业上通过化学方法把空气中的氮气转化为氨，再进一步转化为其他含 氮化合物 D．化石燃料燃烧所产生的氮氧化物通过大气进入陆地和海洋
(1)氮气与氢气反应：N2＋3H2高温催、化高剂压2NH3，该反应是工业合成氨的原 理。
(2)氮气与氧气反应：N2＋O2=放==电==2NO。 (3)氮气与镁反应：3Mg＋N2=点==燃==Mg3N2。
3．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来源，生产方法主要是 分离液态空气，并制得液态氧。
【解析】 氮气是由两个氮原子通过共用三对电子形成的双原子分子，使 得氮分子很稳定，在通常情况下，氮气的化学性质很不活泼，但在一定条件下， 氮气能与氢气、氧气、镁等物质反应；纯净的氮气是不溶于水的无色无味无毒 气体，比空气略轻；一定条件下 N2 与 H2 化合生成 NH3 时，氮元素得到电子， 表现氧化性；因氮气的化学性质很不活泼，故常用作焊接金属的保护气。
【答案】 (1)NH＋4 ＋NO－2 ==△===N2↑＋2H2O (2)放热 (3)排水
氮的氧化物
[基础·初探]
1．氮的氧Biblioteka Baidu物
氮的化合价 ＋1 ＋2 ＋3
＋4
＋5
对应氧化物 N2O NO N2O3 NO2 、N2O4 N2O5
2.NO 和 NO2 (1)物理性质
物质 颜色 状态 气味 毒性 水溶性 NO 无色 气态 无味 有毒 难溶于水 NO2 红棕色 气态 刺激性 有毒 易溶于水