.2.1氮的固定及氮的氧化物的性質(zhì)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.通過自然界中的氮循環(huán)，了解氮循環(huán)的基本過程。2.了解生物固氮和人工固氮形成，認(rèn)識氮氣在一定條件下能夠與氧氣、氫氣發(fā)生反應(yīng)。3.了解氮的氧化物的性質(zhì)，掌握氮的氧化物溶于水的計算。4.了解酸雨的形成與防治。認(rèn)識光化學(xué)煙霧的形成與危害?！緦W(xué)習(xí)重難點】重點：1.氮氣的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。2.氮的氧化物的性質(zhì)，氮的氧化物溶于水的計算。3.酸雨的形成與防治以及光化學(xué)煙霧的形成與危害。難點：1.氮氣的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。2.氮的氧化物的性質(zhì)，氮的氧化物溶于水的計算。【課前小測】1.下列變化需要加入氧化劑才能實現(xiàn)的是()A.S2－→HS－ B.Na2SO3→SO2C.SO2→S D.H2S→S2.如圖是實驗室制取SO2并驗證SO2某些性質(zhì)的裝置圖。若觀察到裝置④中有淡黃色沉淀生成，⑤中的溴水褪色，下列說法錯誤的是()A．①中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是SO＋2H＋=H2O＋SO2↑B．②中溶液變?yōu)榧t色C．③的品紅溶液褪色，證明SO2有漂白性D．④中SO2作還原劑【學(xué)習(xí)過程】一、氮氣1.存在及結(jié)構(gòu)：游離態(tài)：存在于大氣中，(質(zhì)量含量)；(體積含量)化合態(tài)：有機(jī)物和鹽位置：元素周期表的周期、第族。氮原子結(jié)構(gòu)：最外層有個電子，既不容易得3個電子，又不容易失去5個電子。因此氮原子一般通過對與其他原子相互結(jié)合構(gòu)成物質(zhì)。N2的結(jié)構(gòu)：電子式：2.N2的物理性質(zhì)3.N2的化學(xué)性質(zhì)氮分子內(nèi)兩個氮原子間以結(jié)合，斷開該化學(xué)鍵需要的能量，所以氮氣的化學(xué)性質(zhì)很，通常情況下與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但在一定條件下氮氣也可以和一些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。寫出氮氣和下列物質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式。4.氮的固定(1)含義：將大氣中的氮轉(zhuǎn)化為的過程。(2)分類A.自然固氮：B.人工固氮：5.用途：1)原料氣：合成氨、制硝酸。2)保護(hù)氣：用于焊接、燈具中、保存食品。3)液氮可用作制冷劑，可用于醫(yī)學(xué)、科學(xué)等領(lǐng)域。二、氮的氧化物1.存在及價態(tài)：氮有多種價態(tài)的氧化物，氮元素從＋1～＋5價都有對應(yīng)的氧化物，如N2O、、N2O3、NO2(或)、N2O5，其中屬于酸性氧化物的是N2O3、。2.一氧化氮(NO)物理性質(zhì)：一種不溶于水的氣體，密度比空氣略大，是大氣的污染物之一，極易被氧化化學(xué)性質(zhì)：2NO+O2==2NO2注意：不能用排空氣法收集NO①密度與空氣相差不大②與空氣中的O2發(fā)生反應(yīng)3.二氧化氮(NO2)物理性質(zhì)：紅棕色、有刺激性氣味的有毒氣體，密度比空氣大，易液化，易溶于水并與水反應(yīng)?；瘜W(xué)性質(zhì)：3NO2+H2O==2HNO3+NO2NO2+2NaOH==NaNO3+NaNO2+H2ONO2+NO+2NaOH==2NaNO2+H2O4.有關(guān)NO、NO2、O2三種氣體的組合類型及溶于水后的計算1)NO2和NO混合氣體與水反應(yīng)反應(yīng)：3NO2+H2O==2HNO3+NO此時剩余氣體為NO2)NO2和O2混合氣體溶于水3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO+O2=2NO2總反應(yīng)式4NO2+O2+2H2O=4HNO3V(NO2)∶V(O2)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(＝4∶1恰好完全吸收,<4∶1剩余氣體為O2,>4∶1剩余氣體為NO))3)NO和O2混合氣體溶于水2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO總反應(yīng)式：4NO+3O2+2H2O=4HNO3V(NO)∶V(O2)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(＝4∶3恰好完全吸收,<4∶3剩余氣體為O2,>4∶3剩余氣體為NO))【歸納總結(jié)】(1)原理無論是單一氣體(NO2)，還是NO、NO2、O2中的兩者或三者的混合氣體，反應(yīng)的實質(zhì)是3NO2+H2O====2HNO3+NO，2NO+O2====2NO2，故若有氣體剩余只能是NO或O2，不能是NO2。(2)NO2與O2的混合氣體溶于水(3)NO與O2的混合氣體溶于水酸雨與防治1.SO2與NO2的主要來源(1)SO2：主要來源于的燃燒和某些含硫的金屬礦物冶煉。(2)NO2：主要來自于。2.酸雨(1)概念：的降雨。(2)成因：主要是大氣中的溶于水形成的。(3)類型：①硫酸型：SO2→H2SO3→H2SO4SO2＋H2O?H2SO3，2H2SO3＋O2===2H2SO4②硝酸型：NO2→HNO33NO2＋H2O===2HNO3＋NO3危害(1)直接損傷農(nóng)作物，破壞森林和草原，使土壤、湖泊酸化。(2)加速建筑物、橋梁、工業(yè)設(shè)備、運(yùn)輸工具和電纜的腐蝕。4防治措施(1)調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，發(fā)展清潔能源。(2)研究煤的脫硫技術(shù)，改進(jìn)燃燒技術(shù)，減少SO2和氮的氧化物的排放。(3)加強(qiáng)工廠廢氣的回收處理。(4)改進(jìn)汽車尾氣處理技術(shù)，控制汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)。5.光化學(xué)煙霧概念：含有氮氧化物和碳?xì)浠衔锏鹊谝淮挝廴疚锏拇髿?，在陽光作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生二次污染物，這種一次污染物和二次污染物的混合物所形成的煙霧污染現(xiàn)象。特征：淡藍(lán)色煙霧，具有強(qiáng)氧化性。危害：加速建筑材料的老化，刺激人的眼睛，傷害植物的葉子，是大氣能見度降低。【當(dāng)堂檢測】1.下列關(guān)于氮氣的說法中錯誤的是()A.通常情況下N2性質(zhì)很穩(wěn)定，所以N2可以在電焊時作保護(hù)氣B.該反應(yīng)是汽車尾氣造成污染的主要因素之一C.N2在空氣中所占質(zhì)量比約為D.在反應(yīng)中，N2做氧化劑2.下列關(guān)于NO和NO2的敘述正確的是()A.NO是一種紅棕色氣體B.常溫常壓下，NO不能與空氣中的氧氣直接化合C.含等質(zhì)量的氧元素的NO和CO的物質(zhì)的量相等D.NO2可用排水法收集3.下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化必須加入氧化劑且通過一步反應(yīng)就能完成的是()①N2→NO2②NO2→NO③NO2→HNO3④N2→NO①B.② C.④ D.③4.NO2溶于水時，與水反應(yīng)，該反應(yīng)的氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是()A.2∶1B.1∶2 C.3∶1 D.1∶35.如圖所示，室溫下向盛有3.0mLNO的試管中緩緩?fù)ㄈ?.5mLO2(所有氣體體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定)。請回答下列問題：(1)寫出觀察到的現(xiàn)象：①；

②；

③。

(2)最終試管中剩余的氣體是，體積為。

參考答案【課前小測】1.D2.D【學(xué)習(xí)過程】一、氮氣1.75%；78%；第二；ⅤA；5；共用電子對；兩個氮原子間以共價三鍵(N≡N)結(jié)合，3.共價三鍵(N≡N)；較多；穩(wěn)定；很難；N2＋3Mgeq\o(=,\s\up7(點燃))Mg3N2N2＋3H22NH3；N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放電或高溫))2NO4.自然固氮：高能固氮(雷雨天氣下氮氣轉(zhuǎn)化為一氧化氮)、生物固氮(豆科植物根瘤菌固氮)人工固氮：合成氨、