第1課時氮氣與氮的固定一氧化氮和二氧化氮核心微網絡NH?

N?

NOMg?N?

氮的固定

NO?素養(yǎng)新目標1.學會并理解氮氣的性質及氮的固定與循環(huán)的意義。2.學會氮的氧化物的性質及對應實驗。3.

理解應用氮的氧化物的簡單計算。學

業(yè)

基

礎[預習新知]一

、氮氣和氮的固定1.

自然界中氮的循環(huán)(1)自然界：①豆科植物根部的

根瘤菌，把氮氣轉變?yōu)?/p>

硝酸鹽

等含氮的化

合

物

。②在放電

條件下，空氣中N?

與氧氣化合為氮的氧化物，并隨

降雨進入水體和土壤中。③微生物分解動植物中的蛋白質生成小分子的含氮化合物，回到

水體和土壤中。(2)人類活動：①將空氣中N?

合成

氨_,再進一步轉化為其他含氮化合物，

進入水體和土壤中。②_

化石燃料燃燒、森林和農作物的枝葉燃燒

_所產生的氮

氧化物通過大氣進入陸地和海洋。顏色密度氣味溶解性無比空氣小無難溶于水3.氮氣的化學性質點燃放電或高溫二二二二二

2NON?+3H?

催化劑2.氮氣的物理性質(2)N?

與O?反

應

：N?+O?(3)N?與H?

的反應：N?+3Mg=====Mg?N?(1)N?

與Mg

反應：高溫、高壓2NH?4.

氮的固定(1)概念：使空氣中13

游離

_態(tài)的氮轉化為含氮化合物。(2)分類：固氮

→

占10%固氮

→

占90%合成氨仿生

固

氮高能自然固氮

15

生物1

6

人

工

固氮氮的固定1718-狀元隨筆

空氣的組成與氮循環(huán)空氣是一種混合物，大概的組成情況(體積分數(shù))如下：氮氣：78%;氧氣：21%;稀有氣體：0.94%;二氧化碳：0.03%;

其他：0.03%。空氣是自然界中最大的氮元素容器，是氮循環(huán)的最大源泉。NONO?色、態(tài)無

色氣體紅棕

色氣體氣味無味有刺激性氣味密度(與空

氣相比)略大大溶解性不_溶于水與水反應毒性有

毒有

毒二、一氧化氮和二氧化氮1.物理性質2.化學性質N?aOnOHoNO?有關反應的化學方程式為：放電或高溫a.27

N?+O?

=

=

=

二

2

NQb.28

2NO+O?===2NO?

;c.29

3NO?+H?O===2HNO?+NO(1)空氣中N?的體積分數(shù)約為78%。(

√

)(2)N?在高溫條件下與O?發(fā)生燃燒生成NO。(

×)(3)NO在空氣中易轉化為紅棕色NO?。(

√)(4)NO?與H?O

的反應，NO?只作氧化劑。(

×)(5)閃電時氮氣和氧氣化合，生成的氮的化合物被植物吸收的過程，屬于自然固氮。(

√

)[即學即練]1.判斷正誤，正確的打“

√”,錯誤的打“×”。2.下列變化過程屬于物理變化的是()A.活性炭使紅墨水褪色B.雷雨天氮氣與氧氣化合C.

二氧化氮溶于水

D.

酸雨侵蝕建筑物答案：A3.在

NO?與水的反應中，水的作用是(

)A.是還原劑B.既是氧化劑又是還原劑C.

是氧化劑

D.

既不是氧化劑又不是還原劑答案：D4.最新病毒學研究證實，

一氧化氮對SARS

病毒有直接的抑制作用。下列關于一氧化氮的敘述正確的是(A.

一氧化氮是一種紅棕色的氣體B.常溫常壓下，

一氧化氮不能與空氣中的氧氣直接化合C.

一氧化氮可由氮氣和氧氣在放電條件下直接化合得到D.

一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集解析：NO是無色氣體，不溶于水，在放電的條件下N?

與O?

化合生成NO。答案：C核

心

素

養(yǎng)目標一

氮的循環(huán)與固定[例1]

下列反應屬于氮的固定的是(

)①N?和H?在一定條件下合成NH?②NO?

和H?O反應生成HNO?和

NO

③Mg在N?中燃燒生成Mg?N?④NO

被空氣氧化為NO?A.①②

B.②③C.①③

D.①④解析：氮的固定是將游離態(tài)的氮轉化為化合態(tài)的氮。答案：C生物固氮：豆科植物的根瘤菌吸收N?

形成氮的化合物等氮的固定方法狀元隨筆[核心能力]氮氣和氮的固定示意圖→大氣中的N?另一些細菌尿素及動

植物遺體土壤中的微生物氮素化肥一

些

細

菌NO?NH?》[提升1]

關于氮氣的性質說法中，錯誤的是(

)A.

氮在自然界中既以游離態(tài)存在又以化合態(tài)存在B.

通常情況下，氮氣性質很不活潑C.

可在氧氣中燃燒生成一氧化氮D.

大氣、陸地和水體中的氮元素在不停地進行著氮的循環(huán)解析：通常情況下氮氣的性質很不活潑，在放電或高溫條件下，能跟氧氣反應。答案：CN?O俗稱笑氣，具有麻醉作用自然界中的氮循環(huán)涉及氮氣及氮的許多化合物，它們的物質類別和其中

氮元素的化合價分析如下：氧化物N?ONON?O?NO?N?O?N?O?對應氮的化合價+1+2+3+4+4+5狀元隨筆

不同價態(tài)的氮的氧化物N?根瘤菌硝酸鹽

①NH?,NO?③

3價+5價放電

NO+

2

價蛋白質—3價氨基酸-

3

價0價

+5價NH?

、NO?

、NH?+5-3②0價N?按圖進行實驗。試管中裝有12mL

NO,然后間歇而又緩慢地通入8mLO?,

下列是有關最終狀態(tài)的描述：①試管內氣體呈棕色②試管內氣體呈無色③試管內液面不變④試管內液面上升

⑤試管內氣體是O?⑥試管內氣體是NO其中正確的是(

)A.①③

B.②④⑤C.②④⑥

D.②③⑤目標二

氮的氧化物性質及有關計算[例2]解析：由反應4NO+30?+2H?O===4HNO?可得，剩余氣體應為NO,

體積為mL,試管內液面上升。答案：C[提升2]

在一定條件下，將m

體積NO

與

n

體積O?先后通入倒立在水中且盛滿水的容器中，充分反應后，容器內殘留

體積的氣體，

該氣體與空氣接觸后變?yōu)榧t棕色，則m與

n

的比值為(

)A.3:2

B.2:3C.8:3

D.3:8解析：由題意可知，容器內

體積的氣體為NO。解法I(化學方程式法):4NO十

30?+2

H?O===4HNO?4

3

n

,解得m:n=8:3。解法Ⅱ(得失電子守恒法):從整個反應過程看，

NO

與O?

混合后溶于水是氧化還原過程，故得失電子數(shù)相等，在該過程中，

No→HNO?,NO

失電子，8?

→

HNO?,O?得電子，則有

解得m:n=

8:3。解法Ⅲ(原子守恒法):由題意知反應后所得溶液為HNO?溶液，而總反

應式與N?O?+H?O===2HNO?等效，據(jù)此可知參加反應的NO和O?中，N與O原子數(shù)之比一定為2:5,即N(N):N(O)=2:5得=2:5,解得m:n=8:3,故本題答案為C。答案：C狀元隨筆

當

NO?或

NO

轉化為HNO?

時要失去電子，若上述兩種氣

體與0?

混合通入水中時，O?

得電子，且得失電子數(shù)必須相等，這是電

子守恒法解答此類題目的依據(jù)。[核心能力]氮氧化物的計算類型1.

相關反應原理：3NO?+H?O===2HNO?+NO①2NO+O?===2NO?②由方程式①×2+②得：4NO?+O?+2H?O===4HNO?③由方程式①×2+②×3得：4NO+30?+2H?O===4HNO?④2.

計算類型：①NO?

(或NO?與

NO

的混合氣體)氣體溶于水(反應①利用氣體體積差法②NO?

與

O?的混合氣體溶于水(反應③)。③NO

與

O?的混合氣體溶于水(反應④)進行計算。狀元隨筆

NO、NO?性質應用：1.NO

的收集方法：排水法2.NO?向

NO

的轉化：通入水中3.NO

的檢驗：通入O?變紅棕色或無色氣體遇空氣變紅棕色4.NO?

檢驗：通入H?O

中變?yōu)闊o色氣體小練.素養(yǎng)達成1.

下列關于氮氣的說法錯誤的是(

)A.

通常情況下N?性質很穩(wěn)定，所以N?可以在電焊時作保護氣B.該反應是汽車尾氣造成污染的主要因素之一

C.N?

在空氣中約占的質量比為

D.

在

中，N?作氧化劑

【答案】C【解析】N?

在空氣中的體積含量約為

C錯誤。●

2

.

下列關于NO和NO?

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.

含等質量氧元素的NO和CO的物質的量相等●D.NO?

可用排水法收集●

【答案】C·【解

析】解答本題要抓住NO易被氧化、NO?易與水反應的特點。

NO是

無色的錯

常

溫

常

壓

下

，NO

易與空氣中的氧氣直接化合生成NO?

,●

3.在NO?

被水吸收的反應中，發(fā)生還原反應的物質和發(fā)生氧化反應的物質的物質的量之比為()●

A.3:1

B.1:3●

C.1:2

D.2:1●

【答案】C●

【解析】3NO?+H?O===2HNO?+NO,3

mol

NO?中，有2mol

氮原子

的

價

態(tài)

升

高

1

mol

氮原子的價態(tài)降低，所以發(fā)生還原反應的NO?與發(fā)生氧

化

反

應

的

物髓的量之比為1:2?！?/p>

4.下列物質的轉化必須加入氧化劑且通過一步反應就能完成

的是(

)●①N?

→NO?②NO?

→NO

③NO?

→HNO?④N?→

NO●

A.①

B.②●

C.④

D.③·【解析】該題有兩個要求：(1)必須加入氧化劑；(2)通過一步反應就能

完成。反應①、③、④從化合價角度來看都是升高，但反應①N?

→NO?不能

通過一步反應完成；而反應③NO?→HNO?

雖然氮的化合價升高，但不加氧化劑也能完成，如3

NO?

+H?O===2HN化劑又是還原劑；只有反應④N?

→NO完

成

。O?+NO,

在該反應中，

NO?既是氧必須加入氧化劑且通過一步反應就能●

5

.

將盛有N?和NO?

混合氣體的試管倒立于水中，經過足夠長的時間后，試管內氣體的體積縮小為原來的一半，則原混合氣體中N?

和NO?

的體積比是

(

)●

A.1:1

B.1:2●C.1:3