高中化学 第3章 自然界中的元素 第2节 第1课时 自然界中氮的循环、氮气、氮的氧化物学案 鲁科版必修1-鲁科版高中必修1化学学案VIP免费

自然界中氮的循环、氮气、氮的氧化物[核心素养发展目标]1.知道自然界中氮循环的基本过程，认识氮循环过程中的重要物质。2.熟知一氧化氮和二氧化氮的性质，了解自然界中形成硝酸的过程。一、自然界中氮的循环、氮气1.自然界中氮的循环(1)氮的存在形态氮元素(2)氮在自然界中的循环①自然循环②人类活动的影响氮气―――→NH3―→氮肥、硝酸等含氮化合物。燃烧产生的氮氧化物通过大气进入陆地和海洋，参与氮的循环。2.氮气(1)物理性质颜色状态密度气味水中的溶解性无色气态比空气小无难溶于水(2)化学性质①写出下列反应的化学方程式：②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。在可逆反应的化学方程式中用“”代替“===”。(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分类氮的固定(1)对氮气性质的理解①通常情况下氮气的化学性质很不活泼，很难和其他物质发生化学反应。②氮元素有多种变价，N2中氮元素为0价，处于中间价态，故N2既有氧化性，又有还原性。N2与O2反应表现还原性，N2与H2、Mg等活泼金属反应表现氧化性。N2与Mg反应：N2＋3Mg=====Mg3N2。(2)可逆反应的理解①相同条件下正、逆反应同时进行。②可逆反应体系中，与化学反应有关的各种物质共存。例1下列关于N2性质的叙述中错误的是()A.任何物质在氮气中都不能燃烧B.氮气既具有氧化性，又具有还原性C.将空气中的氮气转变成含氮化合物属于氮的固定D.氮气与氧气在一定条件下反应生成一氧化氮答案A解析活泼金属钠、镁、铝可以在N2中燃烧。思维启迪氮气与氧气在放电条件下不能生成二氧化氮，氮气与金属、氢气反应时表现氧化性，氮气与氧气反应时表现还原性。例2下列反应起到了固氮作用的是()A.工业上N2与H2在一定条件下合成NH3B.NO与O2反应生成NO2C.NH3被O2氧化成NO和H2OD.由NH3制备化肥NH4HCO3答案A解析由定义知，氮的固定是将空气中游离态的氮转化成含氮化合物。易错警示化合态的氮转化为化合态的氮不是氮的固定。二、一氧化氮和二氧化氮1.氮的氧化物的种类化合价＋1＋2＋3＋4＋5对应氧化物N2ONON2O3NO2、N2O4N2O52.NO和NO2的性质比较物质NONO2色、态、毒性无色、无味、有毒气体红棕色、有刺激性气味、有毒气体水溶性不溶于水易溶于水与氧气反应2NO＋O2===2NO2(还原性)不反应与水反应不反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO(自身氧化还原)相互转化2NO＋O2===2NO2，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO3.NO2性质实验探究实验装置图实验步骤现象反应方程式(1)将盛有NO2的试管倒置在水中①水进入试管，液面逐渐上升；②红棕色气体逐渐变为无色；③试管内液面上升至试管容积的处3NO2＋H2O===2HNO3＋NO(2)向试管中通入少量O2①无色气体变为红棕色后又变为无色；②试管内液面上升2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO(3)持续通入少量O2，直至试管内充满水①无色气体变为红棕色；②液面逐渐上升，气体体积逐渐缩小，最终试管内充满液体合并反应后为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3(1)水吸收NO2制硝酸的原理：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO,2NO＋O2===2NO2,4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。(2)氮的氧化物(NO、NO2)与O2、H2O反应的有关计算a.有关化学方程式3NO2＋H2O===2HNO3＋NO①4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3②4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3③2NO＋O2===2NO2④b.不同情况及剩余气体的体积气体反应剩余气体剩余气体的量NO2①NOV(NO2)NO2＋NO①NOV(NO)原＋V(NO2)NO2＋O2＝4∶1②无0＜4∶1②O2V(O2)原－V(NO2)＞4∶1①②NO[V(NO2)－4V(O2)]NO＋O2＝4∶3③无0＞4∶3③NOV(NO)原－V(O2)＜4∶3③O2V(O2)原－V(NO)例3下列关于NO和NO2的说法中正确的是()A.NO2是红棕色气体，易溶于水，属于酸性氧化物B.NO2可由N2和O2直接化合得到C.NO和NO2均既可以用排空气法收集又可以用排水法收集D.NO和NO2在一定条件下可以相互转化答案D解析A项，NO2不是酸性氧化物；B项，在高温或放电条件下，N2和O2直接化合生成NO；C项，NO易与空气中的氧气反应生成NO2，只能用排水法收集，NO2能与水反应，只能用排空气法收集；D项，NO和氧气反应生成NO2，NO2与水反应生成HNO3和NO。例4将装有50mLNO2、NO混合气体的量筒倒立于水槽中，反应后气体体积缩小为30mL，则原混合气体中NO2和...