1、-1-第1课时自然界中的氮循环氮气和氮的氧化物第第3 3节节 氮的循环氮的循环课前篇自主预习知识铺垫新知预习自主测试1.空气的组成及其体积分数:N2占78%,O2占21%,稀有气体占0.94%,CO2占0.03%,其他占0.03%。2.举例说明氮气的一种用途:化学性质稳定作粮食保存、焊接金属的保护气。课前篇自主预习知识铺垫新知预习自主测试一、自然界中氮的循环1.自然循环2.人类活动的影响(1)通过化学方法把空气中的氮气转化成氨,再转化成其他含氮化合物(如铵盐、硝酸等)。(2)燃烧反应产生的氮氧化物参与氮的循环。课前篇自主预习知识铺垫新知预习自主测试二、氮气的性质和氮的固定1.氮气的物理性质2.
2、氮气的化学性质N2化学性质稳定,通常很难与其他物质发生反应,在一定条件下能与O2或H2等物质反应。课前篇自主预习知识铺垫新知预习自主测试3.氮的固定(1)定义:游离态的氮转化为含氮化合物的过程。(2)分类:氮的固定主要有自然固氮和人工固氮。【微思考1】将1 mol N2和3 mol H2充入密闭容器中,在一定条件下反应,能否得到2 mol NH3?原因是什么?提示:不能。因为合成氨的反应是可逆反应,不能完全进行到底。课前篇自主预习知识铺垫新知预习自主测试三、氮的氧化物1.氮的氧化物的种类课前篇自主预习知识铺垫新知预习自主测试2.NO和NO2(1)物理性质(2)相互转化课前篇自主预习知识铺垫新知
3、预习自主测试【微思考2】实验室如何收集NO和NO2?提示:由于NO能与空气中的氧气反应生成NO2,应用排水法收集NO。由于NO2能与水反应,不能用排水法收集NO2,可用向上排空气法收集NO2。课前篇自主预习知识铺垫新知预习自主测试1.判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。(1)化合态的氮元素只显一种价态。()(2)N2在通常状况下与O2反应生成NO2。()(3)合成氨反应属于自然固氮中的高能固氮。()答案:(1)(2)(3)(4)课前篇自主预习知识铺垫新知预习自主测试2.下列叙述中与氮的固定无关的是()A.工业合成氨B.工业上将氨转化成硝酸和其他氮的氧化物C.豆科植物的根瘤菌吸收空气中的氮气
4、使之转化成植物蛋白质D.电闪雷鸣的雨天,N2与O2会发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收答案:B解析:氮的固定过程是使游离态的氮转化为化合态的氮,B项,NH3转化为HNO3不符合要求。课前篇自主预习知识铺垫新知预习自主测试3.NO2与水反应的化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO,关于此反应的下列说法中正确的是()A.氮元素的化合价没有发生变化B.NO2只是氧化剂C.NO2只是还原剂D.NO2既是氧化剂,又是还原剂答案:D解析:NO2与H2O的反应中N的化合价既升高又降低,NO2既是氧化剂,又是还原剂。课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测氮气的性质、用途氮气的性质、用途问题探究问
5、题探究1.实验室可以通过向下排空气法收集氮气吗?提示:不能。由于氮气的密度与空气的接近,所以既不能用向上排空气法也不能用向下排空气法收集,应用排水法收集。2.在化学反应中氮气只做氧化剂吗?提示:不是。氮气是非金属单质,在化学反应中既可以做氧化剂也可以做还原剂,如与H2、Mg反应时N2做氧化剂,与O2反应时N2做还原剂。课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测知识归纳知识归纳氮气的性质及工业制法(1)氮气的密度与空气的接近,只能用排水法收集。(2)在高温、高压、放电等条件下,N2能与H2、O2、Mg等发生化学反应。课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测(3)工业制法:空气中含有大量的氮气,
6、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。方法规律方法规律氮元素的存在与氮的固定课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测典例剖析典例剖析例例1下列有关氮气的说法正确的是()A.氮气是由氮原子构成的双原子分子,所以化学性质不活泼B.医学上常用液氮做冷冻剂,在冷冻麻醉条件下做手术,是利用氮气化学性质的不活泼性C.H2与N2在一定条件下反应生成NH3,反应中N2体现氧化性D.电闪雷鸣的雨天,雨水中会含有一定量的硝酸,其中可能发生的反应有N2+2O2 2NO2答案:C课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测解析:A项,氮气性质稳定的原因是两个氮原子之间的作用力比较强,破
7、坏这种作用力时需要很高的能量;B项,液氮汽化时需要吸收大量的能量,使周围环境温度降低,与其化学性质的不活泼无关;C项,反应的化学方程式为N2+3H2 2NH3,反应中氮元素化合价降低,氮气做氧化剂;D项,N2和O2在放电条件下生成NO,不能直接生成NO2。课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测对点训练对点训练1下列关于氮气性质的说法中,错误的是()A.通常情况下,氮气性质很不活泼B.可在氧气中燃烧,生成一氧化氮C.通常情况下,氮气在水中的溶解度很小D.跟氢气在一定条件下发生反应时,氮气是氧化剂答案:B解析:N2不能在O2中燃烧,与O2在放电条件下反应生成NO,B错;氮气与氢气反应时,氮元素
8、的化合价降低,氮气做氧化剂,D对。课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测氮的氧化物溶于水的计算氮的氧化物溶于水的计算问题探究问题探究1.把一支充满NO2气体的试管倒置在水槽中充分反应后,水能否充满试管?提示:不能。NO2与水反应的化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO,由此可知最后水只能充满整个试管的 。2.向一支充有10 mL NO的试管中通入多少O2才能使水充满整个试管?提示:已知2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+NO。由方程式3+2得:4NO+3O2+2H2O=4HNO3,即当NO和O2的体积比为4 3时水可以充满试管,需通入7.5 mL O2。课堂篇探究
9、学习探究1探究2素养脉络随堂检测知识归纳知识归纳氮的氧化物溶于水的计算(1)氮的氧化物溶于水的反应分析当体积比V(NO2)V(O2)课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测不同情况及剩余气体的体积:课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测误区警示因为水溶液中发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO,所以无论何种情况下水溶液中不会剩余NO2。课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测典例剖析典例剖析例例2在一定条件下,将6体积的NO2和一定体积的NO置于试管中,并将试管倒置于水中,当通入4.5体积的O2充分反应后,剩余1.5体积气体,则原NO体积可
10、能为()3体积4体积5体积5.5体积2体积A.B.C.或D.或答案:C解析:本题的关键在于理解剩余的1.5体积气体,可能是一氧化氮,也有可能是氧气。若是一氧化氮,则氧气全部反应,二氧化氮完全反应消耗1.5体积氧气,剩余3体积应该被一氧化氮消耗,所以一氧化氮体积为4体积+1.5体积=5.5体积;若剩余的为氧气,则反应过程中一氧化氮消耗的氧气为1.5体积,所以一氧化氮的体积是2体积。课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测对点训练对点训练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,求原混合气体中NO2和O2各多少毫升?课堂篇探究学习探究1探
11、究2素养脉络随堂检测课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测1.下列属于人工固氮的化学反应是()A.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:固氮的方式有自然固氮和人工固氮,工业合成氨为人工固氮,雷雨天气产生NO气体属于自然固氮。另外,豆科植物的根瘤菌能将空气中的氮气直接转化为植物体内的蛋白质,也属于自然固氮。课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测2.下列有关氮气的叙述中,错误的是()A.工业上,氮气常用作焊接金属的保护气B.在雷雨天,空气中的N2
12、和O2可反应生成NOC.氮气既可做氧化剂又可做还原剂D.向某容器中充入1 mol N2可与3 mol H2完全反应生成2 mol NH3答案:D解析:N2与H2的反应属于可逆反应,1 mol N2和3 mol H2不可能完全反应生成2 mol NH3,故D项错误;因氮气的化学性质很不活泼,常用作焊接金属的保护气;N2中的氮元素为0价,处于中间价态,故N2既可做氧化剂,又可做还原剂。课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测3.下列对氮的氧化物的叙述中,正确的是()A.氮的氧化物都是无色气体B.氮的氧化物都难溶于水C.氮的氧化物都是酸性氧化物D.氮的氧化物都是大气污染物答案:D解析:NO2是红棕
13、色,A不正确;NO2易溶于水,B不正确;NO不是酸性氧化物,C不正确;氮的氧化物均是大气污染物,D正确。课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测4.运载火箭的推进剂引燃后产生的气体主要是CO2、H2O、N2、NO,这些气体均为无色,但在卫星发射现场看到火箭喷出大量红色烟雾。产生红色烟雾的原因是()A.高温下N2遇空气生成NO2B.NO遇空气生成NO2C.CO2遇NO反应生成CO和NO2D.NO和H2O反应生成H2和NO2答案:B解析:根据火箭喷出的大量红色烟雾可推知其应是NO2,而高温下N2与O2不能生成NO2。课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测5.一定条件下,将等体积的NO和O2的
14、混合气体置于试管中,并将试管倒立于水槽中,充分反应后剩余气体的体积为原总体积的()答案:C解析:由于NO和O2等体积,故二者等物质的量,当二者溶于水时,发生反应4NO+3O2+2H2O=4HNO34 mol 3 mol设初始时NO和O2的物质的量均为4 mol,则4 mol NO反应掉3 mol O2,还剩余1 mol O2,则剩余O2为原气体的 。课堂篇探究学习探究1探究2素养脉络随堂检测6.目前,汽车尾气已成为许多大城市空气的主要污染源。汽车尾气中含有CO、NO等多种污染物。(1)汽车燃料中一般不含氮元素,尾气中所含的NO是如何产生的?说明原因并写出有关反应的化学方程式:。(2)治理汽车尾气中NO和CO的一种方法是:在汽车的排气管上装一个催化转化装置,使NO与CO反应生成CO2和N2。反应的化学方程式为。(3)下列措施中,能减少或控制汽车尾气污染有效且可行的是。制定严格的汽车尾气排放标准,并严格执行开发清洁能源汽车,如氢能汽车、太阳能汽车等市民出行戴防护面具市民大量移居城市郊区 课堂篇探究学习谢谢您的聆听与观看THANK YOU FOR YOUR GUIDANCE.感谢阅读！为了方便学习和使用，本文档的内容可以在下载后随意修改，调整和打印。欢迎下载！汇报人：XXX日期：20XX年XX月XX日
