24秋-25春人教版化学必修第二册 03 第五章 第二节 第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮.docx
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第二节氮及其化合物
第1课时氮气与氮的固定一氧化氮和二氧化氮
学习任务目标
1．通过分析氮的原子结构，推断含氮物质可能的化学特性，理解结构与性质的关系。
2．通过实验探究，理解一氧化氮与氧气反应、二氧化氮与水反应等性质，感受化学变化的奇妙。
一、氮气与氮的固定
1．氮元素的存在与氮的固定
2．氮气的性质
(1)物理性质
无色、无臭气体，密度比空气略小，难溶于水。
(2)化学性质
①与氧气反应：N2＋O2eq\o(===========,\s\up7(放电或高温))2NO。
②与氢气反应：N2＋3H2eq\o(,\s\up7(高温、高压),\s\do7(催化剂))2NH3。
③与镁反应：3Mg＋N2eq\o(=====,\s\up7(点燃))Mg3N2。
二、氮的氧化物
1．氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。
2．NO和NO2性质的比较
物质
NO
NO2
物理
性质
颜色
无色
红棕色
毒性
有毒
有毒
溶解性
不溶于水
易溶于水
化学
性质
与O2反应
2NO＋O2===2NO2
不反应
与H2O反应
不反应
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
氮的固定及氮的氧化物
[探究活动]
氮气是一种无色无味的气体，是空气的主要成分之一。下图表示的是氮气的部分用途。
活动1氮元素是活泼的非金属元素，为什么氮气的化学性质却很稳定？
提示：氮气分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合，断开该化学键需要较多的能量，因此氮气的化学性质很稳定。
活动2利用氮气作灯泡填充气和粮食瓜果的保护气的理论依据是什么？
提示：氮气的化学性质稳定，不易发生反应，利用氮气作灯泡填充气和粮食瓜果的保护气，可起到隔绝空气、防止氧化的作用。
活动3什么是氮的固定？氮的固定过程中氮元素一定被氧化吗？举例说明。
提示：氮的固定是指将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。氮的固定过程中氮元素不一定被氧化，如合成氨反应中氮气被还原。
[评价活动]
1．下列不属于氮的固定的是()
A．雷电作用下N2转化为NO
B．将汽车尾气中的CO和NO催化处理为N2和CO2
C．工业合成NH3
D．豆科植物的根瘤菌将N2转化为含氮化合物
B解析：雷电作用下N2转化为NO是将氮的单质转化为氮的化合物，属于氮的固定，故A正确；将汽车尾气中的CO和NO催化处理为N2和CO2，是将氮的化合物转化为氮的单质，不属于氮的固定，故B错误；工业合成NH3是将氮的单质转化为氮的化合物，属于氮的固定，故C正确；豆科植物的根瘤菌将氮气转化为含氮的化合物，属于氮的固定，故D正确。
2．(双选)最新的病毒学研究证实，一氧化氮对SARS病毒有直接抑制作用。下列关于一氧化氮的叙述正确的是()
A．一氧化氮是一种红棕色气体
B．常温常压下，一氧化氮能与空气中的氧气直接化合
C．一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到
D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集
BC解析：NO是一种无色、难溶于水的气体，可以用排水法收集。常温常压下，NO容易与氧气直接化合生成NO2。
3．下列关于N2的说法错误的是()
A．通常情况下N2的性质很稳定，所以N2可在电焊时作保护气
B．反应N2＋O2eq\o(=====,\s\up7(高温))2NO是汽车尾气造成污染的主要原因之一
C．N2的质量约占空气总质量的eq\f(4,5)
D．在反应3Mg＋N2eq\o(=====,\s\up7(点燃))Mg3N2中，N2作氧化剂
C解析：N2可在电焊时作保护气，是利用了N2的稳定性，A正确；汽车尾气造成污染的主要原因之一是N2＋O2eq\o(=====,\s\up7(高温))2NO，B正确；N2的体积约占空气总体积的eq\f(4,5)，C错误；在反应3Mg＋N2eq\o(=====,\s\up7(点燃))Mg3N2中，N的化合价降低，得电子发生还原反应，则N2作氧化剂，D正确。
4．自然界中的氮循环如下图所示。下列说法不正确的是()
A．工业合成氨属于人工固氮
B．雷电作用下N2与O2发生化学反应
C．在氮循环过程中不涉及氧化还原反应
D．含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化
C解析：工业合成氨是将N2与H2在一定条件下反应生成NH3，属于人工固氮，A正确；雷电作用下N2与O2发生化学反应生成NO，B正确；N2与O2发生的反应属于氧化还原反应，所以在氮循环过程中涉及氧化还原反应，C错误；由氮循环的示意图可知，铵盐与蛋白质可以相互转化，即含氮无机物与含氮有机化合物可以相互转化，D正确。
5．硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日