第1課時自然界中氮的循環(huán)、氮氣、氮的氧化物學(xué)習(xí)目標重點難點1.了解自然界中的氮循環(huán)；2掌握氮氣的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)；3掌握一氧化氮和二氧化氮的性質(zhì)1.認識氮循環(huán)過程中的重要物質(zhì)；2通過了解生物固氮和人工固氮的形式，認識N2、NO、NO2的性質(zhì)一、自然界中氮的循環(huán)1氮的存在形態(tài)（1）以_態(tài)的形式存在于大氣中。（2）以_態(tài)的形式存在于動植物體、土壤和水體中。2氮在自然界中的循環(huán)（1）自然循環(huán)：N2銨離子和硝酸鹽植物蛋白、動物蛋白氨氣（2）人類活動的影響：人們通過化學(xué)方法把空氣中的氮氣轉(zhuǎn)化為_，再根據(jù)需要進一步轉(zhuǎn)化成各種含氮化合物（如_、_）。二、氮氣1物理性質(zhì)顏色狀態(tài)氣味水中的溶解性2化學(xué)性質(zhì)3氮的固定（1）概念：使空氣中_的氮轉(zhuǎn)化為_的過程。（2）分類預(yù)習(xí)交流1什么是可逆反應(yīng)？2有人說，“氫氣和氧氣化合生成水，水可分解為氫氣和氧氣，所以反應(yīng)：2H2O2=2H2O為可逆反應(yīng)”。你認為這句話對嗎？三、氮的氧化物1氮的氧化物化合價12345對應(yīng)氧化物_、N2O42NO和NO2（1）物理性質(zhì) （2）相互轉(zhuǎn)化NONO2：_NO2NO：_（3）影響NO：是傳遞神經(jīng)信息的“信使分子”，但容易與血紅蛋白結(jié)合而使人體缺氧。NO2：能使多種織物退色，損壞多種織物和尼龍制品，對金屬和非金屬材料也有腐蝕作用。預(yù)習(xí)交流1俗語“雷雨發(fā)莊稼”的道理是什么？2實驗室如何收集NO、NO2？為什么？答案：一、1.（1）游離（2）化合2（2）氨氮肥硝酸二、1.無色氣體無味難溶于水2N2O22NON23H22NH33（1）游離態(tài)含氮化合物（2）高能生物合成氨仿生預(yù)習(xí)交流：1答案：在相同條件下能同時向正反兩個方向進行的反應(yīng)稱為可逆反應(yīng)。2答案：不對，因為這兩個反應(yīng)不是在相同條件下進行的，所以不是可逆反應(yīng)。三、1.N2ONON2O3NO2N2O52（1）無色紅棕色氣體氣體無味刺激性氣味有毒有毒難溶易溶（2）2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO預(yù)習(xí)交流：1答案：空氣中氮氣在高壓電作用下與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成NO，NO與氧氣反應(yīng)轉(zhuǎn)化成NO2，NO2與雨水反應(yīng)生成HNO3，生成的HNO3隨雨水進入土壤，同土壤中的礦物質(zhì)作用，形成被植物吸收的硝酸鹽類，使莊稼受益。2答案：收集NO用排水法，收集NO2用向上排空氣法；前者易與氧氣反應(yīng)，后者易與水反應(yīng)。在預(yù)習(xí)中還有哪些問題需要你在聽課時加以關(guān)注？請在下列表格中做個備忘吧！我的學(xué)困點我的學(xué)疑點一、NO、NO2的性質(zhì)實驗實驗操作實驗現(xiàn)象化學(xué)方程式_1在持續(xù)通入氧氣的情況下能否使上述試管內(nèi)液面不斷上升，直至試管完全被液體充滿？若能，需要通入多少體積的氧氣？2若試管內(nèi)開始時充滿NO氣體，要使NO盡可能被水吸收，需要通入多少體積的O2?1.NO2和O2同時通入水中時，其反應(yīng)是3NO2H2O=2HNO3NO,2NOO2=2NO2，總反應(yīng)為4NO2O22H2O=4HNO3。2NO和O2同時通入水中時，其反應(yīng)是2NOO2=2NO2,3NO2H2O=2HNO3NO，總反應(yīng)為4NO3O22H2O=4HNO3。34NO2O2和4NO3O2從組成上看均相當于2個N2O5，即總反應(yīng)式都與N2O5H2O=2HNO3等效。這不僅是記憶上述1、2兩式的方法，也為上述問題的解決提供了新的思路，即利用混合氣體中的N、O原子個數(shù)比進行分析判斷：二、氮的氧化物溶于水的計算如圖所示，將盛滿等體積的NO和NO2混合氣體的試管倒置在水槽中，請回答：（1）試管內(nèi)的現(xiàn)象如何？（2）液面上升的高度占試管容積的多少？將12 mL NO2和O2的混合氣體通入足量的水中，充分反應(yīng)后剩余氣體2 mL（氣體均在相同狀態(tài)下測定）求原氣體中各氣體的體積是多少？1.氮氧化物溶于水的計算有以下三種類型：（1）NO和NO2的混合氣體溶于水時，其反應(yīng)是3NO2H2O=2HNO3NO?？衫脷怏w體積變化的差值進行計算。V剩V（NO）原V（NO2）。（2）NO2和O2同時通入水中時，根據(jù)4NO2O22H2O=4HNO3進行計算。（3）NO和O2同時通入水中時，根據(jù)4NO3O22H2O=4HNO3進行計算。2氮氧化物溶于水的產(chǎn)物分析：氮的氧化物與O2混合通入水中，剩余氣體只可能是NO或O2，不可能是NO2，因為過量的NO2會與水反應(yīng)生成NO；所得溶液的溶質(zhì)為HNO3。答案：活動與探究1：答案：試管中的紅棕色氣體逐漸變成無色氣體，同時水會進入試管，最后水充滿整個試管的2/3體積左右3NO2H2O=2HNO3NO無色氣體先變?yōu)榧t棕色氣體，后又變?yōu)闊o色氣體，試管內(nèi)液面繼續(xù)上升2NOO2=2NO2、3NO2H2O=2HNO3NO思考與交流：1答案：能，NO2與O2以41的體積比混合，與足量的水反應(yīng)就可以完全轉(zhuǎn)變成硝酸。解析：3NO2H2O=2HNO3NO2NOO2=2NO22得：4NO2O22H2O=4HNO3故NO2與O2以41的體積比混合，與足量的水反應(yīng)就可以完全轉(zhuǎn)變成硝酸。2答案：NO與O2以43的體積比混合，與足量的水反應(yīng)就可以完全轉(zhuǎn)變成硝酸。解析：2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO32得：4NO3O22H2O=4HNO3故NO與O2以43的體積比混合，與足量的水反應(yīng)就可以完全轉(zhuǎn)變成硝酸。活動與探究2：答案：（1）試管內(nèi)的紅棕色氣體逐漸變成無色氣體，試管內(nèi)液面上升。（2）解析：3NO2H2O=2HNO3NOV 3 2 試管液面上升的高度為。遷移與應(yīng)用：答案：剩余氣體為O2時，原混合氣體中NO2為8 mL，O2為4 mL；剩余氣體為NO時，原混合氣體中NO2為10.8 mL，O2為1.2 mL。解析：剩余2 mL氣體可能是O2或NO。（1）若剩余氣體為O2，根據(jù)化學(xué)方程式4NO2O22H2O=4HNO3可知參加反應(yīng)的NO2的體積為10 mL8 mL參加反應(yīng)的O2的體積為10 mL2 mL原混合氣體中NO2為8 mL，O2為4 mL。（2）若剩余氣體為NO，根據(jù)3NO2H2O=2HNO3NO可知剩余NO2的體積為6 mL根據(jù)4NO2O22H2O=4HNO3可以計算出參加反應(yīng)的O2的體積為6 mL1.2 mL，NO2的體積為6 mL4.8 mL，故原混合氣體中NO2為10.8 mL，O2為1.2 mL。1發(fā)射衛(wèi)星的運載火箭，其推進劑引燃后發(fā)生劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生大量高溫氣體從火箭尾部噴出。引燃后產(chǎn)生的高溫氣體主要是CO2、H2O、N2、NO，這些氣體均為無色，但在衛(wèi)星發(fā)射現(xiàn)場看到火箭噴出大量紅煙，產(chǎn)生紅煙的原因是（）。A高溫下氮氣遇空氣生成NO2 BCO2與NO反應(yīng)生成CO和NO2CNO與空氣生成NO2 DNO和H2O反應(yīng)生成H2和NO22如下圖所示，試管中盛裝的是紅棕色氣體（可能是混合物），當?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r，試管內(nèi)水面上升，但不能充滿試管，當向試管內(nèi)鼓入氧氣后，可以觀察到試管中水柱繼續(xù)上升，經(jīng)過多次重復(fù)后，試管內(nèi)完全被水充滿，原來試管中盛裝的氣體不可能是（）。AN2與NO2的混合氣體 BO2與NO2的混合氣體CNO與NO2的混合氣體 DNO2一種氣體3標準狀況下，在一不規(guī)則的玻璃容器內(nèi)充滿NO2氣體后，將其倒置于水槽中，假設(shè)容器中的物質(zhì)不擴散至容器外，則充分反應(yīng)后容器中所得溶液的物質(zhì)的量濃度近似為（）。A1.0 molL1 B0.045 molL1 C0.020 molL1 D0.12 molL14氮氧化物進入大氣后，不僅會形成硝酸型酸雨，還可能形成光化學(xué)煙霧，因此必須對含有氮氧化物的廢氣進行處理。（1）用氫氧化鈉溶液可以吸收廢氣中的氮氧化物，反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：2NO22NO4NaOH=4NaNO22H2O2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O在反應(yīng)中，氧化劑是_，還原劑是_。在反應(yīng)中，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為_。（2）汽車尾氣中含有CO和NO，消除這兩種物質(zhì)對大氣污染的方法是安裝催化轉(zhuǎn)化器，使它們發(fā)生反應(yīng)生成對大氣無污染的物質(zhì)。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_。（3）在一定條件下氨氣亦可用來將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無污染的物質(zhì)。寫出氨氣和二氧化氮在一定條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式_。答案：1C解析：N2和O2不能直接反應(yīng)生成NO2，A不正確；NO不能和CO2、H2O反應(yīng)，B、D選項不正確；NO在空氣中能被氧氣氧化為NO2，NO2是紅棕色氣體。2A解析：如果氣體是N2與NO2的混合氣體，則水不會充滿整個試管，因為N2不溶于水；如果是NO2（或O2和NO2的混合氣體），發(fā)生反應(yīng)：4NO22H2OO2=4HNO3，水會充滿試管；如果是NO與NO2的混合氣體，通入O2會發(fā)生反應(yīng)4NO22H2OO2=4HNO3和4NO2H2O3O2=4HNO3，而使水充滿試管。3B解析：設(shè)容器的體積為V，則充分反應(yīng)后容器中所得溶液的物質(zhì)的量濃度為：c molL1。4答案：（1）NO2NO11（2）2NO2CON22CO2（3）6NO28NH37N212H2O提示：用最精煉的語言把你當堂掌握的核心知識的精華部分和基本技能的要領(lǐng)部分寫下來并進行識記。知識精華技能要領(lǐng)