1、第3節氮的循環第1課時氮氣與氮的氧化物核心素養發展重點學業要求能應用物質性質及物質 轉化關系，分析和探討某 些化學過程對人類健康、 社會可持續發展可能帶 來的雙重影響，并對這些 影響從多個方面進行評 估，從向更加科學、合理 地選擇和應用物質及其 變化。.能依據元素化合價列舉、描述、辨識含氮元素的典型物質N2、NO、NO2重要的物理性質和化學性質及其實驗現象，能用化學方程式正確表示典型物質的 主要性質。.能從元素化合價的角度，依據氧化還原反應原理預 測N2、NO、NO2的性質及物質間的轉化，設計實驗 進行初步驗證，并能分析解釋有關實驗現象。.能分別根據N2、NO、NO2的性質分析生產、生活以 及

2、環境中的某些問題和對社會發展的價值及對環境的 影響。自主學習1.自然界中氮的循環(1)自然循環(2)人類活動的影響化肥廠：01.N2-NH3f氮肥、硝酸等含氮化合物?；剂系娜紵⑸趾娃r作物的枝葉燃燒產生的02氮氧化物。(3)氮在自然界中的存在形態有鹵態和化合態。2.氮氣(1)氮氣的物理性質通常狀況下，氮氣是B4無色、無味、無毒的氣體；密度比空氣的稍??；難溶 于水。(2)氮氣的化學性質氮氣分子的結構穩定，通常狀況下，氮氣的化學性質 05不活潑、但在一定條 件下能與某些物質發生反應。寫出下列反應的方程式： e放電與。2 反應：06 N2+ O2=2NO O高溫、高壓與H2反應：07N2+3H

3、2催化劑-2NH3。(3)氮的固定定義:將空氣中08游離態的氮轉化為含氮化合物的過程叫做氮的固岸,簡稱固氮。氮的固定的分類通過閃電將空氣中的氮氣轉化為含氧國自然固氮 化合物氮的固定10生物固氮 如豆科植物的根瘤菌固氮11人工固氮12合成氨 仿生固氮3.NO和NO2的性質比較NONO,旦劣色，里里溶 雨紅除色圓有刺瓶性氣水的二體味、皿曼灌水的體水電)應與反 與反化學性質W：H & + Hj( J2-tN( A不反應工業上利刖這一器理制雙Jl.xopT9|2NOt fh 2ML有毒.結合血紅生門的徒力比CO硬I幫還強課堂探究一、氮氣及氮在自然界中的循環.會種地的農民說種大豆不用上氮肥，你認為有道理

4、嗎?提示：有道理；因為豆科植物的根瘤菌能把空氣中的氮氣轉化為含氮化合物給植物提供氮肥。.白熾燈泡中為什么要充入N2?提示：N2穩定，高溫下不與鴇絲反應，能延長燈泡的壽命。.由氮氣（N2）轉化為含氮的化合物叫做氮的固定；由含氮的化合物轉化為新的 含氮的化合物，不是氮的固定。.鎂在空氣中燃燒的產物除 MgO外，還有Mg3N2。知識拓展合成氨反應的特點是無論H2（或N2）是否過量，N2（或H2）都反應不完全，因此這類反應用代替=，叫可逆反應，該反應不能進行到底。.氮氣及其化合物在自然界中大量存在，下列有關說法錯誤的是（）A.氮氣的密度比空氣的小，且難溶于水B.含氮化合物普遍存在于植物及動物體內C.汽

5、車排放的尾氣中不含氮的化合物D.森林或農作物的枝葉燃燒會產生氮氧化物答案 C解析氮氣的相對分子質量為28,空氣的平均相對分子質量為29,故氮氣的 密度比空氣的小，且氮氣難溶于水， A項正確。植物與動物體內均含蛋白質，B項正確。汽車排放的尾氣中含一定量的氮氧化合物，C項錯誤。植物中因為含蛋白質等，故燃燒時會產生氮氧化物，D項正確。.下列關于自然界中氮循環（如圖）的說法不正確的是（）A.氮元素均被氧化B.工業合成氨屬于人工固氮C.含氮無機物和含氮有機物可相互轉化D.碳、氫、氧三種元素也參與了氮循環答案 A解析 在雷電彳用下N2與O2反應生成NO,氮元素被氧化，工業合成氨屬于人工固氮，合成氨過程中氮

6、元素被還原， A項錯誤，B項正確；由圖可看出含氮無機物和含氮有機物可以相互轉化，C項正確；合成蛋白質的過程中就有碳、 氫、氧元素的參與，D項正確。二、NO、NO2的性質中國有句諺語叫“雷雨肥莊稼”，你能用化學知識解釋為什么嗎？提示：空氣中的N2和O2在雷電作用下生成 NO, NO與02生成NO2, NO2與H20生成HNO3, HNO3隨雨水落到土壤中，與土壤中的礦物質結合成硝酸鹽， 為莊稼提供氮肥。.N0易與02反應、難溶于水、不與水反應，因此收集 NO用排水法，不可 用排空氣法。N02易與水反應，但很難被 02氧化，因此收集N02用向上排空氣 法，不可用排水法。.N0與02反應生成N02,

7、 N02與H20反應生成HN03。這兩個反應都是工 業制HN03的反應原理。.實驗室利用NO與02反應的現象變化來檢驗 NO的生成和存在；禾I用N02與H2O反應的現象來檢驗NO2,同時也用此反應來除去 NO中的NO2雜質。.NO、NO2都不是酸性氧化物。知識拓展氮氧化物與氧氣和水反應的計算方法氮氧化物與02混合通入水中時，剩余氣體只能是 NO或02,不可能是NO2, 因過量的N02會與水反應生成NO,且形成溶液中的溶質為HNO3。有關混合氣 體(NO2、NO、02等)與水反應的計算屬重點計算題型，現分類說明解題方法。(1)關系式法NO2、NO(或N2)的混合氣體通入水中，一般考慮3NO2+H

8、2O=2HNO3+NO,1可利用氣體體積變化差值進行計算， V剩=丫原的?；騈2) + -V(NO2)o3(2)循環反應疊加法NO2、O2的混合氣體通入水中，由 3NO2 + H2O=2HNO3+NO和2NO + O2=2NO2可得總反應：4NO2+O2+2H2O=4HNO3,由此可知：=4 ： 1,恰好完全反應，無氣體剩余V(NO2) : V(O2) 4： 1, NO2過量，剩余氣體為NONO、O2的混合氣體通入水中，根據總反應 4NO+ 3O2 + 2H2O=4HNO3 可得出：=4： 3,恰好完全反應，無氣體剩余V(NO) : V(O2) 4 ： 3,剩余氣體為 NOh3hi解析 水面上

9、升高度越小，說明試管中剩余的氣體越多。設試管中兩種氣體的物質的量均為4 mol,則a中反應為3NO2 + H2O=2HNO3+NO,所以剩余氣體為 4 mol+ 4 mol = 16 mol; b 中反應為 4NO+3O2 + 2H2O=4HNO3,剩余氣 33體1 mol; C中反應為4NO2+O2+2H2O=4HNO3,剩余氣體3 mol;故高度關系為 h2h3hi 0應用實踐.下列關于氮被生物體吸收的敘述錯誤的是（） A.氮在大氣中的含量最高，可被某些生物體吸收利用B.豆科植物的根瘤困可將氮氣轉化為含氮化合物而被植物利用C.動物只能通過進食植物獲得氮元素D.死亡后的生物體被微生物分解，氮

10、元素又回到土壤和水體中，再次被植物 吸收答案 C解析動物靠進食肉類也能獲得氮元素，C項錯誤。.同溫同壓下將等體積的NO2和N2的混合氣體置于試管中，并將試管倒立于 水槽中，充分反應后，剩余氣體的體積約為原總體積的（）1121A.6 B.3 C.3 D.2答案 C解析 假定N2和NO2的體積均為V L,設V L的NO2和水反應生成NO的體積為x L,3NO2+ H2O=2HNO3+ NO31V Lx L解得x=*則剩余氣體的體積約為v+V=4v,剩余氣體的體積約為原總體2- 3 -史3刀 的 積10.標準狀況下將盛滿NO2的大試管倒扣在盛水的水槽中，充分吸收后，試管 內溶液的物質的量濃度約為（）

11、A.0.045 mol L1 B. 0.036 mol L1C.0.033 mol L 1 D . 0.018 mol L1答案 A2解析 設試管的體積為V L,由3NO2+H2O=2HNO3+NO知，n（HNO3） =鼻32 Vv23*22.4 mol 1X mol, V （HNO3）= -V L, c（HN03）= = mol l_ 1=0.04522.43222.43V Lmol L_1 o11.如圖所示，試管中盛裝的氣體呈紅棕色，當倒扣在盛有水的水槽中時，試 管內水面上升，但不能充滿試管，當向試管內鼓入氧氣后，可以觀察到試管中水 面繼續上升，經過多次重復后，試管被水充滿，對原試管中盛裝

12、的氣體的說法正 確的是（）A.可能是N2與NO2的混合氣體B.可能是N2O氣體C.可能是NO與NO2的混合氣體D.只可能是NO2 一種氣體答案 C解析 試管中盛裝的氣體呈紅棕色，那么一定有二氧化氮存在。根據題述現象可知，原試管中盛裝的氣體的成分情況可能為 NO2、NO2和02（少量）、NO2和NO等，本題選Co.把少量N02氣體通入過量小蘇打溶液中，再使逸出的氣體通過裝有足量的 過氧化鈉顆粒的干燥管，最后收集到的氣體是 （）A.氧氣B.二氧化氮C.二氧化氮和氧氣D .二氧化氮和一氧化氮答案 C解析 少量NO2氣體通入過量小蘇打溶液中，逸出的氣體為 NO、CO2,二 者物質的量之比為1 ： 2,

13、同時還有少量水蒸氣逸出，再使逸出的氣體通過裝有足 量過氧化鈉顆粒的干燥管，CO2與過氧化鈉反應生成的 02與NO反應生成NO2, 02有剩余，同時逸出的少量水蒸氣與過氧化鈉反應生成02,所以最后收集到的氣體是N02和02。.如圖所示，向盛有3.0 mL NO的試管中緩緩通入1.5 mL 02（所有氣體體積 均在標準狀況下測定）。試回答下列問題：寫出觀察到的現象（可不寫滿，也可補充）：最終試管中剩余的氣體是,具體積為。答案（1）試管內的無色氣體變為紅棕色試管內液面上升試管內剩余無色氣體（2）N0 1.0 mL解析 (1)NO遇O2迅速反應生成NO2： 2NO + O2=2NO2,然后NO2與水反

14、 應：3NO2 + H2O=2HNO3+NO,導致試管中的液面上升，最終剩余的氣體是無 色的NO。(2)將(1)中兩個反應合并可得：4NO+2H2O + 3O2=4HNO343V(NO) 1.5 mL解得V(NO)=2.0 mL,故最終試管內剩余 NO氣體，具體積為1.0 mL。遷移創新14.工業制HNO3的過程中排放的NO2和NO常用NaOH溶液吸收，反應的化 學方程式為 NO + NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O、2NO2+2NaOH=NaNQ + NaNO3+H2O, NO不能被NaOH溶液吸收。若同溫同壓下 NO2與NO的體積之 比如下，其中不能被NaOH溶液完全吸收的是()A.1 ： 1 B. 1 ： 3 C. 2 ： 1 D. 3 ： 1答案 B解析 根據 NO+NO