高一化學

5.4化學肥料中的主角(zhǔjié)㈠

氮氣和固氮李桂伯liguibo@126.com精品資料教學目標⒈知識與技能⑴知道固氮的途徑，掌握大氣固氮和工業固氮的原理⑵理解氮分子的結構式，理解氮氣的化學性質，知道氮氣的用途⒉過程與方法⑴通過對固氮原理、方法的學習，提高利用已有知識（氧化還原反應）分析解決問題的能力,認識通過實驗探究解決問題的科學方法⒊情感態度與價值觀⑴知道自然界中的氮循環和硫循環，樹立人和自然共同生存、共同發展，和諧與共的生態文明(wénmíng)觀念⑵增強綠色化學的理念教學重點和難點⒈教學重點⑴氮氣的化學性質，氮分子結構對氮氣性質的影響⒉教學難點⑴氮分子結構對氮氣性質的影響教學方法：講授法精品資料5.4化學肥料(huàxuéféiliào)中的主角一、氮氣(dànqì)/記在P20上⒈氮氣的物理性質：純凈的氮氣是一種無色、無味的氣體，密度比空氣稍小，難溶于水。氮氣占空氣體積78%。工業用的氮氣，通常是采用分離液態空氣制得。利用液態空氣中液態氮的沸點比液態氧的沸點低，使氮氣分離出來。⒉氮氣的分子結構：練習：寫出氮氣(N2)分子的電子式和結構式。氮分子中兩個氮原子共用三對電子，形成氮氮叁鍵。由于N≡N的鍵能很大(946

kJ/mol)(H2：430

kJ/mol，O2：497.3

kJ/mol)，難以被破壞，所以氮分子很穩定。精品資料⒊氮氣(dànqì)的化學性質：P20/-5⑴氮氣與氫氣(qīnɡqì)反應：由于氮分子很穩定，在通常情況下，氮氣的化學性質不活潑，很難跟其他物質發生化學反應。工業上利用高溫、高壓及催化劑，用H2和N2合成NH3。這是工業合成氨的原理：⑵氮氣與氧氣反應：在放電條件下，N2和O2可直接化合生成無色的一氧化氮氣體(NO)。精品資料⒊氮氣的化學性質：

⑴氮氣與氫氣反應；

⑵氮氣與氧氣反應；

⑶氮氣與活潑(huópo)金屬反應：二、重要(zhòngyào)的氮氧化物：在高溫時，氮氣能跟鈉、鎂、鈣、鋇等活潑金屬化合。如：鎂在氮氣中燃燒生成氮化鎂(Mg3N2)。氮氣跟氧氣在不同條件下化合，能生成不同的氧化物，其中最重要的是NO和NO2，還有一氧化二氮(N2O)、三氧二化氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)、五氧化二氮(N2O5)等等。精品資料⒈一氧化氮(NO)的性質(xìngzhì)：/記在P20上⒉二氧化氮(NO2)的性質(xìngzhì)：一氧化氮是一種無色、無味的有毒氣體。NO極易被氧化，在常溫時與空氣接觸，即能被氧氣氧化成NO2。

NO是人體內最重要的信號(使)分子，在心血管系統、神經系統、免疫系統乃至全身，發揮傳輸生理信號的重要作用。1992年被美國Science雜志評選為明星分子。一氧化氮是一種不成鹽氧化物，不能跟酸或堿反應，生成鹽。二氧化氮是一種紅棕色、有刺激性氣味的有毒氣體。能溶于水，并與水反應生成HNO3和NO。精品資料我們知道植物的生長，氮是不可缺少的營養元素，每年全世界的植物要從土壤中吸收大量的氮，雖然空氣中有78%的氮氣(dànqì)，但是絕大部分植物無法直接吸收游離態的氮元素。這就需要將游離態的氮轉變成氮的化合物，我們將這個過程稱為“氮的固定”，簡稱固氮。討論：含氮元素的化合物通常是以NO3－或NH4＋的形式被植物吸收，將氮元素從游離態轉變為化合態，以化學反應(fǎnyìng)類型的角度來分析，這個過程應屬于什么反應(fǎnyìng)?氮氣表現出怎樣的性質呢？三、固氮P21/4

固氮的過程是利用N2可以被氧化或被還原這兩條途徑來實現。自然界的固氮主要有三個途徑：生物固氮、大氣固氮和工業固氮。精品資料⒈生物固氮：P21⒉大氣(dàqì)固氮－雷電固氮：大豆、蠶豆等豆科植物依靠根部的根瘤菌中存在固氮酶，能在常溫常壓下把空氣中的氮氣轉變(zhuǎnbiàn)為氨。模擬生物固氮正是目前科學研究的前沿。大氣固氮原理：

全世界每年的雷電固氮量大約有4～5億噸。但遺憾的是由于時間、地域的局限，這些氮元素不可能按照植物的需要及時地被吸收。⒊工業固氮：工業產生的NH3大部分用于化肥的生產，而正是由于化肥的使用才使人類真正擺脫了靠天吃飯的束縛。精品資料小結(xiǎojié)⑴氮氣與氫氣(qīnɡqì)反應：純凈的氮氣是一種無色、無味的氣體，密度比空氣略小，難溶于水。氮氣占空氣體積78%。

氮分子中是氮氮叁鍵(N≡N)，鍵能很大，所以氮分子很穩定，很難跟其他物質發生化學反應。⑵氮氣與氧氣反應：⑶氮氣與活潑金屬反應：自然固氮的三途徑：生物固氮、大氣固氮和工業固氮。作業：化學練習部分P11精品資料練習(liànxí)：⒈氮原子的結構示意圖為＿＿＿＿，氮原子的電子式是＿＿＿，氮分子的結構式是＿＿＿＿。氮氣在很多情況下可用作保護氣的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。⒉氮的固定是指＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，包括＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿三種，進行氮固定的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。⒊下列制氮氣的方法中，不合理的是（）A.分離液態空氣B.加熱氨分解C.將熱空氣通過(tōngguò)熱的銅網D.鎂在空氣中燃燒⒋含氧酸分子脫去水分子后所剩下的部分稱為該酸的酸酐。氮是可變化合價最多的元素，它的正化合價有＋1、＋2、＋3、＋4、＋5，寫出其所有的氧化物的分子式＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，其中為硝酸酸酐的是＿＿＿，亞硝酸(HNO2)的酸酐是＿＿＿；硫酸的酸酐＿＿＿＿，磷酸的酸酐＿＿＿＿。N≡N氮氮叁鍵，氮氣很穩定把氮氣轉化為化合態氮生物固氮大氣固氮工業固氮農作物需吸收氮元素，但絕大多數只能吸收化合態的氮BDN2ONON2O3NO2N2O5N2O5N2O3SO3P2O5小結精品資料⒌實驗室常用飽和亞硝酸鈉(NaNO2)與NH4Cl溶液反應制取干燥、純凈的N2。反應方程式為NaNO2+NH4Cl→NaCl+2H2O+N2↑，實驗室裝置(zhuāngzhì)如圖，試回答：⑴裝置A部分(bùfen)的分液漏斗與蒸餾燒瓶間連接的導管所起的作用是（）

A.防止NaNO2飽和溶液蒸發B.保證實驗裝置不漏氣C.使NaNO2飽和溶液容易滴下⑵從理論上講，本實驗無須裝置B也可達到實驗要求，你認為設計者選用裝置B的目的應該是＿＿＿＿＿＿＿＿。C除去N2中的雜質氣體，如水蒸氣、NH3。下半題小結精品資料⑶實驗(shíyàn)前必須進行的一個操作步驟是＿＿＿＿＿＿，加熱片刻后，即應移動酒精燈以防反應物沖出，說明該反應是＿＿＿＿＿＿。⑷實驗(shíyàn)過程中，必須待反應進行一段時間后才可收集氮氣，目的是＿＿＿＿＿＿＿＿。收集氮氣最適宜(shìyí)的方法是（）

A.用排空氣法收集在集氣瓶中

B.用排水法收集在集氣瓶中

C.直接收集在球膽或空癟的塑料袋中檢查氣密性放熱反應趕盡空氣C返回小結精品資料⒍在160mL未知濃度的稀硫酸中，加入0.400mol/LBaCl2溶液100mL，生成白色(báisè)沉淀，反應后硫酸有剩余，尚需加入48mL2.00mol/L