学高中化学 3.2.1 自然界中氮的循环 氮气 一氧化氮和二氧化氮（精讲优练课型）课件 鲁科版必修1.ppt

第2节氮的循环第1课时自然界中氮的循环氮气一氧化氮和二氧化氮 一 自然界中的氮的循环1 氮元素在自然界中的存在形式 态和 态 2 自然界中氮的循环 游离 化合 硝酸盐 氮的氧化物 3 人类活动的影响 1 氮气 氮肥 硝酸等含氮化合物 2 燃烧反应产生的 参与氮的循环 氨 氮氧化物 二 氮气的性质及氮的固定1 氮气的结构和性质 1 结构 由氮原子形成的 分子 2 物理性质 无色无味的气体 密度比空气略 溶于水 无毒 双原子 小 难 3 化学性质 写出有关反应的化学方程式 与氧气反应生成no 表现还原性 与氢气反应生成氨气 表现氧化性 4 用途 作保护气 制造氮肥 炸药等 微点拨 可逆反应的化学方程式必须用 可逆号 表示 n2 o22no n2 3h22nh3 2 氮的固定 1 定义 使空气中 的氮转化为 的过程 2 分类 游离态 含氮化合物 生物 仿生 微点拨 含氮化合物之间的转化不属于氮的固定 三 一氧化氮和二氧化氮1 氮的氧化物 no no2 2 no和no2 1 物理性质 无色 无味 不 红棕色 刺激性 大 易 2 相互转化 写出有关化学方程式 no no2 no2 no 微点拨 no2不是酸性氧化物 2no o2 2no2 3no2 h2o 2hno3 no 自我小测 1 思考辨析 1 由于氮气的性质较稳定 所以氮元素在自然界中只能以游离态的形式存在 分析 虽然氮气的化学性质很稳定 但是氮元素在自然界中的存在形式既有游离态也有化合态 2 氮气既有氧化性也有还原性 分析 氮气与氢气反应时表现氧化性 与氧气反应时表现还原性 3 氮气可在氧气中燃烧 生成一氧化氮 分析 二者在放电或高温下反应生成no 不属于燃烧 4 no与o2生成no2属于氮的固定 分析 氮的固定必须是游离态的氮转化为含氮化合物 5 no no2都可以用排水集气法收集 分析 no2易溶于水 不能用排水法收集 2 下列说法不正确的是 a 豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮是化学变化b 汽车尾气中排放的氮氧化合物是由游离态氮转化来的c 化石燃料燃烧通常不释放出氮氧化合物d 植物秸秆燃烧时放出氮氧化合物 参与了氮的循环 解析 选c 氮的固定是游离态的氮变成化合态的氮 是化学变化 汽车尾气中排放的氮氧化合物是由氮气和氧气反应生成的 化石燃料中含有氮的化合物 燃烧时会释放出氮氧化合物 植物秸秆燃烧时放出氮氧化合物 参与了氮的循环 3 lk必修1 p84改编 下列气体中 易溶于水的气体是 a n2b noc no2d o2 解析 选c 氮气 氧气及一氧化氮均不易溶于水 no2易溶于水 4 在通常状况下 氮气很稳定 这句话是指氮气的 a 物理性质b 化学性质c 物理变化d 化学变化 解析 选b 氮气在通常情况下是一种无色无味的气体 化学性质很稳定 一般不与其他物质发生化学反应 它的稳定性需要通过化学变化才能表现出来 因此是化学性质 5 lk必修1 p74改编 氮气能大量存在于空气中的根本原因是 a 氮气性质稳定 即使在高温下也很难跟其他物质发生反应b 氮气比空气轻 且不溶于水c 氮分子中两个氮原子结合很牢固 分子结构稳定d 氮气无氧化性 也无还原性 不跟其他物质反应 解析 选c 氮分子是由氮原子构成的双原子分子 两个氮原子之间共用三对电子 使每个原子都能达到稳定结构 要破坏这种牢固的结构 需要很高的能量 一 no no2的性质对比典题探究 1 2014 天津高考改编 实验室制备下列气体时 所用方法正确的是 a 制氧气时 用na2o2或h2o2作反应物可选择相同的气体发生装置b 制氯气时 用饱和nahco3溶液和浓硫酸净化气体c 制一氧化氮时 用排水法或向上排空气法收集气体d 制二氧化氮时 用水或naoh溶液吸收尾气 解题指南 解答本题时需注意以下两点 1 气体发生装置的选择取决于反应物的状态及反应条件 2 气体的收集方法由气体密度 水溶性以及化学性质决定 解析 选a na2o2和水或h2o2在二氧化锰的催化下都能制取氧气 二者都是固体与液体反应 可以选用相同的气体发生装置 a正确 实验室制取氯气时氯气中含有氯化氢和水分 常用饱和的食盐水和浓硫酸净化气体 b错误 一氧化氮与空气中的氧气反应 不能用排空气法收集 c错误 二氧化氮与水作用生成一氧化氮 仍会污染空气 所以不能用水吸收 d错误 2 2015 岳阳高一检测 把少量no2气体通入过量小苏打溶液中 再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管 最后收集到的气体是 a 氧气b 二氧化氮c 二氧化氮和氧气d 二氧化氮和一氧化氮 解题指南 解答本题时需注意以下两点 1 将no2通入nahco3溶液时发生了no2与水 hno3与nahco3两个反应 2 各反应中生成物之间的比例关系 解析 选c 少量no2气体通入过量小苏打溶液中 逸出的气体为no co2 二者物质的量之比为1 2 同时还有少量水蒸气逸出 再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管 co2与过氧化钠反应生成的o2与no反应生成no2 o2有剩余 同时逸出的少量水蒸气与过氧化钠反应生成o2 所以最后收集到的气体是no2和o2 归纳总结 no和no2的性质比较 拓展深化 氮氧化物与酸性氧化物 1 no2与水反应生成hno3 但是同时还生成no 而且no2与hno3中的氮元素化合价不同 因此no2不是hno3对应的酸性氧化物 2 no2虽然不是酸性氧化物 但是可以与碱反应 如2no2 2naoh nano3 nano2 h2o 3 no也不是酸性氧化物 但是no2与no的混合气可以被碱液吸收 如no2 no 2naoh 2nano2 h2o 对点训练 2015 六安高一检测 无色的气体甲 可能含no co2 no2 nh3 n2中的几种 将100ml甲气体经过如图所示实验的处理 结果得到酸性溶液 而几乎无气体剩余 则甲气体的组成可能为 a nh3 no2 n2b nh3 no co2c nh3 no2 co2d no co2 n2 解析 选b 无色混合气体 证明没有no2的存在 故a c错误 又经过系列实验的处理得酸性溶液 且通过足量na2o2后显红棕色 最后通入水中几乎无气体剩余 证明气体甲中无n2 应存在nh3 no co2气体 故b正确 补偿训练 常温下 将充满等体积混合气体的试管倒立在水槽中 试管内气体体积不会明显减小的一组是 a no2 n2b cl2 co2c no cod no o2 解析 选c a中的no2溶于水 气体体积减小 b中的cl2 co2均能溶于水 气体体积减小 c中的no co均不溶于水 气体体积无明显变化 d中的no与o2生成的no2溶于水 气体体积减小 二 氮氧化物 氧气与水的反应思考探究 用如图装置进行实验 将充满no2气体的试管倒置于水槽中 发现试管内液面逐渐上升 待液面静止后 沿导管向试管内慢慢充入o2 发现试管内液面继续上升 最终充满试管 试分析上述实验过程 思考下列问题 1 实验 中分别发生了哪些反应 2 若试管容积为vml 实验 中充入o2的体积为多少 归纳总结 氮氧化物溶于水的计算氮氧化物溶于水的计算常涉及以下几个方面 混合气体的组成 反应后剩余气体的种类和量 反应后溶液的浓度 计算的依据是化学反应方程式 根据化学方程式分析各反应物的量 判断剩余气体的种类 应用守恒法进行计算 1 有关化学方程式 3no2 h2o 2hno3 no 4no2 o2 2h2o 4hno3 4no 3o2 2h2o 4hno3 2no o2 2no2 2 分析思路 1 有关no no2 o2混合气体与h2o反应后剩余气体问题 因no2与h2o反应 no与o2反应 所以剩余的气体只可能为no或o2中的一种 2 两反应是根据循环反应中电子守恒法得出的 例如 no与o2混合通入水中 发生反应 2no o2 2no2 3no2 h2o 2hno3 no 在这当中 存在着no向no2转化 no2向hno3转化的同时又生成no的循环反应 但总体来讲 no hno3 n的化合价升高是由于被o2氧化 因此我们可以写出 4no 3o2 2h2o 4hno3 得出反应 同理 得出反应 警示 1 氮氧化物 氧气与水反应时 若有气体剩余 可能为no或o2 不可能是no2 2 反应过程中要遵循质量守恒原理和电子守恒原理 拓展深化 氮氧化物溶于水后剩余气体的情况分析 典题训练 双选 同温同压下 将no2 no o2按一定的体积比充满一容器 再倒置于盛有水的水槽中 片刻后液体充满了容器 则反应的no2 no o2的体积比可能是 a 1 1 1b 4 3 1c 4 24 19d 2 8 7 解题指南 解答本题时需注意以下两点 1 气体恰好被完全吸收时溶液中溶质的成分 2 氧化还原反应中还原剂与氧化剂遵循电子转移守恒 解析 选a c 利用电子转移守恒法解题 no no2 o2恰好转化为hno3 在转化过程中1个no分子失去3个电子 1个no2分子失去1个电子 1个o2分子得4个电子 根据得失电子守恒有n no2 3n no 4n o2 把各选项代入验证 故正确答案为a c 互动探究 1 若按b项中的气体的体积比进行上述操作 最终容器中剩余气体是什么 提示 b项中no2 no o2的体积比为4 3 1 其中no2与o2按4 1可以被水完全吸收 最终剩余的气体为no 2 假设容器中的液体不扩散 上述a c形成的溶液浓度相等吗 提示 不相等 a中氮的氧化物占容器体积的2 3 多于c中的28 47 再根据氮原子守恒可知 a中生成的hno3多 形成溶液的浓度大 对点训练 按如图进行实验 试管内装有12mlno 然后间歇而缓慢地通入8mlo2 下面有关实验最终状态的描述正确的是 a 试管内气体呈红棕色b 试管内气体为无色的noc 试管内气体为无色的o2d 试管内充满了液体 解析 选b 据题意在装有no的试管内通入o2时依次发生反应2no o2 2no2 3no2 h2o 2hno3 no 二者相加得总反应为4no 3o2 2h2o 4hno3 由于即no过量 试管内剩余气体为无色的no 液体未充满试管 补偿训练 1 2015 芜湖高一检测 将充有amlno和bmlno2气体的试管倒立于水槽中 然后通入amlo2 气体体积均在同温同压下测定 且b a 则充分反应后 试管中气体在同温同压下的体积为 a b a 3mlb a b 3mlc 4b 1 13mld 3 b a ml 解析 选a 已知反应4no2 o2 2h2o 4hno3 4no 3o2 2h2o 4hno3 由这两个反应可得no no2 o2 h2o 2hno3 b a 则同温同压下反应中no2过量 b a ml 而过量的no2与水反应生成 b a 3mlno 2 一定条件下 将34mlno和o2的混合气体充入试管中 并将试管倒立于水中 充分反应后剩余气体为6ml 剩余气体遇到空气立刻变为红棕色 则混合气体中no与o2的体积分别为 a 22ml 12mlb 13ml 21mlc 16ml 18mld 21ml 13ml 解析 选a 剩余气体遇到空气变红棕色 说明为no 参与反应的气体总体积为34ml 6ml 28ml 依反应4no 3o2 2h2o 4hno3知 反应的v no 28ml 16ml v o2 28ml 16ml 12ml 则v no 16ml 6ml 22ml v o2 12ml a项符合 体积差量法 1 体积差量法 根据化学方程式中气体反应物与气体生成物之间存在的体积差量关系列式计算的一种方法 2 体积差量法的应用 1 确定 理论差值 即反应前后气体反应物的总量与气体生成物的总量的差值 该差值的大小与参加反应的气体的体积成正比 如3no2 h2o 2hno3 no v312 2 找出实际差值 依据题设条件 找出 气体增重或减少 的试剂差值 如反应3no2 h2o 2hno3 no的实际差量可表示为v no2 v no 3 列式求解 3no2 h2o 2hno3 no v312v no2 v no v no2 v no 列比例式为可根据具体题设条件求得未知量 或对比例式进行变形等求解 即时演练 将装有50mlno2 no混合气体的量筒倒立于水槽中 反应后气体体积缩小为30ml 则原混合气体中no2和no的体积比是 a 5 3b 3 5c 3 2d 2 3 审题指导 解析 选c 设混合气体中no2的体积为x 差量法 3no2 h2o 2hno3 no v3ml1ml2mlx50ml 30ml 20ml解得x 30ml 则原混合气体中no的体积为50ml 30ml 20ml 所以v no2 v no 30ml 20ml 3