鲁科版必修1 第3章第2节 氮的循环（第1课时） 学案.doc

第2节 氮的循环课时1自然界中氮的循环学习目标：1.了解氮及其氧化物的主要性质。(重点)2.认识氮及其化合物在生产中的应用和对生态环境的影响。自 主 预 习探 新 知一、自然界中氮的循环1氮元素在自然界中的存在形式：游离态和化合态。2自然界中氮的循环3人类活动的影响(1)氮气氨气氮肥、硝酸等含氮化合物。(2)燃烧反应产生的氮氧化物参与氮的循环。二、氮气的性质和氮气的固定1物理性质颜色状态气味密度水溶性无色气态无味空气难溶2.化学性质(1)n2与o2反应打雷时或汽车引擎中发生的反应为n2o22no。(2)n2与h2的反应可逆反应：在相同条件下能同时向正反两个方向进行的反应为可逆反应。可逆反应的化学方程式用“”代替“=”。合成氨的化学反应方程式为。微点拨：(1)氮分子中两个氮原子之间存在很强的作用力，故n2性质很稳定。(2)可逆反应必须满足“两同”：相同条件；正反方向同时进行。3氮的固定(1)定义：使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。(2)分类氮的固定三、氮的氧化物1氮的氧化物氮的化合价12345对应氧化物n2onon2o3no2、n2o4n2o52.no和no2(1)物理性质物质颜色状态气味毒性水溶性no无色气态无味有毒难溶于水no2红棕色气态刺激性有毒易溶于水(2)相互转化nono2：2noo2=2no2。no2no：3no2h2o=2hno3no。微点拨：no和no2的收集方法：no的收集：排水法。no2的收集：向上排空气法。基础自测1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)化合态的氮元素只显一种价态。()(2)n2在通常状况下与o2反应生成no2。()(3)合成氨反应属于自然固氮中的高能固氮。()(4)2h2o2h2o2和2h2o22h2o属于可逆反应。()【答案】(1)(2)(3)(4)2下列叙述中与氮的固定无关的是()a工业合成氨b工业上将氨转化成硝酸和其他氮的氧化物c豆科植物的根瘤菌吸收空气中的氮气使之转化成植物蛋白质d电闪雷鸣的雨天，n2与o2会发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收b氮的固定过程是使游离态的氮转化为化合态的氮，b项，nh3转化为hno3不符合要求。3no2与水的反应可表示为3no2h2o=2hno3no，关于此反应的下列说法中正确的是()a氮元素的化合价没有发生变化bno2只是氧化剂 cno2只是还原剂dno2既是氧化剂，又是还原剂d合 作 探 究攻 重 难氮气的性质、用途思考交流(1)实验室可以通过向下排空气法收集氮气吗？【提示】不能。由于氮气的密度与空气的接近，所以既不能用向上排空气法也不能用向下排空气法收集，应用排水法收集。(2)在化学反应中氮气只作氧化剂吗？【提示】不对。氮气是非金属单质，在化学反应中既可以作氧化剂又可以作还原剂，如与h2、mg反应作氧化剂，与o2反应作还原剂。(3)将1 mol n2、3 mol h2充入密闭容器中，在一定条件下反应，能否得到2 mol nh3？原因是什么？【提示】不能。因为合成氨的反应是可逆反应，不能完全进行到底。1物理性质：氮气的密度与空气的接近，只能用排水法收集。2结构、化学性质“一惰性、两反应”。氮气化学性质很稳定，通常状况下，很难与其他物质反应，但是在一定条件下，也能与氢气、氧气等反应。对点训练下列关于氮气性质的说法中，错误的是()a通常情况下，氮气性质很不活泼b可在氧气中燃烧，生成一氧化氮 c通常情况下，氮气在水中的溶解度很小d跟氢气在一定条件下发生反应时，氮气是氧化剂bn2不能在o2中燃烧，与o2在通过闪电时反应生成no，b错；氮气与氢气反应时，氮元素的化合价降低，氮气作氧化剂，d对。氮的氧化物溶于水的计算思考交流(1)把一支充满no2气体的试管倒置在水槽中充分反应后，水能否充满试管？【提示】不能。no2与水反应的化学方程式为3no2h2o=2hno3no，由此可知最后水只能充满整个试管的2/3。(2)no2和o2混合气体的体积之比大于41，最后得到的气体为no2吗？【提示】不是。no2和o2混合气体的体积之比大于41时，no2过量，但过量的no2气体再与水反应生成hno3和no，所以最后得到的气体为no。(3)向一支充有10 ml no的试管中通人多少o2才能使水充满整个试管？【提示】已知2noo2=2no2 3no2h2o=2hno3no 由方程式32得：4no3o22h2o=4hno3，即当no和o2的体积比为43时水可以充满试管，需通入7.5 ml o2。氮的氧化物溶于水的反应分析2noo2=2no2 3no2h2o=2hno3no 1由2得4no2o22h2o=4hno3，当体积比：2由32得4no3o22h2o=4hno3，当体积比：v(no)v(o2)对点训练将10 ml充满no2和o2的混合气体的试管，倒置在水槽中，反应停止后试管内剩余2 ml的无色气体，求原混合气体中no2和o2各多少毫升。【解析】若剩余的是no，可以看成先发生了反应4no2o22h2o=4hno3。剩余的no2又与水作用，最终有2 ml no产生。由反应3no2h2o=2hno3no得剩余的no2体积为2 ml36 ml。则原有o2的体积为(10 ml6 ml)0.8 ml，no2体积为10 ml0.8 ml9.2 ml。若剩余的是o2，则有10 ml2 ml8 ml no2和o2的混合气体按4no2o22h2o=4hno3进行反应。所以no2的体积为8 ml6.4 ml，o2的体积为10 ml6.4 ml3.6 ml。【答案】若剩余的是no，则原混合气体中no2和o2的体积分别为9.2 ml和0.8 ml。若剩余的是o2，则原混合气体中no2和o2的体积分别为6.4 ml和3.6 ml。当 堂 达 标固 双 基1起人工固氮作用的化学反应是()an2与h2在一定条件下合成nh3bno与o2反应生成no2cnh3被o2氧化成no和h2od由nh3制备化肥nh4hco3a固氮的方式有自然固氮和人工固氮，工业合成氨为人工固氮，雷雨天气产生no气体属于自然固氮，另外，豆科植物的根瘤菌能将空气中的氮气直接转化为植物体内的蛋白质，也属于自然固氮。2下列有关氮气的叙述中，错误的是()a工业上，氮气常用作焊接金属的保护气b在雷雨天，空气中的n2和o2可反应生成noc氮气既可作氧化剂又可作还原剂d1 mol n2可与3 mol h2完全反应生成2 mol nh3dn2与h2的反应属于可逆反应，1 mol n2和3 mol h2不可能完全反应生成2 mol nh3，故d项错误；因氮气的化学性质很不活泼，常用作焊接金属的保护气；n2中的氮元素为0价，处于中间价态，故n2既可作氧化剂，又可作还原剂。3下列对氮的氧化物的叙述中，正确的是()a氮的氧化物都是无色气体b氮的氧化物都难溶于水c氮的氧化物都是酸性氧化物d氮的氧化物都是大气污染物dno2是红棕色，a不正确；no2易溶于水，b不正确；no不是酸性氧化物，c不正确；氮的氧化物均是大气污染物，d正确。no、no2均不属于酸性氧化物。酸性氧化物是能够与碱反应生成盐和水的氧化物，而且生成的盐是该氧化物同价态的含氧酸所对应的盐。no不能与碱反应，no2与naoh溶液的反应为：2no22naoh=nano2nano3h2o。4运载火箭的推进剂引燃后产生的气体主要是co2、h2o、n2、no，这些气体均为无色，但在卫星发射现场看到火箭喷出大量红色烟雾。产生红色烟雾的原因是 ()a高温下n2遇空气生成no2bno遇空气生成no2cco2遇no反应生成co和no2dno和h2o反应生成h2和no2b根据火箭喷出的大量红色烟雾可推知其应是no2，而高温下n2与o2不能生成no2。5一定条件下，将等体积的no和o2的混合气体置于试管中，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积为原总体积的() a. b. c. d.c由于no和o2等体积，故二者等物质的量，当二者溶于水时，发生反应4no3o22h2o=4hno34 mol 3 mol设初始时no和o2的物质的量均为4 mol，则4 mol no反应掉3 mol o2，还剩余1 mol o2，则剩余o2为原气体的。6目前，汽车尾气已成为许多大城市空气的主要污染源。汽车尾气中含有co、no等多种污染物。 (1)汽车燃料中一般不含氮元素，尾气中所含的no是如何产生的？说明原因并写出有关反应的化学方程式：_。(2)治理汽车尾气中no和co的一种方法是：在汽车的