高中化学必修2 第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮

1、第二节氮及其化合物第1课时氮气与氮的固定一氧化氮和二氧化氮学业要求核心素养对接1.能列举、描述、辨识氮气、一氧化氮、二氧化氮的重要物理性质、化学性质及实验现象。2能进行NO、NO2、O2溶于水的简单计算。1.通过NO、NO2、O2溶于水的简单计算的学习培养学生证据推理与模型认知水平。2通过氮的循环的学习，让学生理解变化观念与平衡思想。知识梳理知识点一氮气和氮的固定结合上图氮的循环，完成下列知识点：1自然界中氮的循环(1)自然界：豆科植物根部的根瘤菌，把氮气转变为硝酸盐等含氮的化合物。在放电条件下，空气中N2与氧气化合为氮的氧化物，并随降雨进入水体和土壤中。微生物分解动植物中的蛋白质生成小分子的

2、含氮化合物，回到水体和土壤中。(2)人类活动：将空气中N2合成氨，再进一步转化为其他含氮化合物，进入水体和土壤中。化石燃料燃烧、森林和农作物的枝叶燃烧所产生的氮氧化物通过大气进入陆地和海洋。2氮气的物理性质3.氮气的化学性质(1)N2与Mg反应：_(2)N2与O2反应：_(3)N2与H2的反应：_颜色密度气味溶解性比空气_无小无难溶于水4氮的固定游离高能生物人工合成氨仿生知识点二一氧化氮和二氧化氮如图是一氧化氮浓度检测仪，为什么要检测一氧化氮的浓度，一氧化氮有什么样的性质？二氧化氮呢？请完成下列知识点：1不同价态的氮的氧化物氧化物NON2O3N2O5 对应氮的化合价12445N2O俗称笑气，具

3、有麻醉作用N2ONO2N2O432NO和NO2(1)物理性质NONO2颜色_色_色状态气态气态气味_气味毒性水溶性_溶_溶无红棕无味刺激性有毒有毒难易(2)相互转化接触空气就会变红棕色存在NO2时就存在N2O4微判断(1)空气中N2的体积分数约为78%()(2)N2在高温条件与O2发生燃烧生成NO()(3)NO在空气中易转化为红棕色NO2()(4)NO2与H2O的反应，NO2只作氧化剂()微训练1下列关于N2的说法错误的是()答案C2下列关于一氧化氮的叙述正确的是()A一氧化氮是一种红棕色的气体B常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合C一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到D一

4、氧化氮易溶于水，只能用向上排空气法收集解析NO是无色气体，不溶于水，可由N2与O2直接化合而得到，且易与空气中的氧气直接反应而生成NO2，故只有C项符合题意。答案C3关于二氧化硫和二氧化氮叙述正确的是()A两种气体都是无色有毒的气体，且都可用水吸收以消除对空气的污染B二氧化硫与过量的二氧化氮混合后通入水中能得到两种常用的强酸C两种气体都具有强氧化性，因此都能够使品红溶液褪色D两种气体溶于水都可以与水反应，且只生成相应的酸解析二氧化氮跟水反应，生成硝酸和一氧化氮，二氧化硫溶于水生成亚硫酸，硝酸氧化亚硫酸生成硫酸。二氧化硫的漂白原理不是利用强氧化性，二氧化硫也不具有强氧化性。答案B4宇宙飞船的运载

5、火箭的推进器引燃后发生剧烈反应，产生大量高温气体，从火箭尾部喷出。引燃后的高温气体成分有CO2、H2O、N2、NO等，这些气体均无色，但在卫星发射现场看到火箭喷射出大量的红色物质，产生红色的原因是()A高温下N2遇空气生成NO2BNO与空气反应生成NO2CCO2遇NO反应生成NO2DNO遇H2O反应生成NO2解析根据原高温气体均为无色，但现场却能看到红色可推知，是因为发生反应：2NOO2=2NO2。答案B微思考自然界中的氮循环涉及氮气及氮的许多化合物，请指出它们的物质类别和其中氮元素的化合价？学习任务1氮的氧化物溶于水的计算资料：氮氧化物(NOx)种类很多，造成大气污染的主要是一氧化氮(NO)

6、和二氧化氮(NO2)，因此环境学中的氮氧化物一般就指这二者的总称。防治途径一是排烟脱氮，二是控制NOx的产生。其中排烟脱氮分为干法和湿法两类湿法：有直接吸收法、氧化吸收法、氧化还原吸收法、液相吸收还原法和络合吸收法等。直接吸收法：水吸收、硝酸吸收、碱性溶液(氢氧化钠、碳酸钠、氨水等碱性液体)吸收，浓硫酸吸收等多种方法。氧化吸收法：在氧化剂和催化剂作用下，将NO氧化成溶解度高的NO2等，然后用水或碱液吸收脱氮的方法，在湿法排烟脱氮工艺中应用较多。请结合上述资料：(1)写出氧化吸收法所涉及到的化学方程式。提示2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO(2)NO中充入O2、H2O能否被充分吸

7、收？提示可以4NO3O22H2O=4HNO3氮的氧化物溶于水的计算规律1相关反应原理3NO2H2O=2HNO3NO2NOO2=2NO2由方程式2得：4NO2O22H2O=4HNO3由方程式23得：4NO3O22H2O=4HNO32氮的氧化物溶于水的三种类型：(1)NO2气体：NO2气体溶于水时仅涉及反应，剩余气体为NO。(2)NO2和O2的混合气体：NO2和O2的混合气体溶于水时涉及关系式，(3)NO和O2的混合气体：NO和O2的混合气体溶于水时涉及关系式：当NO2或NO转化为HNO3时要失去电子，若上述两种气体与O2混合通入水中时，O2得电子，且得失电子数必须相等，这是电子守恒法解答此类题目

8、的依据【例题】将40 mL NO2和NO的混合气体通入倒立于水槽中盛满水的试管里，充分反应后试管中剩余20 mL气体，则原混合气体中NO2和NO的体积比为()A21B11C31D11答案C变式训练在一定条件下，将6体积的NO2(不考虑N2O4)和一定体积的NO置于试管中，并将试管倒置于水中，当通入4.5体积的O2充分反应后，剩余1.5体积气体，则原NO体积可能为（双选）()解析本题的关键在于理解剩余的1.5体积气体，可能是一氧化氮，也有可能是氧气。若是一氧化氮，则氧气全部反应，二氧化氮完全反应用掉了1.5体积氧气，剩余3体积应该被一氧化氮消耗，所以一氧化氮体积为4体积1.5体积5.5体积；若剩

9、余的为氧气，则这过程中一氧化氮消耗的氧气为1.5体积，所以一氧化氮的体积是2体积。答案BC3体积4体积5体积5.5体积2体积ABCD 或学习任务2(核心素养)NO、NO2性质的其它应用一、知识要点二、核心素养NO、NO2的收集培养学生的科学精神与创新意识NO、NO2的检验提升学生的客观辨识与证据推理素养【素养解题】典例示范某研究小组借助如图仪器装置收集NO气体，正确的操作是()A从口进气，用排水法集气B从口进气，用排气法集气C从口进气，用排水法集气D从口进气，用排气法集气气体收集解题思维模型明析气体性质2NOO2=2NO2NO难溶于水明确收集方法不能用排气法用排水法收集“万能瓶”的用途洗气瓶：

10、A进B出，如用饱和NaHCO3溶液除去CO2气体中的HCl气体。贮气瓶：广口瓶中盛满液体，B进A出，如Cl2可用排饱和食盐水贮存。集气瓶：若A进B出，可收集密度比空气大的气体，如CO2；若B进A出，可收集密度比空气小的气体，如H2。安全瓶：在气体的制取与性质验证实验中连接该装置(瓶中不盛放任何物质)，可有效地防止倒吸，起到安全瓶的作用(此时广口瓶中A管长度同B管)。答案C三、对点训练解析通常情况下氮气的性质很不活泼，在放电或高温条件下，能跟氧气反应。答案C1关于氮气的性质说法中，错误的是()A氮在自然界中既以游离态存在又以化合态存在B通常情况下，氮气性质很不活泼C可在氧气中燃烧生成一氧化氮D大

11、气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环解析N2性质稳定，但高温下可与O2等物质发生反应，在反应中表现出氧化性或还原性；氮气比空气轻且不溶于水并不是N2能大量存在于空气中的根本原因；N2能大量存在于空气中的根本原因是氮气分子中两个氮原子结合很牢固，分子结构稳定。答案C2氮气能大量存在于空气中的根本原因是()A氮气性质稳定，即使在高温下也不与其他物质发生反应B氮气比空气轻且不溶于水C氮气分子中两个氮原子结合很牢固，分子结构稳定D氮气既无氧化性，也无还原性，不与其他物质反应解析A、B两项是化合态氮之间的转化，不属于氮的固定；C属于自然固氮，D属于人工固氮。答案C3下列各项属于自然固氮的是()A植物从土壤中吸收含氮肥料B合成氨制取氮肥C豆科植物的根瘤将氮气转变成硝酸盐等含氮的化合物D仿生固氮答案AD4对3NO2H2O=2HNO3NO反应的下列说法正确的是（双选）()A氧化剂与还原剂的质量比为12B氧化产物与还原