苏教版高中化学必修第二册专题7氮与社会可持续发展第一单元氮的固定课件

必修二

苏教版高中化学1|氮气及氮的固定知识点第一单元氮的固定必备知识清单破

1.氮元素的存在在自然界中,氮元素既有游离态,也有化合态,但大部分氮元素以游离态的氮气分子形式

存在于空气中。2.氮气(1)氮分子的结构氮分子的电子式为··N︙︙N··,结构式为N

N。(2)氮气的物理性质颜色气味溶解性密度无色无味难溶于水比空气的略小(3)氮气的化学性质通常状况下,氮气较稳定,与其他物质不反应。①氮气能与氧气在放电条件下直接化合,反应的化学方程式为N2+O2

2NO。②氮气能与氢气反应,化学方程式为N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)。该反应是工业合成氨的反应原理。③氮气能与金属镁反应,化学方程式为3Mg+N2

Mg3N2。3.氮的固定(1)概念将空气中游离态的氮转化成含氮化合物叫作氮的固定,简称固氮。

(2)分类

4.自然界中的氮循环

1.“雷雨发庄稼”的原因:在雷雨天气,空气中的N2、O2在放电的条件下会发生反应生成NO,

而NO在空气中很不稳定,与空气中的O2反应生成NO2,NO2随雨水降落到地面的过程中又与

水反应生成了HNO3,生成的HNO3与土壤中的矿物质作用生成硝酸盐,其中的硝酸根离子被

植物的根系吸收,转化为植物生长所需的养料。2.NO的性质:常温下,NO是一种无色、无味、微溶于水的气体,很容易与空气中的O2化合生

成NO2,反应的化学方程式为2NO+O2

2NO2。3.NO2的性质:常温下,NO2是红棕色、有刺激性气味的气体,密度比空气的大,易被液化。二氧

化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,化学方程式为3NO2+H2O

2HNO3+NO。工业上利用这一原理制取硝酸。2|一氧化氮和二氧化氮知识点知识辨析1.N2既有氧化性又有还原性。这种说法对吗?2.氮的固定不一定是氧化还原反应。这种说法对吗?3.NO2属于酸性氧化物。这种说法对吗?4.NO和NO2都是有刺激性气味的有毒气体,它们都是大气污染物。这种说法对吗?5.N2与O2反应可直接生成NO2。这种说法对吗?6.收集NO只能用向下排空气法,收集NO2只能用排水法。这种说法对吗?一语破的1.对。N2中N元素的化合价是0价,处于中间价态,既有氧化性又有还原性。2.不对。氮的固定是指将游离态的氮转化成含氮化合物的过程,一定是氧化还原反应。3.不对。NO2与水反应除了生成HNO3,还生成NO,NO2不属于酸性氧化物。4.不对。NO没有刺激性气味。5.不对。N2与O2反应生成NO,不能直接生成NO2。6.不对。NO极易与O2反应,收集NO不能用排空气法,可用排水法;由于NO2易与水反应且密度

比空气大,故收集NO2不能用排水法,可用向上排空气法。氮的氧化物与O2、H2O反应的计算定点关键能力定点破

1.主要反应的化学方程式:2NO+O2

2NO2、3NO2+H2O

2HNO3+NO。当体系中同时存在NO、O2和H2O时,最终反应可表示为4NO+3O2+2H2O

4HNO3;当体系中同时存在NO2、O2和H2O时,最终反应可表示为4NO2+O2+2H2O

4HNO3。2.氮的氧化物与氧气混合后通入水中的计算(1)NO2和O2的混合气体溶于水(足量)时,反应可表示为4NO2+O2+2H2O

4HNO3。情况分析见下表:气体比例剩余气体情况V(NO2)∶V(O2)=4∶1恰好反应,无气体剩余V(NO2)∶V(O2)<4∶1剩余氧气V(NO2)∶V(O2)>4∶1NO2过量,剩余气体为NO,且NO体积为过量NO2体积的

(2)NO和O2的混合气体通入水(足量)中时,反应可表示为4NO+3O2+2H2O

4HNO3。情况分析见下表:气体比例剩余气体情况V(NO)∶V(O2)=4∶3恰好反应,无气体剩余V(NO)∶V(O2)<4∶3剩余氧气V(NO)∶V(O2)>4∶3剩余NO(3)NO、NO2、O2三种混合气体通入水(足量)中的计算:方法一:先将NO和O2转化为NO2,再按上述各种情况分别处理,或先将NO2和H2O反应转化为

NO,再按上述各种情况处理。方法二:原子守恒法。在4NO+3O2+2H2O

4HNO3、4NO2+O2+2H2O

4HNO3反应中,4NO+3O2和4NO2+O2从组成上均相当于2N2O5,都与反应N2O5+H2O

2HNO3等效。当NO、NO2、O2的混合气体溶于水时利用混合气体中N、O原子个数比进行分析判断。N(N)∶N(O)

典例1将相同条件下amLNO、bmLNO2和cmLO2混合于同一试管中,将试管倒置于水中,

充分反应后,试管内气体全部消失,则a∶b∶c不可能是

(

)A.1∶1∶1B.2∶1∶1C.3∶7∶4D.1∶5∶2思路点拨

体系中同时存在NO、NO2和O2,与水充分反应后气体无剩余,需结合反应4NO+3O2+2H2O

4HNO3、4NO2+O2+2H2O

4HNO3分析。B解析

充分反应后,试管内气体全部消失,即NO、NO2、O2三种气体恰好完全反应生成了硝

酸;根据反应4NO+3O2+2H2O

4HNO3可知,amLNO完全转化为HNO3需要O2

mL;根据反应4NO2+O2+2H2O

4HNO3可知,bmLNO2完全转化为HNO3需要O2

mL;所以

+

=c,选项B中的数据不能使关系式成立,故选B。

方法技巧

解答此题还可以利用得失电子守恒法。充分反应后,试管内气体全部消失,即

NO、NO2、O2三种气体恰好完全反应生成了硝酸,假设气体是xmolNO、ymolNO2和zmol

O2,反应中xmolNO失去3xmol电子,ymolNO2失去ymol电子,zmolO2得到4zmol电子,根据反

应中得失电子守恒可得3x+y=4z。典例2在相同温度和压强下,将9mLNO2和一定体积NO的混合气体通入试管中,并将试管倒

立于盛有水的水槽中,待试管内液面不变后再通入6mLO2,充分反应后,剩余1.5mL气体,则原

混合气体中NO的体积可能为(

)①2mL②3mL③4mL④4.5mL

⑤6.5mLA.①③B.①⑤C.③④D.②⑤D思路点拨

根据3NO2+H2O

2HNO3+NO、4NO+3O2+2H2O

4HNO3,剩余的1.5mL气体可能为NO,也可能为O2。解析

根据3NO2+H2O

2HNO3+NO,可知9mLNO2反应生成NO的体积为3mL