高中化学必修1课件321自然界中氮的循环和氮循环中的重要物质

第3章第2节氮的循环第1课时自然界中氮的循环和氮循环中的重要物质1.了解自然界中氮的循环。2.了解氮及其氧化物的主要性质。3.认识氮及其化合物在生产中的应用和对生态环境的影响。目标导航基础知识导学重点难点探究随堂达标检测栏目索引一、氮气1.自然界中氮的循环(1)自然界：①豆科植物根部的

，把氮气转变为硝酸盐等含氮的化合物。②在

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。③微生物分解动植物中的蛋白质生成小分子的含氮化合物，回到水体和土壤中。基础知识导学答案根瘤菌放电(2)人类活动：①将空气中N2合成

，再进一步转化为其他含氮化合物，进入水体和土壤中。②

、

所产生的氮氧化物通过大气进入陆地和海洋。

答案氨化石燃料燃烧森林和农作物的枝叶燃烧2.氮气的物理性质答案颜色密度气味溶解性无比空气_________________小无难溶于水3.氮气的化学性质(1)N2与O2反应：打雷时或汽车引擎中发生的反应为____________________。(2)N2与H2的反应：①合成氨反应的化学方程式为_________________________。②可逆反应：在

下，能同时向

进行的反应为可逆反应，可逆反应的化学方程式用“

”表示。答案相同条件正反两个方向4.氮的固定(1)概念：使空气中

态的氮转化为含氮化合物。

(2)分类：答案高能生物人工合成氨仿生游离二、氮的氧化物1.不同价态的氮的氧化物答案氧化物_________N2O3________________对应氮的化合价＋1＋2_____

＋4＋4＋5N2ONONO2N2O4N2O5＋32.NO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____溶答案无红棕无味刺激性有毒有毒难易(2)相互转化：①NO→NO2：___________________，②NO2→NO：_________________________。答案2NO＋O2===2NO23NO2＋H2O===2HNO3＋NO练一练1.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”(1)不能用排空气法收集N2(

)(2)工业上合成氨及生产尿素均为氮的固定(

)(3)向一定容积容器中充入1LN2和3LH2，充分反应能得到2LNH3(

)(4)除去NO中的NO2气体可以使混合气体通过蒸馏水(

)√××√答案2.下列反应必须加入氧化剂且一步反应就能完成的是(

)①N2→NO2

②NO2→NO

③NO2→HNO3

④N2→NO

⑤N2→NH3A.① B.②⑤ C.④ D.③④解析答案解析①不能一步完成，②③与H2O反应即可，但H2O不是氧化剂，⑤加入的H2是还原剂。C3.俗话说：“雷雨发庄稼”，试说出其中的原理，写出反应的化学方程式。答案返回重点难点探究一、NO和NO2的比较物质NONO2色、态、毒性无色、无味、有毒气体红棕色、有刺激性气味、有毒气体水溶性难溶于水易溶于水与氧气反应2NO＋O2===2NO2(还原性)不反应与水反应不反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO(自身氧化还原)与氧气、水同时作用4NO＋3O2＋2H2O===4HNO34NO2＋O2＋2H2O===4HNO3例1

一定体积的NO2气体依次通过盛有以下物质的容器，饱和NaHCO3溶液→浓H2SO4→固体Na2O2，发生反应的化学方程式：(1)_________________________________________________________；(2)_______________________________________________________；(3)_____________________________________________________________；(4)__________________________________________________________。解析答案解析NO2气体通入饱和NaHCO3溶液，首先与H2O反应生成HNO3和NO，生成的HNO3继续与NaHCO3反应生成CO2及水蒸气，通过浓H2SO4除去水蒸气，此时剩下气体为NO和CO2，通过固体Na2O2后CO2被吸收放出O2，O2与NO反应生成NO2。答案

(1)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO(2)NaHCO3＋HNO3===NaNO3＋CO2↑＋H2O(3)2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2(4)2NO＋O2===2NO2解题反思因为NO极易与O2生成NO2，颜色由无色变为红棕色，所以一般用O2与其反应，通过颜色的变化确定NO的存在。变式训练1

NO是____色___溶于水的有毒气体。易与血液中________结合，使人中毒，同时微量的NO会促进_____扩张，防止血管栓塞。NO的化学性质主要表现在两个方面：一是极易与氧气反应，化学方程式为___________________；二是与氨气或NO2发生归中反应，NO与NH3发生反应生成N2，化学方程式为_____________________________；NO与NO2和NaOH溶液反应的化学方程式为__________________________________。上述两反应可消除NO对环境的污染。答案无难血红蛋白血管2NO＋O2===2NO2NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2ONO2是______色，有________气味的有毒气体，___溶于水。NO2的化学性质主要表现在三方面：一是自身歧化反应，如NO2与H2O反应，化学方程式为__________________________，NO2在碱性条件下反应，化学方程式为______________________________________；二是NO2与NH3、NO之间的归中反应，如NO2和NH3在一定条件下可反应生成N2的化学方程式为_________________________________；NO2和NO可被NaOH溶液吸收；三是NO2具有强氧化性，如NO2可与SO2反应，化学方程式为_________________________，能使湿润的KI淀粉试纸变蓝。答案红棕刺激性易3NO2＋H2O===2HNO3＋NO2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2ONO2＋SO2===SO3＋NO二、氮的氧化物溶于水的计算1.反应原理①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO②2NO＋O2===2NO2反应①×2＋②⇒4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3反应①×2＋②×3⇒4NO＋3O2＋2H2O===4HNO32.计算类型(1)(2)(3)(4)特别提醒例2

将10mL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2mL的无色气体，求原混合气体中NO2和O2各多少毫升？解析答案解析剩余2mL气体可能是NO或O2，分两种情况讨论：(1)剩余的是NO，可以看成先发生了反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3剩余的NO2又与水作用，最终有2mLNO产生。由反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO得，剩余的NO2体积为2mL×3＝6mL。则原有O2体积为(10mL－6mL)×答案若剩余的气体是NO，则NO2和O2的体积分别为9.2mL和0.8mL；若剩余的气体是O2，则NO2和O2的体积分别为6.4mL和3.6mL。解题反思(1)NOx和O2的混合气体溶于水，剩余气体可能为O2，也可能为NO。(2)可以利用电子守恒法解答NOx和O2混合气体溶于水的有关问题。变式训练2

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(

)A.4体积 B.5体积体积 D.3体积解析答案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；若剩余的为氧气，则此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。返回C1.关于氮气的性质的说法中，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.大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环C随堂达标检测解析答案1234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。56解析答案1234562．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。C解析答案1234563.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.豆科植物的根瘤菌将氮气转变成硝酸盐等含氮的化合物D.仿生固氮解析A、B两项是化合态氮之间的转化，不属于氮的固定；D属于人工固氮；C属于自然固氮。C4.对3NO2＋H2O===2HNO3＋NO反应的下列说法正确的是(

)A.氧化剂与还原剂的质量比为1∶2B.氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2C.NO2是氧化剂，H2O是还原剂D.在反应中若有6molNO2参与反应时，有3mol电子发生转移答案A1234565.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析答案123456解析少量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