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1、第第1课时氮气与氮的氧化物课时氮气与氮的氧化物学学业基基础核心素养核心素养学考学考评价价学业要求1通过自然界中的氮循环，了解氮循环的基本过程，能例举自然固氮与人工固氮的过程，知道人工固氮对社会发展的重要意义，培养科学态度与社会责任的化学核心素养。2认识氮循环过程中重要的含有氮元素的物质，能够对含有氮元素的物质进行分类，形成宏观辨识与微观探析的化学核心素养。3认识氮气、一氧化氮、二氧化氮的物理性质、化学性质以及典型的实验现象，能书写主要反应的化学方程式，知道它们的主要应用；建立从物质类别、元素价态角度研究物质性质和实现含有氮元素的物质之间转化的思路和方法，培养科学探究与创新意识。知识网络学学业基
2、基础一、自然界中的氮循环、氮气1自然界中的氮循环(1)自然循环(2)人类活动的影响通过化学方法把空气中的氮气转化成_，再转化成其他含氮化合物(如_、_等)。燃烧反应产生的_参与氮的循环。硝酸盐氮氧化物氨铵盐硝酸盐氮氧化物2氮的固定(1)含义：将空气中_的氮转化为_的过程。(2)分类游离态含氮化合物生物人工3氮气(1)物理性质颜色状态气味密度溶解性_比空气_溶于水无色气体无味稍小难(2)化学性质通常状况下，氮气的化学性质_，很难与其他物质发生反应。还原性a.实验探究实验装置实验操作现象硬质玻璃管内充入N2和O2，然后给硬质玻璃管两端的电极上通电，在硬质玻璃管内能产生火花气体颜色由_不活泼无色变为
3、红棕色2NOO2=2NO2N23H2 2NH3(3)氮气的主要用途氮气常用作保护气，用于焊接金属、填充灯泡、保存食品等。氮气是合成氨、制硝酸的主要原料。液氮可用作制冷剂，用于医学、科技等领域。即学即练1判断下列说法是否正确，正确的打“”，错误的打“”。(1)N2的性质非常稳定，因此可以作为很多物质的保护气()(2)工业上将NH3转化为其他铵态化肥属于人工固氮()(3)N2和O2在放电条件下会生成NO2()(4)N2中N元素价态为0价，处于中间价态，因此既有氧化性，又有还原性()(5)N2的密度比空气小，可以通过向下排空气法收集干燥的N2()(6)工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应()
4、2下列过程不属于固氮的是 ()A.雷电时生成氮的氧化物B.工业上用氢气与氮气合成氨C.植物的根从土壤中吸收铵根离子和硝酸盐D.豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为硝酸盐答案：C解析：A项，雷电时生成氮的氧化物，为自然固氮；B项，工业上用氢气与氮气合成氨，为人工固氮；C项，植物的根从土壤中吸收铵根离子和硝酸盐，不是将游离态氮转化为化合态氮，故不属于氮的固定；D项，豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为硝酸盐，为生物固氮。答案：C4为提高农作物产量，现代农业生产中需要大量含氮化合物做肥料。(1)下列固氮方法中，属于人工固氮的是_(填字母)。A.合成氨 B闪电固氮C.根瘤菌固氮 D仿生固氮E.用氨气合
5、成尿素ADCNH31还原氧化二、氮的氧化物1氮的氧化物的种类化合价12345对应氧化物 _N2ONON2O3NO2、N2O4N2O52.NO和NO2(1)物理性质。物质NONO2颜色_毒性有毒有毒溶解性_气味_气味无色红棕色难溶于水易溶于水无味刺激性(2)化学性质实验探究实验装置实验操作现象向充满NO气体的试管中通入O2气体颜色由_向充满NO2气体的试管中注入水气 体 逐 渐 减 少，颜 色 由_，得到无色溶液无色逐渐变为红棕色红棕色变为无色结论：在一定条件下，NO和NO2可以相互转化。a.NONO2：_(NO表现_)。b.NO2NO：_(NO2既表现_，又表现_)。2NOO2=2NO2还原性
6、3NO2H2O=2HNO3NO氧化性还原性(3)NO、NO2的其他性质即学即练1判断下列说法是否正确，正确的打“”，错误的打“”。(1)NO的密度比空气大，可以用向上排空气法收集NO()(2)氮的氧化物都是大气污染物，而且在一定条件下可相互转化()(3)NO2可用排水法收集，且可由NO和O2化合得到()(4)NO2和NaOH可发生反应：2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O，故NO2为酸性氧化物()(5)可用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别NO2和Br2()(6)在实验室里，NO和NO2均可用排水法收集 ()(7)NO能够与人体里血红蛋白结合，造成人体缺氧中毒()(8)汽车尾气中有NOx，主要
7、是汽油不充分燃烧引起的 ()2NO2可以用氢氧化钠溶液吸收或在一定条件下与氨气反应转化为无污染的物质，发生反应的化学方程式分别是2NO22NaOH=MNaNO3H2O，8NH36NO2=7X12H2O。则M、X代表的物质的化学式分别是 ()A.NaNO2、N2 BHNO2、N2C.NO、HNO3 DHNO3、N2答案：A解析：根据原子守恒，判断M为NaNO2，X为N2。3四支容积相同的试管中分别充满NO、SO2、NO2、Cl2中的一种，把它们分别倒立于盛有水的水槽中，充分放置后的现象如下图所示。其中原试管充满NO2的是 ()答案：B解析：根据3NO2H2O=2HNO3NO和NO难溶于水可知，将
8、充满NO2的试管倒立于盛有水的水槽中，水上升到试管容积的三分之二，符合条件的是B。4依据下图中氮元素及其化合物间的转化关系，判断下列说法不正确的是 ()A.X是N2O5B.可用排空气法收集NOC.工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸D.由NH3N2，从原理上看，可通过NH3与NO2反应实现答案：B5将一支充有12 mL NO2气体的试管倒置于水槽中，充分反应。(1)下列图示正确的是_(填字母)。(2)如水不能充满试管，需再向试管中缓缓充入O2，现象为_，最终充入_mL O2，才能使水全部充满。C无色气体变为红综色，液面逐渐上升3归纳总结(1)NO和O2反应，不能用排空气法收集，可以用排水法收
9、集，NO2和水反应，不能用排水法收集，可用向上排空气法收集。(2)NO不能和碱反应，NO2可以和碱反应生成硝酸盐、亚硝酸盐和水，但NO2不是酸性氧化物。(3)NO2可以使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色，不能用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别NO2气体和溴蒸气。核心素养核心素养氮的氧化物溶于水的计算例有一充有10 mL NO和NO2混合气体的试管，倒置于盛有水的水槽中，充分反应后，仍有6 mL无色气体，则原混合气体中NO和NO2体积比为 ()A14 B23C13 D41状元随笔明确反应，结合反应判断出剩余气体成分是解答本题的关键。答案：B提升盛有O2和NO2的混合气体的量筒倒立在盛有水的水槽中，过一段时间后
10、，量筒内气体的体积减小为原来的一半。则原混合气体中O2和NO2的体积比是 ()A21 B12C32 D31状元随笔解答本题关键要先判断反应的可能情况，即剩余气体可能是NO或O2，然后根据题中数量关系进行计算。答案：C关键能力氮氧化物与氧气、水反应的计算方法氮氧化物与O2混合通入水中时，剩余气体只能是NO或O2，不可能是NO2，因过量的NO2会与水反应生成NO，且形成溶液中的溶质为HNO3。有关混合气体(NO2、NO、O2等)与水反应的计算属重点计算题型，现分类说明解题方法。1关系式法3NO2H2O=2HNO3NO4NO2O22H2O=4HNO34NO3O22H2O=4HNO32NOO2=2NO
11、2不同情况及剩余气体的体积：序号气体反应剩余气体剩余气体的量NO2NONO2NONONO2O2无0O2NONOO2无0O2NO3得失电子守恒法对于“NONO2O2H2O”型，当反应后，无气体剩余，则N均被氧化为5价(存在于HNO3中)，O被还原为2价(存在于HNO3中)，得失电子情况如下：NO2eHNO3，NO3eHNO3，O24eHNO3。根据得失电子守恒知，n(NO2)3n(NO)4n(O2)。因实际应用中，气体量通常用体积表示，由阿伏加德罗定律的推论知，同温同压下气体的体积之比等于气体的物质的量之比，故又有V(NO2)3V(NO)4V(O2)。上述公式具有广泛的适用性，若体系中没有NO，
12、则V(NO)0，由此有V(NO2)4V(O2)；当体积中没有NO2时，则有3V(NO)4V(O2)。若将有关物质的已知量代入上述公式后能使等式成立，则气体恰好反应完全；若不能使等式成立，则数值较大的一侧对应的物质过量。应注意的是，无论是何种体系，最终剩余的气体不可能是NO2。学考学考评价价1下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是()A氮元素均被氧化B氮在自然界中存在形式有游离态和化合态C含氮无机物和含氮有机物可相互转化D碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环答案：A2某集气瓶中的气体呈红棕色，加入足量水，盖上玻璃片，振荡，得到橙色溶液，气体颜色消失，再移走玻璃片后，瓶中气体又变为红棕色，该气
13、体可能是下列混合气体中的(已知Br2蒸气呈红棕色，含Br2的溶液呈橙色)()AN2、NO2、Br2 BNO2、O2、NOCNO2、NO、N2 DN2、O2、Br2答案：A解析：集气瓶中气体呈红棕色，可能含Br2蒸气或NO2气体。加水原气体红棕色消失，溶液呈橙色，说明混合气体中一定含Br2蒸气；移走玻璃片后瓶中气体又变红棕色，说明原气体溶于水后产生了NO，NO由NO2溶于水得到，发生反应：3NO2H2O=2HNO3NO，故原混合气体中一定含有Br2蒸气和NO2气体。3化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是()ACO2属于大气污染物B酸雨是pH小于7的雨水CCO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形
14、成D大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧答案：D解析：二氧化碳不是大气污染物，但是却可以引起环境问题，例如大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧；正常雨水的pH为5.6，pH小于5.6的雨水是酸雨，NO2、SO2都会导致酸雨的形成。4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氮气既可做氧化剂又可做还原剂D1 mol N2可与3 mol H2完全反应生成2 mol NH3答案：D解析：N2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既可做氧化剂，又可做还原剂。N2与O2反应生成NO。5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NO2答案：B解析：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。答案：C