2019-2020年高中化学第3章第2节课时1自然界中氮的循环教案鲁科版必修12.doc

课时1自然界中氮的循环目标与素养：1.了解氮及其氧化物的主要性质。(宏观辨识)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。(社会责任)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N2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(1)NO的收集：排水法。(2)NO2的收集：向上排空气法。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，又是还原剂答案D对氮气性质的理解1.通常情况下氮气的化学性质很不活泼，很难和其他物质发生化学反应。2氮元素有多种变价，N2中氮元素为0价，处于中间价态，故N2既有氧化性，又有还原性。N2与O2反应表现还原性，N2与H2、Mg等活泼金属反应表现氧化性。N2与Mg反应：N23MgMg3N2。【典例1】下列关于N2性质的叙述中错误的是()A任何物质在氮气中都不能燃烧B氮气既具有氧化性，又具有还原性C将空气中的氮气转变成含氮化合物属于氮的固定D氮气与氧气在一定条件下反应生成一氧化氮A活泼金属如钠、镁、铝等可以在N2中燃烧。1下列反应起到了固氮作用的是()A工业上N2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由定义知，氮的固定是将空气中游离态的氮转化成含氮化合物。2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在放电时反应生成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。NO、NO2性质的对比物质NONO2色、态、味、毒性无色、无味、有毒气体红棕色、有刺激性气味、有毒气体水溶性不溶于水易溶于水与氧气反应2NOO2=2NO2不反应与水反应不反应3NO22H2O=2HNO3NO(自身氧化还原)与氧气、水同时作用4NO3O22H2O=4HNO34NO2O22H2O=4HNO3氧化性6NO4NH35N26H2O6NO28NH3=7N212H2O(NO2能将I氧化为I2，能使湿润的淀粉KI试纸变蓝)【典例2】下列关于氮的氧化物的说法中，正确的是()A氮的氧化物都是酸性氧化物B氮的氧化物都既有氧化性，又有还原性CNO2与H2O反应生成HNO3，所以NO2对应的同价酸是HNO3D只能用排水法收集NO答案DNO、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。1下列关于NO和NO2的说法中正确的是()ANO2是红棕色气体，易溶于水，属于酸性氧化物BNO2可由N2和O2直接化合得到CNO和NO2均既可以用排空气法收集又可以用排水法收集DNO和NO2在一定条件下可以相互转化DA项，NO2不是酸性氧化物；B项，在高温或放电条件下，N2和O2直接化合生成NO；C项，NO易与空气中的氧气反应生成NO2，不能用排空气法收集，NO2能与水反应，不能用排水法收集；D项，NO和氧气反应生成NO2，NO2与水反应生成HNO3和NO。2将盛有氮气和二氧化氮混合气体的试管倒立于水中，经过足够长时间后，试管内气体的体积缩小为原来的一半，则原混合气体中氮气与二氧化氮的体积比是()A11 B12 C13D31C气体体积缩小，是由NO2溶于水引起的：3NO2H2O=2HNO3NO，假设气体总体积为1 L，NO2的体积为x L，则N2的体积为(1x) L，则：x(1x)0.5，x，N2与NO2的体积比为13。C正确。1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。2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。3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。4一定条件下，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。5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：在汽车的排气管上装一个催化转化装置，使NO与CO反应，生成CO2和N2。反应的化学方程式为_。(3)下列措施中，能减少或控制汽车尾气污染有效且可行的是_。制定严格的汽车尾气排放标准，并严格执行开发清洁能源汽车，如氢能汽车、太阳能汽车等市民出行戴防护面具市民大量移居城市郊区答案(1)空气中的N2与O2在放电条件下产生NO：N2O22NO(2)2NO2CON22CO2(3)