課時(shí)1　自然界中氮的循環(huán)

1、第2節(jié)氮的循環(huán)課時(shí)1自然界中氮的循環(huán)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解氮及其氧化物的主要性質(zhì)。(重點(diǎn))2.認(rèn)識(shí)氮及其化合物在生產(chǎn)中的應(yīng)用和對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。自 主 預(yù) 習(xí)·探 新 知一、自然界中氮的循環(huán)1氮元素在自然界中的存在形式：游離態(tài)和化合態(tài)。2自然界中氮的循環(huán)3人類活動(dòng)的影響(1)氮?dú)獍睔獾省⑾跛岬群衔铩?2)燃燒反應(yīng)產(chǎn)生的氮氧化物參與氮的循環(huán)。二、氮?dú)獾男再|(zhì)和氮?dú)獾墓潭?物理性質(zhì)顏色狀態(tài)氣味密度水溶性無(wú)色氣態(tài)無(wú)味空氣難溶2.化學(xué)性質(zhì)(1)N2與O2反應(yīng)打雷時(shí)或汽車引擎中發(fā)生的反應(yīng)為N2O22NO。(2)N2與H2的反應(yīng)可逆反應(yīng)：在相同條件下能同時(shí)向正反兩個(gè)方向進(jìn)行的反應(yīng)為可逆反應(yīng)。可

2、逆反應(yīng)的化學(xué)方程式用“”代替“=”。合成氨的化學(xué)反應(yīng)方程式為。微點(diǎn)撥：(1)氮分子中兩個(gè)氮原子之間存在很強(qiáng)的作用力，故N2性質(zhì)很穩(wěn)定。(2)可逆反應(yīng)必須滿足“兩同”：相同條件；正反方向同時(shí)進(jìn)行。3氮的固定(1)定義：使空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過(guò)程。(2)分類氮的固定三、氮的氧化物1氮的氧化物氮的化合價(jià)12345對(duì)應(yīng)氧化物N2ONON2O3NO2、N2O4N2O52.NO和NO2(1)物理性質(zhì)物質(zhì)顏色狀態(tài)氣味毒性水溶性NO無(wú)色氣態(tài)無(wú)味有毒難溶于水NO2紅棕色氣態(tài)刺激性有毒易溶于水(2)相互轉(zhuǎn)化NONO2：2NOO2=2NO2。NO2NO：3NO2H2O=2HNO3NO。微點(diǎn)撥：NO和N

3、O2的收集方法：NO的收集：排水法。NO2的收集：向上排空氣法?；A(chǔ)自測(cè)1判斷正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)化合態(tài)的氮元素只顯一種價(jià)態(tài)。()(2)N2在通常狀況下與O2反應(yīng)生成NO2。()(3)合成氨反應(yīng)屬于自然固氮中的高能固氮。()(4)2H2O2H2O2和2H2O22H2O屬于可逆反應(yīng)。()【答案】(1)×(2)×(3)×(4)×2下列敘述中與氮的固定無(wú)關(guān)的是()A工業(yè)合成氨B工業(yè)上將氨轉(zhuǎn)化成硝酸和其他氮的氧化物C豆科植物的根瘤菌吸收空氣中的氮?dú)馐怪D(zhuǎn)化成植物蛋白質(zhì)D電閃雷鳴的雨天，N2與O2會(huì)發(fā)生反應(yīng)并最終轉(zhuǎn)化為硝酸鹽被植物吸

4、收B氮的固定過(guò)程是使游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮，B項(xiàng)，NH3轉(zhuǎn)化為HNO3不符合要求。3NO2與水的反應(yīng)可表示為3NO2H2O=2HNO3NO，關(guān)于此反應(yīng)的下列說(shuō)法中正確的是()A氮元素的化合價(jià)沒(méi)有發(fā)生變化BNO2只是氧化劑 CNO2只是還原劑DNO2既是氧化劑，又是還原劑D合 作 探 究·攻 重 難氮?dú)獾男再|(zhì)、用途思考交流(1)實(shí)驗(yàn)室可以通過(guò)向下排空氣法收集氮?dú)鈫?？【提示】不能。由于氮?dú)獾拿芏扰c空氣的接近，所以既不能用向上排空氣法也不能用向下排空氣法收集，應(yīng)用排水法收集。(2)在化學(xué)反應(yīng)中氮?dú)庵蛔餮趸瘎﹩?？【提示】不?duì)。氮?dú)馐欠墙饘賳钨|(zhì)，在化學(xué)反應(yīng)中既可以作氧化劑又可以作還原劑，如

5、與H2、Mg反應(yīng)作氧化劑，與O2反應(yīng)作還原劑。(3)將1 mol N2、3 mol H2充入密閉容器中，在一定條件下反應(yīng)，能否得到2 mol NH3？原因是什么？【提示】不能。因?yàn)楹铣砂钡姆磻?yīng)是可逆反應(yīng)，不能完全進(jìn)行到底。1物理性質(zhì)：氮?dú)獾拿芏扰c空氣的接近，只能用排水法收集。2結(jié)構(gòu)、化學(xué)性質(zhì)“一惰性、兩反應(yīng)”。氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，通常狀況下，很難與其他物質(zhì)反應(yīng)，但是在一定條件下，也能與氫氣、氧氣等反應(yīng)。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練下列關(guān)于氮?dú)庑再|(zhì)的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是()A通常情況下，氮?dú)庑再|(zhì)很不活潑B可在氧氣中燃燒，生成一氧化氮 C通常情況下，氮?dú)庠谒械娜芙舛群苄跟氫氣在一定條件下發(fā)生反應(yīng)時(shí)，氮?dú)馐茄趸瘎〣N2

6、不能在O2中燃燒，與O2在通過(guò)閃電時(shí)反應(yīng)生成NO，B錯(cuò)；氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)時(shí)，氮元素的化合價(jià)降低，氮?dú)庾餮趸瘎珼對(duì)。氮的氧化物溶于水的計(jì)算思考交流(1)把一支充滿NO2氣體的試管倒置在水槽中充分反應(yīng)后，水能否充滿試管？【提示】不能。NO2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為3NO2H2O=2HNO3NO，由此可知最后水只能充滿整個(gè)試管的2/3。(2)NO2和O2混合氣體的體積之比大于41，最后得到的氣體為NO2嗎？【提示】不是。NO2和O2混合氣體的體積之比大于41時(shí)，NO2過(guò)量，但過(guò)量的NO2氣體再與水反應(yīng)生成HNO3和NO，所以最后得到的氣體為NO。(3)向一支充有10 mL NO的試管中通人多少O2才能

7、使水充滿整個(gè)試管？【提示】已知2NOO2=2NO2 3NO2H2O=2HNO3NO 由方程式×3×2得：4NO3O22H2O=4HNO3，即當(dāng)NO和O2的體積比為43時(shí)水可以充滿試管，需通入7.5 mL O2。氮的氧化物溶于水的反應(yīng)分析2NOO2=2NO2 3NO2H2O=2HNO3NO 1由×2得4NO2O22H2O=4HNO3，當(dāng)體積比：2由×3×2得4NO3O22H2O=4HNO3，當(dāng)體積比：V(NO)V(O2)對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練將10 mL充滿NO2和O2的混合氣體的試管，倒置在水槽中，反應(yīng)停止后試管內(nèi)剩余2 mL的無(wú)色氣體，求原混合氣體中NO2

8、和O2各多少毫升?！窘馕觥咳羰Ｓ嗟氖荖O，可以看成先發(fā)生了反應(yīng)4NO2O22H2O=4HNO3。剩余的NO2又與水作用，最終有2 mL NO產(chǎn)生。由反應(yīng)3NO2H2O=2HNO3NO得剩余的NO2體積為2 mL×36 mL。則原有O2的體積為(10 mL6 mL)×0.8 mL，NO2體積為10 mL0.8 mL9.2 mL。若剩余的是O2，則有10 mL2 mL8 mL NO2和O2的混合氣體按4NO2O22H2O=4HNO3進(jìn)行反應(yīng)。所以NO2的體積為8 mL×6.4 mL，O2的體積為10 mL6.4 mL3.6 mL?！敬鸢浮咳羰Ｓ嗟氖荖O，則原混合氣體中

9、NO2和O2的體積分別為9.2 mL和0.8 mL。若剩余的是O2，則原混合氣體中NO2和O2的體積分別為6.4 mL和3.6 mL。當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)·固 雙 基1起人工固氮作用的化學(xué)反應(yīng)是()AN2與H2在一定條件下合成NH3BNO與O2反應(yīng)生成NO2CNH3被O2氧化成NO和H2OD由NH3制備化肥NH4HCO3A固氮的方式有自然固氮和人工固氮，工業(yè)合成氨為人工固氮，雷雨天氣產(chǎn)生NO氣體屬于自然固氮，另外，豆科植物的根瘤菌能將空氣中的氮?dú)庵苯愚D(zhuǎn)化為植物體內(nèi)的蛋白質(zhì)，也屬于自然固氮。2下列有關(guān)氮?dú)獾臄⑹鲋?，錯(cuò)誤的是()A工業(yè)上，氮?dú)獬Ｓ米骱附咏饘俚谋Ｗo(hù)氣B在雷雨天，空氣中的N2和O2

10、可反應(yīng)生成NOC氮?dú)饧瓤勺餮趸瘎┯挚勺鬟€原劑D1 mol N2可與3 mol H2完全反應(yīng)生成2 mol NH3DN2與H2的反應(yīng)屬于可逆反應(yīng)，1 mol N2和3 mol H2不可能完全反應(yīng)生成2 mol NH3，故D項(xiàng)錯(cuò)誤；因氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很不活潑，常用作焊接金屬的保護(hù)氣；N2中的氮元素為0價(jià)，處于中間價(jià)態(tài)，故N2既可作氧化劑，又可作還原劑。3下列對(duì)氮的氧化物的敘述中，正確的是()A氮的氧化物都是無(wú)色氣體B氮的氧化物都難溶于水C氮的氧化物都是酸性氧化物D氮的氧化物都是大氣污染物DNO2是紅棕色，A不正確；NO2易溶于水，B不正確；NO不是酸性氧化物，C不正確；氮的氧化物均是大氣污染物，D正

11、確。NO、NO2均不屬于酸性氧化物。酸性氧化物是能夠與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物，而且生成的鹽是該氧化物同價(jià)態(tài)的含氧酸所對(duì)應(yīng)的鹽。NO不能與堿反應(yīng)，NO2與NaOH溶液的反應(yīng)為：2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O。4運(yùn)載火箭的推進(jìn)劑引燃后產(chǎn)生的氣體主要是CO2、H2O、N2、NO，這些氣體均為無(wú)色，但在衛(wèi)星發(fā)射現(xiàn)場(chǎng)看到火箭噴出大量紅色煙霧。產(chǎn)生紅色煙霧的原因是 ()A高溫下N2遇空氣生成NO2BNO遇空氣生成NO2CCO2遇NO反應(yīng)生成CO和NO2DNO和H2O反應(yīng)生成H2和NO2B根據(jù)火箭噴出的大量紅色煙霧可推知其應(yīng)是NO2，而高溫下N2與O2不能生成NO2。5一定條件下，將等體積

12、的NO和O2的混合氣體置于試管中，并將試管倒立于水槽中，充分反應(yīng)后剩余氣體的體積為原總體積的() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：42482088】A. B. C. D.C由于NO和O2等體積，故二者等物質(zhì)的量，當(dāng)二者溶于水時(shí)，發(fā)生反應(yīng)4NO3O22H2O=4HNO34 mol 3 mol設(shè)初始時(shí)NO和O2的物質(zhì)的量均為4 mol，則4 mol NO反應(yīng)掉3 mol O2，還剩余1 mol O2，則剩余O2為原氣體的。6目前，汽車尾氣已成為許多大城市空氣的主要污染源。汽車尾氣中含有CO、NO等多種污染物。 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：42482089】(1)汽車燃料中一般不含氮元素，尾氣中所含的NO是如何產(chǎn)生的？說(shuō)明原因并寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(2)治理汽車尾氣中NO和CO的一種方