5.2.1氮氣和氮的氧化物-高一化學課堂高效講義（人教版2019）（原卷版）

第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第二節(jié)氮及其化合物第1課時氮氣氮的氧化物課程標準解讀核心素養(yǎng)解讀結(jié)合真實情境中的應用實例或通過實驗探究，了解氮及其重要化合物的主要性質(zhì)，認識這些物質(zhì)在生產(chǎn)中的應用和對生態(tài)環(huán)境的影響。結(jié)合實例認識金屬、非金屬及其化合物的多樣性，了解通過化學反應可以探索物質(zhì)性質(zhì)、實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化，認識物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化在自然資源綜合利用和環(huán)境保護中的重要價值。宏觀辨識與微觀探析：根據(jù)氮的原子結(jié)構(gòu)知識，應用前一節(jié)掌握的研究非金屬單質(zhì)性質(zhì)的基本思路預測氮的化學性質(zhì)，加強學生能從物質(zhì)的微觀層面理解其組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的聯(lián)系，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定應用”的觀念?？茖W態(tài)度與社會責任：滲透條件對化學反應的影響，認識氮的固定對人類生存的重要意義。深刻理解化學、技術(shù)、社會和環(huán)境之間的相互關系，能運用已有知識和方法綜合分析化學過程對自然可能帶來的各種影響，權(quán)衡利弊勇于承擔責任，積極參與有關化學問題的社會決策。科學探究與創(chuàng)新意識：通過對噴泉實驗原理、實驗室制備氨氣的探討培養(yǎng)學生科學探究與實驗創(chuàng)新的化學核心素養(yǎng)，理解氨的噴泉實驗原理，體會性質(zhì)決定用途的核心觀念。一、氮氣和氮的固定1.物理性質(zhì)氮氣是一種________色、________味氣體，密度比空氣________（標況下）。氮氣在水中的溶解度________，________溶于水，通常情況下，。2.分子結(jié)構(gòu)氮氣分子的電子式，結(jié)構(gòu)式。________非常穩(wěn)定，很難斷裂。3.化學性質(zhì)常溫下，N2的化學性質(zhì)比較穩(wěn)定，但在高溫、放電、點燃等條件下，N2能與H2、O2、Mg等發(fā)生化學反應。（1）氧化性：N2+3H22NH3，N2+3MgMg3N2（________固體），N2+6Li2Li3N。（2）還原性：與O2的化合（放電或高溫條件下）N2+O22NO（閃電時發(fā)生）N2+O22NO（汽車引擎中發(fā)生）4.用途①工業(yè)合成氨，制硝酸、________的原料。②代替稀有氣體做焊接金屬的保護氣。③填充在燈泡中，防止鎢絲被________或揮發(fā)。④保存糧食、水果等食品，防止________。⑤醫(yī)學上用液氮做________劑，在冷凍麻醉下進行手術(shù)。5.氮氣的制備6.氮的固定（1）定義：將大氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為________的過程叫氮的固定，簡稱________。（2）分類：二、氮氧化物1.氮元素的氧化物有+1、+2、+3、+4、+5等五種化合價，對應六種化合物。種類物理性質(zhì)穩(wěn)定性N2O笑氣，________有甜味氣體，________毒，能溶于水，常用做麻醉劑在室溫下穩(wěn)定，在高溫下能分解成氮氣和氧氣NO無色、無味的________毒氣體（與血紅蛋白結(jié)合，使人中毒），難溶于水，大氣污染物之一極易在空氣里被氧化成NO2NO2紅棕色有刺激性氣味的有毒氣體，低于21.1℃時為暗褐色液體，易溶于水，易________較活潑，易發(fā)生二聚反應N2O4無色氣體較活潑，受熱易分解N2O3（亞硝酸酸酐）紅棕色氣體，低溫時為深藍色液體或藍色固體不穩(wěn)定，常壓下即可分解為NO、NO2N2O5（硝酸酸酐）無色固體易升華，易分解【注意】（1）NO2與水反應：3NO2+H2O2HNO3+NO（2）NO、NO2的尾氣吸收：2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2ONO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O（3）NO的檢驗：2NO+O22NO2（無色氣體和空氣接觸后變?yōu)榧t棕色）（4）兩個計算所用的方程式：4NO+3O2+2H2O4HNO34NO2+O2+2H2O4HNO32.氣體和溴蒸氣的鑒別3.氮氧化合物的用途①利用的________性，作火箭推進劑偏二甲肼（）或肼（）的氧化劑。②在生物系統(tǒng)中對神經(jīng)傳遞起關鍵作用，生物體內(nèi)可以自己合成，它在生物體內(nèi)很多地方扮演著信使的作用，比如神經(jīng)傳遞、記憶、血管舒張等，所以也被稱為________。突破點一|有關氮的氧化物溶于水的計算3NO2＋H2O=2HNO3＋NO①2NO＋O2=2NO2②由方程式①×2＋②得：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3③由方程式①×2＋②×3得：4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3④氮的氧化物溶于水的計算大致有以下三種類型：1．NO和NO2的混合氣體NO、NO2的混合氣體溶于水時僅涉及反應①：可利用氣體體積變化差值進行計算。V剩=V（NO）原+V（NO2）2．NO2和O2的混合氣體NO2和O2的混合氣體溶于水時涉及反應③：其計算依據(jù)如下：3．NO和O2的混合氣體NO、O2的混合氣體溶于水時涉及反應④：其計算依據(jù)如下：1．（2023下·甘肅·高一民勤縣第一中學校聯(lián)考期中）如圖所示，在注射器里吸入，然后吸入水。若再吸入，夾住彈簧夾，讓內(nèi)外大氣壓相同，觀察。下列敘述正確的是A．可觀察到注射器內(nèi)氣體由無色變成紅棕色，最后變成無色B．可觀察到注射器的活塞緩緩向右移動C．最終剩余氣體體積約為D．所得硝酸溶液的濃度約為2．（2023下·廣東佛山·高一順德市李兆基中學?？茧A段練習）將盛12mL一氧化氮和36mL二氧化氮混合氣體的燒瓶倒置于水中，通入一定量的氧氣，完全反應后，剩余氣體體積為4mL，且該氣體不支持燃燒，則充入的氧氣的體積為A．15mL B．18mL C．20mL D．22mL3．（2023下·甘肅金昌·高一永昌縣第一高級中學?？计谥校⒀b有混合氣體的量筒倒立于水槽中，反應后氣體體積縮小為，則原混合氣體中的體積為A． B． C． D．4．（2022上·河南鄭州·高一河南省實驗中學?？茧A段練習）將盛有NO2和N2混合氣體的試管倒立于水中，經(jīng)過足夠長的時間后，試管內(nèi)氣體體積縮小為原體積的一半，原混合氣體中N2與NO2的體積比為A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．3：11．（2023上·福建三明·高一三明一中?？茧A段練習）下列不屬于氮的固定過程的是A．工業(yè)合成氨B．雷雨天氣中，N2與O2在閃電作用下轉(zhuǎn)化為NOC．硝酸見光分解D．豆科植物根瘤菌吸收氮2．（2023下·四川成都·高一成都七中?？计谀┫铝嘘P于自然界中氮循環(huán)的說法錯誤的是A．氮肥的有效成分均為銨鹽B．雷電作用固氮中氮元素被氧化C．人工固氮主要是通過控制條件將氮氣轉(zhuǎn)化為氮的化合物D．動物排泄物中的氮元素被細菌分解進入大氣3．（2023下·高一課時練習）下列關于氮及其化合物的說法不正確的是A．N2的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，因而氮氣不能支持任何物質(zhì)的燃燒B．液氨汽化時要吸收大量熱，因而液氨可用作制冷劑C．NO、NO2均具有還原性D．為防止糧食、罐頭、水果等食品發(fā)霉腐爛，常用氮氣作保護氣4．（2023下·四川成都·高一成都實外?？计谀╆P于氮氣的下列說法不正確的是A．氮氣穩(wěn)定是因為其分子中存在氮氮三鍵，鍵能大B．氮氣在一定條件下可與某些物質(zhì)反應，生成的產(chǎn)物都是共價化合物C．工業(yè)上采用將空氣液化、蒸發(fā)方法分離制得氮氣D．利用液氮制造低溫環(huán)境，可使某些超導材料獲得超導性能5．（2023上·高一課時練習）下列有關氮氣的說法正確的是A．氮氣是由氮原子構(gòu)成的雙原子分子，所以化學性質(zhì)不活潑B．醫(yī)學上常用液氮作冷凍劑，在冷凍麻醉條件下做手術(shù)，是利用氮氣化學性質(zhì)的不活潑性C．H2與N2在一定條件下反應生成NH3，反應中H2體現(xiàn)還原性D．電閃雷鳴的雨天，雨水中會含有一定量的硝酸，其中可能發(fā)生的反應有N2+2O22NO21．（2023下·黑龍江·高一統(tǒng)考學業(yè)考試）習近平總書記在二十大報告中指出：“持續(xù)深入打好藍天、碧水、凈土保衛(wèi)戰(zhàn)”。國產(chǎn)電動汽車的發(fā)展，體現(xiàn)了這一理念，減少了氮氧化物的排放。是典型的氮氧化物，危害人體健康。下列關于敘述正確的是A．有毒氣體 B．黃綠色氣體 C．難溶于水 D．密度比空氣小2．（2023下·高一課時練習）下列對NO和NO2的描述正確的是A．NO2與水的反應中，NO2既是氧化劑又是還原劑B．NO是無色氣體，可用向上排空氣法收集C．NO2可由N2和O2直接化合得到D．從元素化合價角度看，NO只有還原性3．（2023下·甘肅·高一民勤縣第一中學校聯(lián)考期中）薯條等膨化食品袋子里填充的是食品級氮氣。下列有關氮及其化合物說法正確的是A．和都可穩(wěn)定存在于空氣中B．既具有氧化性，又具有還原性C．為增加肥效，碳酸氫銨和熟石灰混合使用D．銨鹽受熱分解一定生成4．（2023上·遼寧大連·高一大連市金州高級中學?？茧A段練習）隨著我國汽車年銷量的大幅增加，空氣環(huán)境受到了很大的污染。汽車尾氣裝置里，氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的過程如圖所示，下列說法正確的是A．催化轉(zhuǎn)化中，O2在催化劑表面將NO氧化為NO2B．反應中NO為氧化劑，N2為氧化產(chǎn)物C．汽車尾氣的主要污染成分包括CO2、NO和N2D．液氨可作為汽車未來的新能源，反應為：4NH3+3O2=2N2+6H2O，反應中NH3的氫元素被氧化5．（2023上·江蘇南通·高一統(tǒng)考階段練習）氮的氧化物均是空氣污染物，燃油發(fā)動機工作時會產(chǎn)生NO，若要將NO轉(zhuǎn)化為，從性質(zhì)考慮下列物質(zhì)中可以選擇與之反應的是A．CO B．NaClO C． D．6．（2023上·河南周口·高三統(tǒng)考期中）某混合氣體中可能含有、、、NO、HCl中的兩種或多種氣體?，F(xiàn)將此混合氣體通入溶液中，生成白色沉淀，把剩余的無色氣體排入空氣中，很快變?yōu)榧t棕色。下列說法正確的是A．原混合氣體中一定含有、NO和B．原混合氣體中一定不含有HClC．紅棕色氣體為純凈的氣體D．若向濾出白色沉淀后的濾液中加入溶液可確定原混合氣體中是否含有HCl氣體7．（2023上·江蘇連云港·高一江蘇省贛榆高級中學?？茧A段練習）某化學研究小組設計利用硝酸工業(yè)尾氣(只含NO、NO2)制備亞硝酸鈉(NaNO2)的工藝流程如下。已知：。下列說法錯誤的是A．NO2為非電解質(zhì)B．用硝酸尾氣制備的NaNO2中可能含有NaNO3C．尾氣中NO2的含量越高，NaNO2的純度越高D．標準狀態(tài)下，aL的硝酸尾氣用NaOH溶液完全吸收，至少消耗a/22.4molNaOH8．（2024上·山東濟寧·高三統(tǒng)考期末）沸石分子篩選擇性催化還原的循環(huán)過程如圖所示。下列說法正確的是A．反應過程中催化劑未參與電子得失 B．步驟一中與的物質(zhì)的量之比為C．每生成理論上消耗 D．所有步驟均有氧化還原反應發(fā)生9．（2023下·北京大興·高一統(tǒng)考期中）下列關于一氧化氮()性質(zhì)的描述中，不正確的是A．紅棕色氣體 B．能與氧氣反應C．相同條件下密度比空氣的略大 D．不能與水反應10．（2023下·新疆伊犁·高一校聯(lián)考期末）某無色混合氣體中可能含有N2、O2、SO2、NO、NO2，現(xiàn)將此混合氣體通過品紅溶液后，品紅溶液褪色，把剩余氣體排入空氣中，很快變?yōu)榧t棕色。下列對于該混合氣體成分的判斷中正確的是A．肯定有NO B．肯定只有SO2C．可能有N2和O2 D．肯定沒有的氣體只有NO211．（2023下·黑龍江大慶·高一大慶實驗中學校考期中）下列過程不屬于氮的固定的是A．雷電作用 B．人工合成氨C．豆科植物的根瘤菌固氮 D．氮氧化物形成酸雨12．（2023下·山東菏澤·高一山東省鄄城縣第一中學?？茧A段練習）無色的混合氣體甲、可能含中的幾種，將甲氣體經(jīng)過如圖所示實驗的處理，結(jié)果得到酸性溶液，而幾乎無氣體剩余，則甲氣體的組成A．、、 B．、、C．、、 D．的體積分數(shù)為20%二、填空題13．（2024下·高一課時練習）為了有效實現(xiàn)NO和NO2的相互轉(zhuǎn)化，設計如圖實驗。按圖組裝好實驗裝置，并檢查裝置氣密性，實驗前用排水法收集半瓶NO氣體。(1)打開止水夾，推動針筒活塞，使氧氣進入燒瓶，觀察到的現(xiàn)象是_______________________，產(chǎn)生此現(xiàn)象的化學方程式為_______________________。(2)關上止水夾，輕輕搖動燒瓶，觀察到的現(xiàn)象為①_______________________；②_______________________，產(chǎn)生此現(xiàn)象的化學方程式為_______________________。(3)燒杯中盛放的是酸性高錳酸鉀溶液，能吸收尾氣，已知NO能與MnO在酸性條件下反應生成NO和Mn2＋，寫出該反應的離子方程式_______________________。14．（2023下·浙江紹興·高一統(tǒng)考期末）化合物X由三種元素組成，某研究性學習小組設計并完成如下實驗：請回答：(