高中化学3.2.1氮气与氮的氧化物学案鲁科版必修1

1第2节氮的循环第1课时氮气与氮的氧化物学习目标定位：1.通过自然界中氮的循环，了解氮循环的基本过程，认识氮循环过程中的重要物质。2.通过了解生物固氮和人工固氮形式，认识氮气在一定条件下能够与氧气、氢气发生反应，并且了解氮的固定的相关知识。3.了解氮的两种氧化物：一氧化氮和二氧化氮的颜色、状态、溶解性，一氧化氮与氧气的反应，二氧化氮与水的反应。4.了解自然界中硝酸的形成。知识点一自然界中氮的循环【探究活动】观察下图，讨论：(1)大气中的N2转化为氮的化合物有哪几种途径？(2)大气中的N2怎样转化为动物蛋白？思考以上两个问题完成下列填空：(1)氮元素在自然界中的存在形式：______态和________态。(2)在自然界中，把空气中的氮气转变为含氮化合物的途径，一是豆科植物根部的________把空气中的氮气转变为______等；二是在______条件下，空气中少量的氮气与氧气化合生成____________。(3)人类活动的影响①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)。②燃烧反应产生的____________参与氮的循环。【学以致用】1．下列说法正确的是()A．氮气的化学性质稳定，通常不跟氧气发生化学反应B．空气中的含氮物质只有氮气C．森林失火会向空气中排放大量的二氧化碳，但不排放含氮化合物D．海洋中的含氮物质都溶解在水中2．下列关于氮气的叙述错误的是()A．氮气是一种无色无味的气体，易液化B．氮气是用作制氮肥和硝酸的原料C．氮气能用浓硫酸和碱石灰干燥D．氮气可用排水法收集知识点二氮气与氮的固定【探究活动】1．你了解氮气吗？请你从化学的角度来介绍一下氮气，预测氮气的化学性质是否活泼，完成下列填空。2氮气是一种____色、____味、____毒的气体，____溶于水。氮气是由氮原子构成的________分子，两个氮原子间共用____对电子，使每个原子都达到稳定结构。要破坏这种牢固的结合，需要很高的能量。故常温下，氮气的化学性质不活泼，很难与其他物质发生反应。2．闪电是大家非常熟悉的自然现象。你知道在雷电交加的时候，空气里的氮气和有关的含氮化合物发生了哪些化学反应，产生了哪些物质？为什么说“雷雨肥庄稼”？思考以上问题，完成下列填空。雷雨天气会发生反应：________________，生成的NO继续与O2反应：__________，NO2为红棕色、有刺激性气味、有毒的气体，易与水反应：____________，生成的硝酸随雨淋洒到土壤中，并与土壤中的矿物质作用生成能被作物吸收的硝酸盐类，从而促进了植物的生长，这也就是“雷雨发庄稼”的原因。3．植物只能利用化合态的氮，除了闪电等自然方法外，能否用人工的方法把空气中的氮气转化为植物可吸收的含氮化合物呢？通过大量实验研究，科学家们发现在一定条件下，氮气和氢气可以直接化合生成氨。(1)氮气与氢气反应的化学方程式为：________________________________________________________________________。(2)在相同条件下，像这样同时向正反两个方向进行的反应称为可逆反应。在可逆反应的化学方程式中用“”代替“===”。4．使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的方法叫做氮的固定，简称固氮。在下列反应中A．豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为硝酸盐B．雷雨时空气中的氮气和氧气化合生成一氧化氮C．工业合成氨D．一氧化氮和氧气合成二氧化氮，进而被水吸收生成硝酸属于氮的固定的是____________，属于自然固氮的是______。【学以致用】3．在NO2与水的反应中，NO2()A．只是氧化剂B．只是还原剂C．既是氧化剂，又是还原剂D．既不是氧化剂，又不是还原剂4．下列用途中，不是应用氮气的不活泼性的是()A．金属焊接时的保护气B．工业上合成氨C．灯泡的填充气D．用来保护粮食和水果知识点三一氧化氮和二氧化氮的性质【探究活动】1．阅读教材第76页有关内容，完成下表。NONO2颜色无色红棕色状态气体气体气味无味刺激性毒性有毒有毒3水溶性难溶易溶2.请用化学方程式表示NO与NO2的相互转化(1)NO→NO2：________________________________________________________________________；(2)NO2→NO：________________________________________________________________________。3．在通风橱中打开盛有一氧化氮气体的集气瓶，然后向集气瓶中加入少量水，试分析可能观察到的现象。4．现给你一试管二氧化氮，其他药品和仪器自选，根据上述反应，请你设计实验，要求尽可能多的使二氧化氮被水吸收。【学以致用】5．在一定温度和压强下，将装有N2和NO2混合气体的试管倒立在水槽中，经足够长的时间后，试管内气体的体积缩小为原体积的35，则原混合气体中N2与NO2的体积比是多少？1．氮的循环42．氮的氧化物溶于水的计算(1)NO和NO2的混合气体NO、NO2的混合气体溶于水时仅涉及反应①：可利用气体体积变化差值进行计算V剩＝V(NO)原＋13V(NO2)(2)NO2和O2的混合气体NO2和O2的混合气体溶于水时涉及反应③：其计算如下表：x＝V2V20x41x＝41x41反应情况O2过量，剩余气体为O2恰好完全反应NO2过量，剩余NO(3)NO和O2的混合气体NO、O2的混合气体溶于水时涉及反应④：其计算如下表：x＝VV20x43x＝43x43反应情况O2过量，剩余O2恰好反应无气体剩余NO过量，剩余NO第2节氮的循环第1课时氮气与氮的氧化物知识点一探究活动(1)游离化合(2)根瘤菌硝酸盐放电氮的氧化物(3)①氨氮肥硝酸②氮氧化物5学以致用1．A[假如氮气的化学性质不稳定，通常情况下就与氧气发生化学反应，那空气就不存在了；在放电条件下，空气中少量的氮气与氧气化合生成氮的氧化物；化石燃料燃烧、森林和农作物的枝叶燃烧，除了生成大量的二氧化碳外，还会生成氮氧化物，这些氮氧化物也会进入大气中；海洋中生存着大量的动物，它们体内的蛋白质都是含氮化合物。]2．A[A中氮气的沸点很低，一般不容易达到，故不易液化。]知识点二探究活动1．无无无难双原子三2．N2＋O2=====放电2NO2NO＋O2===2NO23NO2＋H2O===2HNO3＋NO3．(1)N2＋3H22NH34．ABCAB学以致用3．C[根据反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO中元素化合价的变化可判断：NO2中氮元素化合价既有升高又有降低。]4．B知识点三探究活动2．(1)2NO＋O2===2NO2(2)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO3．无色气体迅速变为红棕色，加入少量水振荡后，红棕色气体消失。4．将盛满二氧化氮的试管倒置于水槽中，然后慢慢向试管中通入氧气。学以致用5．NO2与水反应使气体的体积减小。设原混合气体的体积为5mL，反应后的气体体积为3mL，则：3NO2＋H2O===2HNO3＋NOΔV312V(NO2)5mL－3mL＝2mLV(NO2)＝3mLV(N2)∶V(NO2)＝(5mL－3mL)∶3mL＝2∶3