人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物第一课时导学案

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氮及其化合物导学案 第一课时【教学目标】1.了解氮气的主要性质，认识其在生产中的应用。2．了解二氧化氮、一氧化氮的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。【教学重难点】氮氧化物的性质。一、氮元素1、“位——构——性”氮在元素周期表中的位置原子结构示意图主要化合价 第二周期、第ⅤA族 -3、0、+2、+4、+52、存在形式：主要以氮分子的形式存在于空气中。（1）物理性质：无色、无味、难溶于水，密度与空气相近，约占空气体积的4/5。（2）化学性质①稳定性：通常情况下很稳定，难与其他物质反应，原因是氮氮三键键能很大。②与氢气反应N2+3H22NH3③与氧气反应：N2+O22NO④与金属镁反应：N2+3MgMg3N2【思考】镁条在空气中燃烧，固体产物有几种？ 3、氮的固定（1）含义：将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。（2）分类：①自然固氮：大自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气转化为含氮的化合物，或豆科植物根瘤菌将氮气转化为氨。②人工固氮：如工业合成氨。【练习】1.下列关于氮气的叙述，正确的是（    ）A．氮气性质稳定，即使在高温下也很难跟其他物质发生反应            B．氮气比空气密度小，且不溶于水 C．氮气无氧化性，也无还原性，不跟其他物质反应       D．氮气可与许多物质发生化学反应，所以氮气的化学性质活泼【答案】B二、一氧化氮、二氧化氮 NONO2色、味、态无色无味气体红棕色气体，有刺激性气味毒性有毒，大气污染物之一有毒，大气污染物之一水溶性不溶于水易溶于水与氧气反应2NO+O22NO2 与水反应 3NO2+H2O2HNO3+NO与氧气、水反应4NO+3O2+2H2O4HNO34NO2+O2+2H2O4HNO3与NaOH溶液反应2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2ONO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O 氧化/还原性有氧化性，但通常表现强还原性能氧化S2－、I－、Fe2+等离子，NO2能使湿润的淀粉KI试纸变蓝【思考】二氧化氮与溴蒸气的鉴别方法？（1）水溶法：分别向盛有二氧化氮和溴蒸气的集气瓶中倒入适量的蒸馏水，振荡集气瓶使气体溶解，观察现象。若集气瓶中形成了无色溶液，被溶解的气体为NO2。若集气瓶中形成了橙色溶液，被溶解的气体为溴蒸气。（2）硝酸银溶液试验法：将两种气体分别通入稀AgNO3溶液中，观察现象。若溶液中无明显现象，被检验的气体为NO2；若溶液中生成淡黄色沉淀，被检验的气体为溴蒸气。（3）有机溶剂溶解：分别将两种气体通入汽油中，气体不溶解的为NO2，得到橙色溶液的原气体为溴蒸气。注意：不能用湿润的KI－淀粉试纸检验，因为两种气体都能使试纸变蓝色。【练习】2. 有一充有20 mL NO2和O2混合气体的试管，倒置于盛有水的水槽中，充分反应后，仍有10 mL无色气体，则原混合气体中NO2与O2体积比为（气体体积均在相同状况下测得）（    ） A．2∶3 B．3∶2 C．3∶1             D．2∶5【答案】A【课后练习】1.为除去混入NO中的少量NO2，应将气体通过（     ）A．Na2CO3溶液     B．NaHCO3溶液     C．H2O     D．浓硫酸【答案】C2.氮元素在海洋中的循环是整个海洋生态系统的基础和关键，海洋中无机氮的循环过程如下图所示，下列说法正确的是（     ）A．①～⑤均发生了氧化还原反应B．③、④反应均属于氮的固定C．NH4+、NO2－、NO3－的含量影响海洋生物的生长D．生物死亡后，氮不会参与海洋中的氮循环【解析】选C。①过程是N2溶于海水的过程，不属于氧化还原反应，A选项错误；氮的固定是将N2变成氮的化合物的过程，③、④反应均是化合态的氮转化成游离态氮的过程，不属于氮的固定，B选项正确；氮元素的植物生长的营养素，所以NH4+、NO2－、NO3－的含量影响海洋生物的生长，C选项正确；生物死亡后尸体腐烂、分解，使氮元素从新回归自然界，进而参与海洋中的氮循环，D选项错误。3.在一定条件下，将6体积的NO2（不考虑N2O4）和一定体积的NO置于试管中，并将试管倒置于水中，当通入4.5体积的O2充分反应后，剩余1.5体积气体，则原NO体积可能为（     ）①3体积②4体积③5体积④5.5体积⑤2体积A．③        B．⑤       C．④或⑤      D．②或⑤【解析】选C。本题的关键在于理解剩余的1.5体积气体，可能是一氧化氮，也有可能是氧气。若是一氧化氮，则氧气全部反应，根据4NO2+O2+2H2O4HNO3，二氧化氮完全反应消耗1.5体积氧气，剩余3体积氧气应该被4体积一氧化氮消耗，所以一氧化氮体积为4体积+1.5体积＝5.5体积；若剩余的为氧气，则反应过程中一氧化氮消耗的氧气为1.5体积，那么一氧化氮的体积是2体积。4.事实上，很多非金属氧化物在一定条件下都能与Na2O2反应，且反应极有规律。如：Na2O2+SO2Na2SO4，2Na2O2+2SO32Na2SO4+O2。据此，你认为下列反应方程式中正确的是（     ）①2Na2O2+2N2O54NaNO3+O2↑②Na2O2+2NO22NaNO2+O2③2Na2O2+2N2O34NaNO2+O2④Na2O2+N2O42NaNO3A．①②         B．②③        C．③④         D．①④【解析】选D。依据所给的例子可以知道：当Na2O2与最高价态的氧化物反应生成该元素的最高价态的含氧酸盐和氧气，如果是和较低价态的氧化物反应生成该元素的最高价态的含氧酸盐。①N2O5是最高价态的氮的氧化物，因此Na2O2与N2O5应生成NaNO3和氧气，符合上述规律，故①正确；②NO2是低价态的氮的氧化物，NaNO2中氮元素化合价是+3价，不是最高价，不符合上述规律，故②错误；③N2O3是低价态的氮的氧化物，NaNO2中氮元素化合价是+3价，不是最高价，不符合上述规律，故③错误；④N2O4不是最高价态的氮的氧化物，因此Na2O2与N2O4反应生成NaNO3，故④正确。5.铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与11.2L O2 (标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。则消耗铜的质量为（     ）A. 64g          B. 32g          C. 24            D. 16g【答案】A6.人类在提高自身生活水平的同时还应关注环境问题，下列叙述不正确的是（    ）A．化石燃料的高消耗、森林面积的锐减是造成大气中二氧化碳浓度增高的主要原因B．氮氧化物和硫的氧化物都是形成酸雨的主要物质C．冬季取暖大量燃烧煤所释放出的有害气体是造成城市光化学烟雾的最主要原因D．当进入水体的氮的含量增大时，会造成水体的富营养化从而破坏水质【详解】A．化石燃料的使用产生二氧化碳，森林可吸收二氧化碳，所以化石燃料的高消耗、森林面积的锐减是造成大气中二氧化碳浓度增高的主要原因，故A正确；B．氮氧化物和硫的氧化物使雨水酸性增强，都是形成酸雨的主要物质，故B正确；C．废旧电池中的重金属离子会污染水源和土壤，需要回收再利用，故C错误；D．N元素可导致水中藻类植物大量繁殖，造成水体的富营养化从而破坏水质，故D正确。故选C。7.探究一氧化氮能否被Na2O2完全吸收，设计了如下实验。装置如下（加热装置省略）：查阅资料所知：①2NO+Na2O22NaNO2 ②酸性条件下，NO或NO2都能与KMnO4溶液反应生成NO3 -。回答下列问题：（1）仪器a名称________________。　（2）B瓶内装的物质是_______________。（3）若NO能被Na2O2完全吸收，E装置中的现象为 ___________________________。（4）三颈烧瓶A中反应的化学方程式为____________________________________________。（5）C装置的作用是____________________________________________。【解析】(1)分液漏斗(2)水或者H2O(3)酸性高锰酸钾溶液不褪色或者溶液紫色不褪去(4)C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O(5)     干燥NO     除去二氧化碳(或除去水和CO2) 【分析】三颈瓶中浓硝酸与C反应在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，二氧化氮可以和水反应生成一氧化氮，所以B是水，经过B时会带入水蒸气，并且还有二氧化碳，所以C的作用是吸收二氧化碳和水蒸气，干燥NO，查阅资料所知：①2NO+Na2O2=2NaNO2，②酸性条件下，NO或NO2都能与KMnO4溶液反应生成，故酸性高锰酸钾溶液褪色，据此分析解题。（1）由图可知a是分液漏斗；（2）浓硝酸和碳在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，二氧化氮可以和水反应生成一氧化氮，所以B是水；（3）如果NO被完全吸收，则没有NO进入E，则酸性高锰酸钾溶液不褪色或者紫色不褪去；（4）浓硝酸和碳在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，化学方程式为；（5）经过B时会带入水蒸气，并且还有二氧化碳，所以C的作用是吸收二氧化碳和水蒸气，干燥NO，防止干扰实验。