高中化学第五章 化工生产中的重要非金属元素第二节 氮及其化合物优质课课件ppt

高中化学新教材特点分析及教学策略

（一）化学基本概念和化学基本理论：全套教材的知识安排，注意各年级内及各年级间的联系，在保证知识结构的系统性和完整性的同时，对内容的安排采用了将各部分知识分散处理，相对集中的方法。

（二）元素化合物知识：关于元素化合物知识，高一教材首先介绍了碱金属和卤素两个最典型的金属族和非金属族。

（三）化工基础知识：高一介绍了硅酸盐工业和环境保护知识。高二主要介绍合成氨工业，删掉了硝酸工业、钢铁工业和铝的冶炼。重点突出了合成氨工业中合成氨条件的选择。

一、氮元素的“位——构——性”

二、氮元素的存在形式

三、自然界中氮的循环

四、氮气的物理性质和化学性质

五、氮的固定

1．概念：把空气中游离态的氮转变为氮的化合物的过程。

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。

一、NO、NO2的性质

思考与交流

实验探究——NO2溶于水

题型一：氮的固定

【例1】起固定氮作用的化学反应是

A．氮气与氢气在一定条件下反应生成氨气

B．一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮

C．氨气经催化氧化生成一氧化氮

D．由氨气制碳酸氢铵和硫酸铵

题型二：氮的循环

【变2-2】氮在自然界中的转化是一个复杂的过程，如图所示的氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分。

（1）循环图中能够说明含氮有机物可以转化为无机物的是___________(填转化序号)。

（2）循环图中转化④的反应之一可表示为N+2O2 X+2H++H2O，写出X的化学式：_______。

（3）下列有关氮循环说法正确的是___________。

a． 图中转化②③④都属于氮的固定

b． 雷雨天气容易发生转化②的过程

c． 动植物蛋白质中一定含有氮元素

（4）氨气与二氧化氮在一定条件下可以发生反应，生成参与大气循环的物质，写出反应的化学方程式：______。

题型三：氮气的性质

【例3】下列关于氮气的说法错误的是

A．氮气在通常情况下不燃烧，也不支持燃烧，不能供给呼吸

B．液氮可用于医学和高科技领域，制造低温环境

C．利用氮气的稳定性，工业上用来替代稀有气体作焊接金属的保护气

D．在高温高压、催化剂条件下与氢气反应时，氮气作还原剂

题型四：一氧化氮和二氧化氮的性质

【变4-1】下列关于和的说法正确的是

A．是红棕色气体，易溶于水，属于酸性氧化物

B．可由和直接化合得到

C．和均既可以用排空气法收集又可以用排水法收集

D．和在一定条件下可以相互转化

【变4-3】工业制HNO3的过程中排放的NO2和NO常用NaOH溶液吸收，反应的化学方程式为NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O、2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O，NO不能被NaOH溶液吸收。若同温同压下NO2与NO的体积之比如下，其中不能被NaOH溶液完全吸收的是（       ）

A．1：1 B．1：3 C．2：1 D．3：1

【例5】某混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种气体。现将此无色透明的混合气体通过品红溶液后，品红溶液褪色，把剩余气体排入空气中，很快变为红棕色。对于原混合气体成分的判断中，正确的是

A．肯定有SO2和NO B．可能有O2和NO2

C．可能有Cl2和O2 D．肯定只有NO

题型五：二氧化氮溶于水的实验与计算

【变6】现有等体积混合而成的4组气体：①NO2＋NO、②NO2＋O2、③HCl＋N2、④Cl2＋SO2。现将其分别通入体积相同的试管中并立即倒立在足量水中，试管内水面上升的高度分别为h1、h2、h3、h4，则高度关系是

A．h4>h2>h3>h1 B．h4>h3>h2>h1 C．h2>h3>h1>h4 D．h3>h2>h1>h4

【变7-2】将体积为(已换算成标准状况)的充满体积为的试管后倒扣在水中，如图所示。

(1)溶于水的化学方程式是______。

(2)使试管中恰好完全被水吸收需要缓慢通入氧气，标准状况下通入氧气的体积为______。最终试管中所得硝酸的物质的量浓度为______(假设溶质不扩散)。

(3)为了消除的污染，可将它与氨气在催化剂作用下反应，生成水和一种无污染的物质，该物质是空气的主要成分之一，该反应的化学方程式是______。

题型六：氮及其氧化物的性质

【例8】下列物质的转化必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成的是

①N2→NO2 ②NO2→NO ③NO2→HNO3 ④N2→NO ⑤N2→NH3

A．① B．②⑤

C．④ D．③④

题型七：尾气处理（氮氧化物）

【例9】氮氧化物会严重污染大气，所以实验室必须对含有氮氧化物的废气进行处理。用 NaOH溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应方程式如下：

① NO + NO2 + 2NaOH ＝ 2NaNO2 + H2O

② 2NO2 + 2NaOH ＝ NaNO2 + NaNO3 + H2O

（1）在反应①中，参加反应的氧化剂和还原剂的质量之比为_____。

（2）在反应②中，氧化产物是_____，还原产物是_____。（填化学式）

（3）在反应①②中，参加反应的 NaOH 均为 2mol 时，两个反应转移电子数的关系是①______②（填“﹥”、“=”或“﹤”）。

【题1】有关氮元素的说法不正确的是

A．氮元素是一种活泼的非金属元素，但N2性质稳定

B．人类从动植物中获得氮元素

C．植物能直接从空气中合成获得氮元素

D．氮元素能促进植物的生长

【题3】实验室以空气和镁为原料制备 Mg3N2 的装置如图所示（夹持和加热装置略去）：

下列说法正确的是

A．装置 A、B 中可依次加入浓硫酸、NaOH 溶液

B．若去掉装置 C，对产品纯度无影响

C．实验时应先加热 C，通入一段时间空气后再加热D

D．E 中碱石灰的作用是吸收尾气

【题4】把少量NO2体通入过量小苏打溶液中,再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管,最后收集到的气体是(  )

A．氧气 B．二氧化氮 C．二氧化氮和氧气 D．二氧化氮和一氧化氮

【题5】如图所示，将相同条件下的m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水槽中且盛满水的试管内，充分反应后，试管内残留 m/2体积的气体，该气体与空气接触后立即变为红棕色。则m与n的比值为（             ）

A．3∶2 B．2∶3 C．8∶3 D．3∶8

【题7】如图所示：在B水槽中装有500 mL水，容积为a mL的试管A充满了NO2和NO的混合气体(标准状况)，将试管A倒插入B水槽的水中。充分反应后，试管A中余下气体的体积为0.5a mL。

（1）将A倒插入B槽中发生反应的化学方程式为_______________________________________，该反应中氧化剂与还原剂的质量比为________，原混合气体中NO2和NO的物质的量之比为________。

（2）通过导气管C向余下0.5a mL气体的试管A中持续通入氧气，A中可能观察到的现象是_______________________________________________________________________。

（3）当试管A中充满气体时停止通入氧气，然后将试管取出水槽，水槽B中溶液的物质的量浓度为________ mol·L−1(设溶液的体积仍为500 mL)。

【练1】下列过程不属于氮的固定的是

A．闪电时大气中氮的氧化物的生成

B．由制备

C．用N2和H2合成氨

D．豆科植物的根瘤菌把大气中的氮转化成氨

【练2】下列关于氮的循环，叙述错误的是

A．氮气转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定

B．氮的固定可以通过自然固氮和人工固氮的方式实现

C．人类的生产活动参与了氮的循环过程

D．氮的循环过程中只有氮元素被氧化的过程

【练3】下列物质的转化必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成的是

①N2→NO2 ②NO2→NO ③NO2→HNO3 ④N2→NO ⑤N2→NH3

A．① B．②⑤

C．④ D．③④

【练4】下列关于NO的说法正确的是

A．NO是一种红棕色且难溶于水的气体

B．等物质的量的NO和CO所含电子数相等

C．NO只有氧化性，无还原性

D．NO易与人体血红蛋白结合，使人中毒

【练5】已知：3NO2+H2O=2HNO3+NO。盛满NO2气体的试管，倒置在水槽中，反应后，液面上升的高度是试管的

A． B． C． D．

【练6】如图所示的转化关系中，不能一步实现的是（    ）

A．① B．② C．③ D．④

【练7】将40mLNO2和NO的混合气体通入倒立于水槽且盛满水的试管中，充分反应后试管中剩余20mL气体，则原混合气体中与NO的体积比为     

A． B． C． D．

【练8】以下是氮循环的一部分：

（1）通常状况下，NO2的颜色是__________；

（2）反应①的化学方程式是________________________________；

（3）NO2易溶于水，并和水发生化学反应。该反应中，氧化剂是_________；

（4）化合物A的化学式是_______________；

（5）治理汽车尾气的一种方法是用催化剂使NO与CO发生反应：

2NO + 2CO = 2CO2 + N2。当生成2mol N2时，被还原的NO为___mol。

【练9】汽车尾气(含CO2、N2、CO、SO2、NOx等)是城市空气的污染源之一；

（1）汽车尾气对环境的危害主要有温室效应、雾霾、___________ 、___________等。

（2）在汽车的排气管上安装一个“催化转化器”，可将尾气中的CO和NO转化为参与大气循环的气体和无毒的气体，该反应的化学方程式为___________；但使用“催化转化器”的缺点是一定程度提高了空气的酸度，其原因是___________。

（3）在一定条件下，NH3可将NOx转化为无污染的物质。写出NH3与NO2在一定条件下反应的化学方程式：___________。

（4）NOx储存还原技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下NOx的排放。如图所示NOx的储存和还原在不同时段交替进行。

通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存时，部分NO发生反应的化学方程式为___________；储存NOx的物质是___________。 还原性尾气CO与Ba(NO3)2反应生成N2的化学方程式是___________。