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    2020-2021学年化学鲁科版必修一教师用书:第3章第2节课时1 自然界中氮的循环
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    高中鲁科版第2节 氮的循环教学设计

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    这是一份高中鲁科版第2节 氮的循环教学设计,共7页。

    2节 氮的循环

    课时1 自然界中氮的循环

    目标与素养:1.了解氮及其氧化物的主要性质。(宏观辨识)2.认识氮及其化合物在生产中的应用和对生态环境的影响。(社会责任)

    一、自然界中氮的循环

    1氮元素在自然界中的存在形式:游离态和化合态。

    2自然界中氮的循环

    3人类活动的影响

    (1)氮气氨气氮肥、硝酸等含氮化合物。

    (2)燃烧反应产生的氮氧化物参与氮的循环。

    二、氮气的性质和氮气的固定

    1物理性质

    颜色

    状态

    气味

    密度

    水溶性

    无色

    气态

    无味

    ρN2ρ空气

    难溶

    2.化学性质

    (1)N2O2反应

    打雷时或汽车引擎中发生的反应为N2O22NO

    (2)N2H2的反应

    可逆反应:在相同条件下能同时向正反两个方向进行的反应为可逆反应。可逆反应的化学方程式用代替===

    合成氨的化学反应方程式为

    微点拨:(1)氮分子中两个氮原子之间存在很强的作用力,故N2性质很稳定。

    (2)可逆反应必须满足两同相同条件;正反方向同时进行。

    3氮的固定

    (1)定义:使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。

    (2)分类

    氮的固定

    三、氮的氧化物

    1氮的氧化物

    氮的化合价

    1

    2

    3

    4

    5

    对应氧化物

    N2O

    NO

    N2O3

    NO2N2O4

    N2O5

    2.NONO2

    (1)物理性质

    物质

    颜色

    状态

    气味

    毒性

    水溶性

    NO

    无色

    气态

    无味

    有毒

    溶于水

    NO2

    红棕色

    气态

    刺激性

    有毒

    溶于水

    (2)相互转化

    NONO22NOO2===2NO2

    NO2NO3NO2H2O===2HNO3NO

    微点拨:NONO2的收集方法

    (1)NO的收集:排水法。

    (2)NO2的收集:向上排空气法。

    1判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)

    (1)化合态的氮元素只显一种价态。  (  )

    (2)N2在通常状况下与O2反应生成NO2 (  )

    (3)合成氨反应属于自然固氮中的高能固氮。 (  )

    (4)2H2O2H2O22H2O22H2O属于可逆反应。    (  )

    [答案] (1)× (2)× (3)× (4)×

    2.下列叙述中与氮的固定无关的是(  )

    A.工业合成氨

    B.工业上将氨转化成硝酸和其他氮的氧化物

    C.豆科植物的根瘤菌吸收空气中的氮气使之转化成植物蛋白质

    D.电闪雷鸣的雨天,N2O2会发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收

    B [氮的固定过程是使游离态的氮转化为化合态的氮,B项,NH3转化为HNO3不符合要求。]

    3NO2与水的反应可表示为3NO2H2O===2HNO3NO,关于此反应的下列说法中正确的是(  )

    A.氮元素的化合价没有发生变化

    BNO2只是氧化剂

    CNO2只是还原剂

    DNO2既是氧化剂,又是还原剂

    [答案] D

     

    对氮气性质的理解

    1.通常情况下氮气的化学性质很不活泼,很难和其他物质发生化学反应。

    2.氮元素有多种变价,N2中氮元素为0价,处于中间价态,故N2既有氧化性,又有还原性。

    N2O2反应表现还原性,N2H2Mg等活泼金属反应表现氧化性。N2Mg反应:N23MgMg3N2

    【典例1 下列关于N2性质的叙述中错误的是(  )

    A.任何物质在氮气中都不能燃烧

    B.氮气既具有氧化性,又具有还原性

    C.将空气中的氮气转变成含氮化合物属于氮的固定

    D.氮气与氧气在一定条件下反应生成一氧化氮

    A [活泼金属如钠、镁、铝等可以在N2中燃烧。]

    1.下列反应起到了固氮作用的是(  )

    A.工业上N2H2在一定条件下合成NH3

    BNOO2反应生成NO2

    CNH3O2氧化成NOH2O

    D.由NH3制备化肥NH4HCO3

    A [由定义知,氮的固定是将空气中游离态的氮转化成含氮化合物。]

    2.下列关于氮气性质的说法中,错误的是(  )

    A.通常情况下,氮气性质很不活泼

    B.可在氧气中燃烧,生成一氧化氮  

    C.通常情况下,氮气在水中的溶解度很小

    D.跟氢气在一定条件下发生反应时,氮气是氧化剂

    B [N2不能在O2中燃烧,与O2在放电时反应生成NOB错;氮气与氢气反应时,氮元素的化合价降低,氮气作氧化剂,D对。]

    NONO2性质的对比

     

    物质

    NO

    NO2

    色、态、味、毒性

    无色、无味、有毒气体

    红棕色、有刺激性气味、有毒气体

    水溶性

    不溶于水

    易溶于水

    与氧气反应

    2NOO2===2NO2

    不反应

    与水反应

    不反应

    3NO22H2O===2HNO3NO(自身氧化还原)

    与氧气、水同时作用

    4NO3O22H2O===4HNO3

    4NO2O22H2O===4HNO3

    氧化性

    6NO4NH35N26H2O

    6NO28NH3===7N212H2O(NO2能将I氧化为I2,能使湿润的淀粉­KI试纸变蓝)

    【典例2 下列关于氮的氧化物的说法中,正确的是(  )

    A.氮的氧化物都是酸性氧化物

    B.氮的氧化物都既有氧化性,又有还原性

    CNO2H2O反应生成HNO3,所以NO2对应的同价酸是HNO3

    D.只能用排水法收集NO

    [答案] D

    NONO2均不属于酸性氧化物。酸性氧化物是能够与碱反应生成盐和水的氧化物,而且生成的盐是该氧化物同价态的含氧酸所对应的盐。NO不能与碱反应,NO2NaOH溶液的反应为2NO22NaOH===NaNO2NaNO3H2O

    1.下列关于NONO2的说法中正确的是(  )

    ANO2是红棕色气体,易溶于水,属于酸性氧化物

    BNO2可由N2O2直接化合得到

    CNONO2均既可以用排空气法收集又可以用排水法收集

    DNONO2在一定条件下可以相互转化

    D [A项,NO2不是酸性氧化物;B项,在高温或放电条件下,N2O2直接化合生成NOC项,NO易与空气中的氧气反应生成NO2,不能用排空气法收集,NO2能与水反应,不能用排水法收集;D项,NO和氧气反应生成NO2NO2与水反应生成HNO3NO]

    2.将盛有氮气和二氧化氮混合气体的试管倒立于水中,经过足够长时间后,试管内气体的体积缩小为原来的一半,则原混合气体中氮气与二氧化氮的体积比是(  )

    A11    B12  

    C13    D31

    C [气体体积缩小,是由NO2溶于水引起的:3NO2H2O===2HNO3NO,假设气体总体积为1 LNO2的体积为x L,则N2的体积为(1x) L,则:x(1x)0.5xN2NO2的体积比为13C正确。]

    1.下列有关氮气的叙述中,错误的是(  )

    A.工业上,氮气常用作焊接金属的保护气

    B.在雷雨天,空气中的N2O2可反应生成NO

    C.氮气既可作氧化剂又可作还原剂

    D1 mol N2可与3 mol H2完全反应生成2 mol NH3

    D [N2H2的反应属于可逆反应,1 mol N23 mol H2不可能完全反应生成2 mol NH3,故D项错误;因氮气的化学性质很不活泼,常用作焊接金属的保护气;N2中的氮元素为0价,处于中间价态,故N2既可作氧化剂,又可作还原剂。]

    2.下列对氮的氧化物的叙述中,正确的是(  )

    A.氮的氧化物都是无色气体

    B.氮的氧化物都难溶于水

    C.氮的氧化物都是酸性氧化物

    D.氮的氧化物都是大气污染物

    D [NO2是红棕色,A不正确;NO2易溶于水,B不正确;NO不是酸性氧化物,C不正确;氮的氧化物均是大气污染物,D正确。]

    3.下列反应过程需要加入氧化剂才能实现的是(  )

    AN2NH3   BN2NO

    CNO2HNO3   DNH3NH

    B [加入氧化剂才能实现的反应为氧化反应,即元素化合价升高的反应,注意C项不加氧化剂就能实现:3NO2H2O===2HNO3NO]

    4.一定条件下,将等体积的NOO2的混合气体置于试管中,并将试管倒立于水槽中,充分反应后剩余气体的体积为原总体积的(  )

    A.   B 

    C.   D

    C [由于NOO2等体积,故二者等物质的量,当二者溶于水时,发生反应

    4NO3O22H2O===4HNO3

    4 mol  3 mol

    设初始时NOO2的物质的量均为4 mol4 mol NO反应掉3 mol O2还剩余1 mol O2则剩余O2为原气体的]

    5.目前,汽车尾气已成为许多大城市空气的主要污染源。汽车尾气中含有CONO等多种污染物。

    (1)汽车燃料中一般不含氮元素,尾气中所含的NO是如何产生的?说明原因并写出有关反应的化学方程式:

    ______________________________________________________

    (2)治理汽车尾气中NOCO的一种方法是:在汽车的排气管上装一个催化转化装置,使NOCO反应,生成CO2N2。反应的化学方程式为_________________________________________

    _____________________________________________________

    (3)下列措施中,能减少或控制汽车尾气污染有效且可行的是________

    制定严格的汽车尾气排放标准,并严格执行

    开发清洁能源汽车,如氢能汽车、太阳能汽车等

    市民出行戴防护面具

    市民大量移居城市郊区

    [答案] (1)空气中的N2O2在放电条件下产生NON2O22NO

    (2)2NO2CON22CO2 (3)①②

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