高中化学专题7氮与社会可持续发展第1单元氮的固定教案苏教版必修

--1-发展目标体系构建发展目标体系构建能依据氮分子的微观构造推测其化学性质。生疏人工固氮的化学原理和社会价值。体会化学科学在解决人类社会面临的粮食危机中所发挥的重要作用。色态气味密度色态气味密度溶解性毒性比空气无色气体无味难溶无毒的略小2.构造与化学性质氮气分子是由两个氮原子通过共用三对电子结合而成的，氮气分子的电子式：∶NN∶，构造式为N≡N。温或放电等特别条件下，也能与一些金属或非金属单质发生反响，生成含氮化合物。二、自然固氮1．氮的固定将空气中游离态的氮转化成含氮化合物，简称固氮。生物固氮：自然界中的一些微生物种群将空气中的氮气通过生物化学过程转生物固氮：自然界中的一些微生物种群将空气中的氮气通过生物化学过程转自然固氮化为含氮化合物，约占自然固氮的90%10%高能固氮的实例——“雷雨发庄稼”利用化学方程式解释“雷雨发庄稼”的原理：放电N＋O2NO、2NO＋O===2NO、3NO＋HO===2HNO＋NO。2 2 2 2 2 2 3雨水中的硝酸渗入土壤后与矿物质作用生成硝酸盐，其中的硝酸根离子被植物的根系吸取，转化为植物生长所需的养料。一氧化氮和二氧化氮的性质①物理性质：颜色颜色状态气味毒性水溶性NO无色气态无味有毒微溶NO2红棕色气态刺激性气味有毒易溶NONO到达肯定浓度时都会对人体造成损害，能引发上呼吸道及肺部2疾病。③应用：一氧化氮在调整心脑血管、神经和免疫系统等方面有着格外重要的生物学作用和医学前景，受到人们的普遍重视。二氧化氮在火箭燃料中用作氧化剂，在工业上可以用来制造硝酸。N(g)＋3HN(g)＋3H(g)2 22NH(g)3ΔH＝－92.4_kJ·mol－1。2．工业操作流程合成氨的原料是氮气和氢气，在较高温度下将混合气体加压后送到合成塔中进展反响。该反响放出大量的热，工业上往往用来预热原料气，以到达反响所需的温度，节约能源。合成氨到达平衡时，混合气体中氨的含量为20%左右，从中分别出氨后，将未反响的氮气、氢气送回合成塔循环使用。合成氨的意义为植物生长供给足够的氮肥，有效帮助解决粮食短缺问题。推断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)豆科植物通过根瘤菌吸取空气中的氮属于氮的固定，是化学变化。汽车尾气中的氮氧化合物是由游离态氮转化来的。

(√)(√)N既能与氧气反响，又能与H2 2反响。 (×)在试验室里，NONO均用排水法收集。2

(×)最的病毒学争论证明，一氧化氮对SARS病毒有直接抑制作用。以下关于一氧化氮的表达正确的选项是( )A．一氧化氮是一种红棕色气体B．常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合C．一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集C[NONO简洁与氧气直接化合生成NO2俗话说，“雷雨发庄稼”。这说明雷雨中含有能被植物吸取利用的化合态的氮。请写出三个有关的化学方程式：(1) ；(2) ；(3) 。放电[答案](1)N＋O2NO(2)2NO＋O===2NO(3)3NO＋HO===2HNO＋NO2 2 2 2 2 2 3探究氮气的性质与作用(素养养成——宏观辨识与微观探析)氮气是一种无色无味的气体，是空气的主要成分。在标准大气压下，冷却至－195.8℃时，气态氮变成没有颜色的液体，冷却至－209.8℃时，液态氮变成雪状的固体。氮气的化学性质不活泼，常被用来制作防腐剂。但在高温、高能量条件下可与某些物质发生化学变化，用来制取对人类有用的物质。探究氮气的性质与作用(素养养成——宏观辨识与微观探析)1]请你依据上图推想：氮气为什么可以用作粮食瓜果的保护气？[提示]氮气性质稳定，可以减慢粮食瓜果被氧气氧化变质。2]与同学沟通或查阅资料，分析液氮用于医疗手术的原理是什么。[提示]液氮挥发吸取热量，使温度快速下降。通过极速冷冻将病区细胞快速杀死，使病区恢复正常。[提示]N[提示]N＋3H2 22NH，氧化剂是氮气，复原剂是氢气。3氮气的构造与性质以下关于氮气的说法中错误的选项是( )通常状况下N性质很稳定，所以N可以在电焊时作保护气2 2高温B．N＋O2NO，该反响是汽车尾气造成污染的主要因素之一2 24C．N2

在空气中约占的质量比为5高温2 32 2

作氧化剂C[N2

很稳定，常用作保护气；但在高温下N2

ONO易被氧化为NO2 2气会造成环境污染；N4/5；N与金属、H反响时作氧化剂。]2 2 2试验室以空气和镁为原料制备MgN的装置如下图(夹持和加热装置略去)：32以下说法正确的选项是( )装置A、B中可依次参加浓硫酸、NaOH假设去掉装置C，对产品纯度无影响试验时应先加热C，通入一段时间空气后再加热D装置EC[要制备氮化镁，需要除去空气中的氧气、COA、B2NaOH溶液、浓硫酸，A错误；假设去掉装置C，镁与氧气反响生成氧化镁，对产品纯度有影响，BC，通入一段时间空气除去氧气，然后再加热D，CE碱石灰的作用是吸取空气中的水蒸气和二氧化碳，D氮的氧化物及氮的氧化物与氧气混合溶于水的探究(素养养成——氮的氧化物及氮的氧化物与氧气混合溶于水的探究(素养养成——证据推理与模型认知)1]把一支布满NO2缘由。[提示]不能。NO3NOHO===2HNO＋NO，由此可知最终水只22/3。

2 2 32]假设一支试管中NO和O混合气体的体积之比大于4∶12 2最终得到的气体为NO吗？说明缘由。2[提示]不是。NO2

O4∶1NO2

过量，但过量的NO气体2再与水反响生成HNO和NO，所以最终得到的气体为NO。33]10mLNO的试管中通入多少mLO2计算过程)[提示]2NO＋O===2NO ①2 23NO＋HO===2HNO＋NO ②2 2 3由方程式①×3＋②×24NO＋3O＋2HO===4HNONOO4∶32 2 3 27.5mLO2微点拨：NO或NO转化为HNO时要失去电子，假设上述两种气体与O混合通入水中时，2 3 2O得电子，且得失电子数必需相等，这是电子守恒法解答此类题目的依据。2反响原理3NO＋HO===2HNO＋NO ①2 2 32NO＋O===2NO ②2 2由方程式①×2＋②得：4NO＋O＋2HO===4HNO ③2 2 2 3由方程式①×2＋②×3得：4NO＋3O＋2HO===4HNO ④计算类型

2 2 3NO气体：NO气体溶于水时仅涉及反响①，剩余气体为NO。2 2NO和ONOOx＝x＝VVNO2O0＜x＜4x4x421＝1＞1反响状况O2恰好完全反响NONO2NOO2的混合气体：NOO2的混合气体溶于水时涉及反响④。xx＝VVNOO20＜x＜3O24x＝443x＞3反响状况恰好完全反响利用原子个数比分析氮氧化物与氧气的混合气体溶于水方程式：4NO＋O2HO===4HNO和4NO＋3O＋2HO===4HNO“4NOO“4NO＋2 2 2 3 2 2 3 2 23O“NON、O2∶52 25和氧气均无剩余，这两种状况均可利用混合气体中N、O的原子个数比来分析：＜2∶5O剩余N(N)∶N(O)＝2∶5，恰好完全反响＞2∶5N剩余如下图试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物)，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能布满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观看到试管中水柱连续上升，经过屡次重复后，试管完全被水布满。原来试管中盛装的( )可能是NNO2 2可能是ONO2 2不行能是NONO2只能是NO一种气体2B[假设是NNON2 2 2nNO全被水布满；假设是O

与NO

的混合气体，由4NOO2HO===4HNO

2 ＞42 2 2 2 2 3 nO2NONONO，故试管内水面上升，但不能布满试管，当向试管内2 2不断鼓入氧气后，4NO＋3O＋2HO===4HNONONO的混合气体，2 2 3 2开头时，3NOHO===2HNO＋NO，气体体积减小，但有NO剩余，当向试管内不断鼓入适量的2 2 3氧气后，4NO＋3O＋2HO===4HNO，试管内的气体完全被水吸取。]2 2 3NOO12mL2mL2 2气体(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积为( )①1.2mL②2.4mL③3mL④4mL①②C．③④

②③D．①④V 4D2mL2mL气体是O(NO)＝×(122 2 5－2)mL＝8mLV(O＝12mL－8mL＝4mL2mLNO，则混2V 1合气中的(O＝(12mL－2mL×3)×＝1.2mL，D2 5氮气能大量存在于空气中的根本缘由是( )A．氮气性质稳定，即使在高温下也不与其他物质发生反响B．氮气比空气轻且不溶于水C．氮气分子中两个氮原子结合很结实，分子构造稳定D．氮气既无氧化性，也无复原性，不与其他物质反响C[NO等物质发生反响，在反响中表现出复原2 2性或氧化性；氮气比空气轻且不溶于水并不是N能大量存在于空气中的根本缘由；N能大量2 2存在于空气中的根本缘由是氮气分子中两个氮原子结合很结实，分子构造稳定]2．以下反响属于氮的固定的是( )①NH在肯定条件下合成NH2 2 3②NOHO反响生成HNONO2 2 3③MgN中燃烧生成MgN2 32④NONO2①②C．①③

②③D．①④[氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮。]3．以下关于氮的氧化物的说法中正确的选项是( )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，又有复原性C．NO

与HO反响生成HNONO

是酸性氧化物2 2 3 2D．NO和NO均有毒性，都属于大气污染物2[NO、NOANO52 25素的最高价态，只有氧化性，BNOHOHNON2 2 3NO不是酸性氧化物，CD2按如下图进展试验。试管中装有12mLNO8mLO2列是有关最终状态的描述：①试管内气体呈红棕色②试管内气体呈无色③试管内液面不变④试管内液面上升⑤试管内气体是O2⑥试管内气体是NO。其中正确的选项是( )A．①③C．②④⑥

B．②④⑤D．②③⑤4C4NO＋3O＋2HO===4HNONO，体积为mL，试管内液面上2 2 3 3升。]氮氧化物进入大气后，不仅会形成硝酸型酸雨，还可能形成光化学烟雾，因此必需对含有氮氧化物的废气进展处理。氢氧化钠溶液可以吸取废气中的氮氧化物，反响