2023-2024学年鲁科版（2019）必修第一册 3-3-1氮气与氮的氧化物课件（46张）

第1课时氮气与氮的氧化物学业基础核心素养学考评价学业要求1．通过自然界中的氮循环，了解氮循环的基本过程，能例举自然固氮与人工固氮的过程，知道人工固氮对社会发展的重要意义，培养科学态度与社会责任的化学核心素养。2．认识氮循环过程中重要的含有氮元素的物质，能够对含有氮元素的物质进行分类，形成宏观辨识与微观探析的化学核心素养。3．认识氮气、一氧化氮、二氧化氮的物理性质、化学性质以及典型的实验现象，能书写主要反应的化学方程式，知道它们的主要应用；建立从物质类别、元素价态角度研究物质性质和实现含有氮元素的物质之间转化的思路和方法，培养科学探究与创新意识。知识网络学业基础一、自然界中的氮循环、氮气1．自然界中的氮循环(1)自然循环(2)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。硝酸盐

氮氧化物氨铵盐硝酸盐氮氧化物2．氮的固定(1)含义：将空气中________的氮转化为__________的过程。(2)分类游离态含氮化合物生物人工3．氮气(1)物理性质颜色状态气味密度溶解性____________比空气________溶于水无色气体无味稍小难(2)化学性质通常状况下，氮气的化学性质________，很难与其他物质发生反应。①还原性a.实验探究实验装置实验操作现象硬质玻璃管内充入N2和O2，然后给硬质玻璃管两端的电极上通电，在硬质玻璃管内能产生火花气体颜色由______________不活泼无色变为红棕色

2NO＋O2===2NO2N2＋3H2

2NH3(3)氮气的主要用途①氮气常用作保护气，用于焊接金属、填充灯泡、保存食品等。②氮气是合成氨、制硝酸的主要原料。③液氮可用作制冷剂，用于医学、科技等领域。[即学即练]1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)N2的性质非常稳定，因此可以作为很多物质的保护气(

)(2)工业上将NH3转化为其他铵态化肥属于人工固氮(

)(3)N2和O2在放电条件下会生成NO2(

)(4)N2中N元素价态为0价，处于中间价态，因此既有氧化性，又有还原性(

)(5)N2的密度比空气小，可以通过向下排空气法收集干燥的N2(

)(6)工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应(

)√××√×√2．下列过程不属于固氮的是(

)A.雷电时生成氮的氧化物B.工业上用氢气与氮气合成氨C.植物的根从土壤中吸收铵根离子和硝酸盐D.豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为硝酸盐答案：C解析：A项，雷电时生成氮的氧化物，为自然固氮；B项，工业上用氢气与氮气合成氨，为人工固氮；C项，植物的根从土壤中吸收铵根离子和硝酸盐，不是将游离态氮转化为化合态氮，故不属于氮的固定；D项，豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为硝酸盐，为生物固氮。

答案：C

4．为提高农作物产量，现代农业生产中需要大量含氮化合物做肥料。(1)下列固氮方法中，属于人工固氮的是________(填字母)。A.合成氨 B．闪电固氮C.根瘤菌固氮 D．仿生固氮E.用氨气合成尿素AD

CNH31

还原氧化

二、氮的氧化物1．氮的氧化物的种类化合价＋1＋2＋3＋4＋5对应氧化物________________________________________N2ONON2O3NO2、N2O4N2O52.NO和NO2(1)物理性质。物质NONO2颜色________________毒性有毒有毒溶解性________________气味________________气味无色红棕色难溶于水易溶于水无味刺激性(2)化学性质①实验探究实验装置实验操作现象向充满NO气体的试管中通入O2气体颜色由_________________向充满NO2气体的试管中注入水气体逐渐减少，颜色由_______________，得到无色溶液无色逐渐变为红棕色红棕色变为无色②结论：在一定条件下，NO和NO2可以相互转化。a.NO→NO2：________________(NO表现________)。b.NO2→NO：_______________________(NO2既表现________，又表现________)。2NO＋O2===2NO2还原性3NO2＋H2O===2HNO3＋NO氧化性还原性(3)NO、NO2的其他性质[即学即练]1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)NO的密度比空气大，可以用向上排空气法收集NO(

)(2)氮的氧化物都是大气污染物，而且在一定条件下可相互转化(

)(3)NO2可用排水法收集，且可由NO和O2化合得到(

)(4)NO2和NaOH可发生反应：2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O，故NO2为酸性氧化物(

)(5)可用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别NO2和Br2(

)(6)在实验室里，NO和NO2均可用排水法收集(

)(7)NO能够与人体里血红蛋白结合，造成人体缺氧中毒(

)(8)汽车尾气中有NOx，主要是汽油不充分燃烧引起的(

)×√××××√×2．NO2可以用氢氧化钠溶液吸收或在一定条件下与氨气反应转化为无污染的物质，发生反应的化学方程式分别是2NO2＋2NaOH===M＋NaNO3＋H2O，8NH3＋6NO2===7X＋12H2O。则M、X代表的物质的化学式分别是(

)A.NaNO2、N2 B．HNO2、N2C.NO、HNO3 D．HNO3、N2答案：A解析：根据原子守恒，判断M为NaNO2，X为N2。3．四支容积相同的试管中分别充满NO、SO2、NO2、Cl2中的一种，把它们分别倒立于盛有水的水槽中，充分放置后的现象如下图所示。其中原试管充满NO2的是(

)答案：B解析：根据3NO2＋H2O===2HNO3＋NO和NO难溶于水可知，将充满NO2的试管倒立于盛有水的水槽中，水上升到试管容积的三分之二，符合条件的是B。4．依据下图中氮元素及其化合物间的转化关系，判断下列说法不正确的是(

)A.X是N2O5B.可用排空气法收集NOC.工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸D.由NH3→N2，从原理上看，可通过NH3与NO2反应实现答案：B解析：由图中氮及其化合物间的转化关系可知，X中N为＋5价，对应的氮的氧化物是N2O5，A正确；一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，不能用排空气法收集NO，B错误；工业生产硝酸的步骤：氨气催化氧化生成一氧化氮和水，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮与水反应得到硝酸，故原料为NH3、空气、水，C正确；NH3可与NO2反应生成氮气：8NH3＋6NO2===7N2＋12H2O，D正确。5．将一支充有12mLNO2气体的试管倒置于水槽中，充分反应。(1)下列图示正确的是________(填字母)。(2)如水不能充满试管，需再向试管中缓缓充入O2，现象为______________________________，最终充入________mLO2，才能使水全部充满。C无色气体变为红综色，液面逐渐上升3

归纳总结(1)NO和O2反应，不能用排空气法收集，可以用排水法收集，NO2和水反应，不能用排水法收集，可用向上排空气法收集。(2)NO不能和碱反应，NO2可以和碱反应生成硝酸盐、亚硝酸盐和水，但NO2不是酸性氧化物。(3)NO2可以使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色，不能用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别NO2气体和溴蒸气。核心素养氮的氧化物溶于水的计算[例]有一充有10mLNO和NO2混合气体的试管，倒置于盛有水的水槽中，充分反应后，仍有6mL无色气体，则原混合气体中NO和NO2体积比为(

)A．1∶4 B．2∶3C．1∶3 D．4∶1状元随笔明确反应，结合反应判断出剩余气体成分是解答本题的关键。答案：B

[提升]盛有O2和NO2的混合气体的量筒倒立在盛有水的水槽中，过一段时间后，量筒内气体的体积减小为原来的一半。则原混合气体中O2和NO2的体积比是(

)A．2∶1 B．1∶2C．3∶2 D．3∶1状元随笔解答本题关键要先判断反应的可能情况，即剩余气体可能是NO或O2，然后根据题中数量关系进行计算。答案：C

关键能力氮氧化物与氧气、水反应的计算方法氮氧化物与O2混合通入水中时，剩余气体只能是NO或O2，不可能是NO2，因过量的NO2会与水反应生成NO，且形成溶液中的溶质为HNO3。有关混合气体(NO2、NO、O2等)与水反应的计算属重点计算题型，现分类说明解题方法。1．关系式法3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

①4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3

②4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3

③2NO＋O2===2NO2

④不同情况及剩余气体的体积：序号气体反应剩余气体剩余气体的量ⅠNO2①NOⅡNO2＋NO①NOⅢNO2＋O2②无0②O2①②NOⅣNO＋O2③无0③O2③NO

3．得失电子守恒法对于“NO＋NO2＋O2＋H2O”型，当反应后，无气体剩余，则N均被氧化为＋5价(存在于HNO3中)，O被还原为－2价(存在于HNO3中)，得失电子情况如下：NO2－e－―→HNO3，NO－3e－―→HNO3，O2＋4e－―→HNO3。根据得失电子守恒知，n(NO2)＋3n(NO)＝4n(O2)。因实际应用中，气体量通常用体积表示，由阿伏加德罗定律的推论知，同温同压下气体的体积之比等于气体的物质的量之比，故又有V(NO2)＋3V(NO)＝4V(O2)。上述公式具有广泛的适用性，若体系中没有NO，则V(NO)＝0，由此有V(NO2)＝4V(O2)；当体积中没有NO2时，则有3V(NO)＝4V(O2)。若将有关物质的已知量代入上述公式后能使等式成立，则气体恰好反应完全；若不能使等式成立，则数值较大的一侧对应的物质过量。应注意的是，无论是何种体系，最终剩余的气体不可能是NO2。学考评价1．下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是(

)A．氮元素均被氧化B．氮在自然界中存在形式有游离态和化合态C．含氮无机物和含氮有机物可相互转化D．碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环答案：A解析：在雷电作用下N2与O2反应生成NO，氮元素被氧化，工业合成氨属于人工固氮，合成氨过程中氮元素被还原，A项错误；氮在自然界中存在形式有游离态和化合态，B项正确；由图可看出含氮无机物和含氮有机物可以相互转化，C项正确；制造蛋白质的过程中就有碳、氢、氧元素的参与，D项正确。2．某集气瓶中的气体呈红棕色，加入足量水，盖上玻璃片，振荡，得到橙色溶液，气体颜色消失，再移走玻璃片后，瓶中气体又变为红棕色，该气体可能是下列混合气体中的(已知Br2蒸气呈红棕色，含Br2的溶液呈橙色)(

)A．N2、NO2、Br2 B．NO2、O2、NOC．NO2、NO、N2 D．N2、O2、Br2答案：A解析：集气瓶中气体呈红棕色，可能含Br2蒸气或NO2气体。加水原气体红棕色消失，溶液呈橙色，说明混合气体中一定含Br2蒸气；移走玻璃片后瓶中气体又变红棕色，说明原气体溶于水后产生了NO，NO由NO2溶于水得到，发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，故原混合气体中一定含有Br2蒸气和NO2气体。3．化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是(

)A．CO2属于大气污染物B．酸雨是pH小于7的雨水C．CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成D．大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧答案：D解析：二氧化碳不是大气污染