5.2.1氮及其化合物高一下学期学案（人教版2019）（原卷版）

第五章化学生产中的重要非金属元素第二节氮及其化合物第一课时氮气与氮的固定一氧化氮和二氧化氮学习目标学习目标1.通过阅读思考、讨论交流，了解氮气分子的结构、化学性质，熟悉自然界中氮的固定方式和人工固氮的常用方法，了解氮的固定的重要意义，体会性质决定用途的核心理念。2.通过实验探究、原理分析，从氮的氧化物的类别及氮的化合价的角度了解一氧化氮和二氧化氮的主要性质、用途及相互转化关系，结合真实情境中的应用实例，熟知氮的氧化物溶于水的反应特点，感受化学变化的奇妙。重点：氮气、一氧化氮、二氧化氮的化学性质难点：NOx溶于水的计算自主学习自主学习一、氮气与氮的固定（一）氮元素的位置、结构氮元素位于元素周期表的周期、第族。氮原子的最外电子层有电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。因此，氮原子一般通过与其他原子相互结合构成物质（二）氮元素的存在既有游离态，又有化合态。氮元素在自然界中主要以的形式存在于空气中(N2约占空气总体积的78%、总质量的75%)，部分氮元素存在于动植物体内的中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的和中（三）氮气1.物理性质通常情况下，氮气是无色、无味的气体，密度比空气的稍小，难溶于水。2.化学性质氮分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定，通常情况下很难与其他物质发生化学反应，但在高温、放电等条件下，氮气也可以与镁、氧气、氢气等物质发生化合反应。写出氮气与下列物质反应的化学方程式。①金属镁：②氢气：③氧气：3.用途（1）氮气常用作保护气，如焊接金属、填充灯泡、保存食品等。（2）氮气是合成氨、制硝酸的重要原料。（3）液氮可用作制冷剂，应用于医学、科技等领域。（四）氮的固定1.含义：将大气中的氮转化为的过程。(2)分类（3）自然界中氮的循环二、一氧化氮和二氧化氮（一）一氧化氮、二氧化氮的物理性质序号氧化物颜色状态气味水溶性毒性①NO气态均有毒②NO2气态（二）一氧化氮、二氧化氮的化学性质(1)实验探究装置操作在一支50mL的注射器里充入20mLNO，然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器①打开弹簧夹，快速吸入10mL空气后夹上弹簧夹②振荡注射器现象无明显现象(2)实验结论及解释①NO不溶于水，也不与水反应，但能与空气中的氧气反应生成红棕色的NO2，化学方程式：②NO2能与水反应生成无色的NO，化学方程式：。工业上利用这一原理生产硝酸。学习过程学习过程情景导入：在自然界里，氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中，部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。在雷电的环境下，大自然中的一氧化氮或微生物生命活动放出二氧化氮。产生的二氧化氮与水反应生成硝酸，硝酸可以供制氮肥。观看视频“雷雨发庄稼”。一、氮气与氮的固定活动一、氮元素的存在及氮的固定任务一、阅读教材P11页第一自然段，结合视频素材，回答氮元素在自然界的存在方式是什么？任务二、阅读教材P11页第二自然段内容，思考什么是氮的固定？氮的固定有哪些方法？活动二、氮气的结构与性质任务一、讨论交流：根据氮元素在周期表中的位置，推测氮气的结构及性质有何特点？【注意】①氮气性质的“一惰性、两反应”。氮气化学性质很稳定，通常状况下，很难与其他物质反应，但是在一定条件下，也能与氢气、氧气等反应。②氮元素是多价态元素，氮气中氮元素呈0价，处于中间价态，故氮气既有氧化性(与H2等反应)，又有还原性(与O2等反应)。③用途：氮气常用作保护气，如焊接金属、填充灯泡、保存食品等；氮气是合成氨、制硝酸的重要原料；液氮可用作制冷剂，应用于医学、科技等领域。二、一氧化氮和二氧化氮活动一、一氧化氮和二氧化氮的性质任务一、结合氮原子的结构及氮元素化合价特点，思考氮元素形成氧化物的类型有哪些？任务二、讨论交流：阅读教材P13页内容，完成教材P13页【实验55】（观看实验视频），思考一氧化氮和二氧化氮具有哪些重要的性质？②NO为无色无味的有毒气体，难溶于水，常温下，NO不稳定，具有还原性，易被氧化：2NO＋O2=2NO2。故只能用排水法收集。③NO2为红棕色、有刺激性气味的气体，有毒，溶于水时与水发生歧化反应：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。故只能用向上排空气法收集。④NO2能与NaOH溶液反应，化学方程式为2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O。⑤NO和NO2都不是酸性氧化物，NO与碱、酸都不能反应生成盐和水，属于不成盐氧化物；NO2与碱溶液发生氧化还原反应生成两种盐，也不属于酸性氧化物。活动二、探究一氧化氮和二氧化氮与水的反应及计算任务一、问题探究：联系NO2、NO的性质，若将充满NO2、NO的试管分别倒置于水槽中（如下图），并通过导管通入少量的氧气有何现象？并分析其原理。【注意】①NO易与O2反应、不溶于水、不与水反应，因此收集NO用排水法，不可用排空气法。NO2易与水反应，但很难被O2氧化，因此收集NO2用向上排空气法，不可用排水法。②NO2和N2O4是两种不同的氧化物，通常情况下，NO2能进行自身二聚：2NO2(红棕色)N2O4(无色)，故NO2中总混有N2O4。课堂练习课堂练习1．能正确表示下列反应的离子方程式的是A．溶于足量稀硝酸中：B．溶液与足量NaOH溶液混合：C．将过量的通入NaClO溶液中：D．将0.2mol/L溶液与0.3mol/L溶液等体积混合：2．下列有关化学反应的叙述正确的是A．室温下，Na在空气中反应生成Na2O2B．室温下，Al与4.0mol﹒L1NaOH溶液反应生成NaAlO2C．室温下，Cu与浓HNO3反应放出NO气体D．室温下，Fe与浓H2SO4反应生成FeSO43．某硫酸铵样品氮元素的质量分数是20.2%，此样品中可能混有A．碳铵 B．硝铵 C．尿素 D．氯化铵4．能正确表示下列反应的离子方程式为A．硫化钠溶液和硝酸混合：S2+2H+=H2S↑B．硅酸钠溶液中通入二氧化碳：SiO+CO2+H2O=HSiO+HCOC．将等物质的量浓度的Ba(OH)2和CuSO4溶液以体积比1∶1混合：Ba2++2OH+Cu2++SO=BaSO4↓+Cu(OH)2↓D．明矾溶液与过量氨水混合：Al3++4OH=AlO+2H2O5．室温下进行下列实验，根据实验操作和现象，所得到的结论错误的是选项实验操作和现象结论A将NH3通过灼热的CuO粉末，有红色固体生成NH3具有还原性B将某溶液滴在KI淀粉试纸上，试纸变蓝原溶液中可能存在I2C向FeCl2和KSCN的混合溶液中滴入硝酸酸化的AgNO3溶液，溶液变红氧化性：Fe3+<Ag+D向盛有2mL一定浓度的Na3[Ag(S2O3)2]溶液的试管中，滴入5滴2mol·L1的KI溶液，产生黄色沉淀[Ag(S2O3)2]3发生了电离A．A B．B C．C D．D6．某同学利用如图所示装置进行喷泉实验，已知圆底烧瓶内充满干燥的X气体，胶头滴管内装有少量Y液体，烧杯内装有足量Y液体。下列组合能进行喷泉实验且最终液体一定能充满整个烧瓶的是X气体Y液体ANO2水BHCl水CHCl和O2的混合气体水DNH3和N2的混合气体水A．A B．B C．C D．D7．下列叙述不正确的是A．NH3易液化，液氨常用作制冷剂B．浓硝酸和浓硫酸露置在空气中，容器内酸液的浓度都降低C．稀HNO3和活泼金属反应时得到氢气D．如图所示，进行喷泉实验操作后，液体几乎充满整个烧瓶，这与氨气极易溶于水有关8．在通常情况下能共存，且都可用浓硫酸干燥的气体组是A．H2、H2S、NH3 B．NH3、CO2、HClC．N2、Cl2、CO2 D．NO、O2、CO9．下列物质间的每步转化都能通过一步反应实现的是①

②③黄铁矿

④A．②③ B．①②③④ C．①②④ D．②③④10．在给定的条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是（

）A．B．C．D．11．下列方程式正确的是A．硫化钠溶液中加入少量稀硝酸：B．铁与水蒸气在高温下反应：C．向碳酸钠溶液中通入少量SO2：D．碳酸氢铵溶液中加入足量氢氧化钠：12．用石灰乳吸收硝酸工业尾气(含NO、NO2)可获得Ca(NO2)2，部分工艺流程如下：下列说法不正确的是A．吸收时主要反应的化学方程式为NO+NO2+Ca(OH)2=Ca(NO2)2+H2OB．加快通入尾气的速率可提NO、NO2去除率C．采用气、液逆流的方式吸收尾气有利于NO、NO2的充分吸收D．若尾气中n(NO2)∶n(NO)<1∶1，处理后的尾气中NO含量会升高13．对于下列实验，其反应的离子方程式描述正确的是A．向溶液通入过量：B．向溶液中通入少量：C．向酸性溶液中通入：D．过量的Fe和稀硝酸反应：14．下列反应的离子方程式，不正确的是A．大理石溶于醋酸的反应B．氢氧化铁悬浊液溶于氢碘酸溶液中：C．碳酸氢钠溶液与少量氢氧化钙溶液反应：D．Fe3O4溶于稀硝酸：15．下列说法不正确的是A．常温下，可用铝或铁制容器盛装浓硝酸、浓硫酸B．碳酸钠溶液应保存在带有玻璃塞的试剂㼛中C．做完金属实验后剩下的金属可以放回试剂瓶D．实验室中的固体废弃物高锰酸钾、过氧化钠可配成溶液将其转化为一般化学品再进行常规处理16．结合所学内容，完成下列问题：(1)过氧化钠固体的颜色是。(2)写出磁性氧化铁的化学式，小苏打的化学式。(3)写出实验室加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物制取NH3的化学方程式：。(4)若要提取饱和碘水中的碘，所用的萃取剂可以是（填序号）。①四氯化碳

②酒精

③淀粉溶液(5)红热的木炭与浓硝酸反应的化学方程式为：C+4HNO3(浓)＝CO2↑+4NO2↑+2H2O，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为；如果产生标准状况下22.4LCO2，则转移的电子的物质的量为mol。17．有一稀硫酸和硝酸铁的混合溶液，向其中加入铁粉，溶液中的Fe2+浓度如图所示(不考虑溶液体积的变化)：(1)铁离子和铁粉会反应，请写出反应的离子方程式(2)溶液中H2SO4与Fe(NO3)3的物质的量之比为18．硫酸和硝酸都是重要的化工原料，具有广泛的用途。(1)蔗糖中加入浓硫酸后，蔗糖变黑且体积膨胀，同时有刺激性气味的气体产生。产生气体的化学方程式为，此方程式中体现了浓硫酸的性。(2)某同学进行有关铜的化学性质的实验，如图所示：实验③中铜片逐渐溶解至消失，该同学认为铜与稀硫酸和稀硝酸均能反应，这种看法(填“合理”或“不合理”)；从下列两组方案中选择一组合理的方案加以证明：①取几片铜片置于试管中，滴入稀硫酸，观察现象；②取几片铜片置于试管中，滴入稀硝酸，观察现象；应选组(填序号)。根据所选实验结论，写出③中铜片溶解的离子方程式。19．我国“蓝天保卫战”成果显著，肆虐的雾霾逐渐被遏止。科学家研究发现含氮化合物和含硫化合物在形成雾霾时与大气中的氨有关，转化关系如图所示：回答下列问题：(1)从物质分类的角度看，图中的物质属于酸性氧化物的有(写化学式)。(2)写出转化为的化学方程式：。(3)工业上合成氨的化学方程式为。(4)实验室长期保存浓硝酸，需使用棕色试剂瓶，并放置在阴凉处，其原因为(用化学方程式表示)。(5)氨与一氧化氮(NO)在一定条件下反应可生成对空气无污染的物质，该反应的化学方程式为。20．金属及非金属在高中化学中占有重要地位。(1)某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且实验结论正确的是。A．常温下将铜丝插入浓硫酸中，会产生有刺激性气味的气体，且溶液变为蓝色B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成C．气体通过无水硫酸铜，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气D．将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入硝酸中浸泡，既除去铜绿，又不能损伤铜器(2)研究发现，Cl对铁的腐蚀会造成严重影响。化学修复：脱氯、还原，形成Fe3O4保护层，方法如下：将铁器浸没在盛有0.5mol·L1Na2SO3、0.5mol·L1NaOH溶液的容器中，缓慢加热至60～90℃。一段时间后，取出器物，用NaOH溶液洗涤至无Cl