第五章 第二节 第1课时 氮气和氮氧化物（教师WORD）- 2021-2022学年高一化学人教版必修第二册【创新设计】同步学考笔记

第二节　氮及其化合物 第1课时　氮气和氮氧化物 【课程标准要求】　 1.能从分子结构的角度认识氮气的化学稳定性，熟知氮气与镁、氧气、氢气的化学反应及其条件。了解氮的固定和自然界中氮的循环。 2.能从物质类别和氮元素的化合价认识氮氧化物的性质与转化。 一、氮气及氮的固定 1.氮原子的结构及氮元素的存在 (1)氮原子的结构 氮元素位于元素周期表的第二周期、第ⅤA族。氮原子最外层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质。 (2)氮元素在自然界中的存在 2.氮气 (1)氮气的物理性质 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)氮气的化学性质 写出氮气和下列物质反应的化学方程式。 ①金属镁：N2＋3MgMg3N2，氮气表现氧化性； ②氢气：N2＋3H22NH3，氮气表现氧化性； ③氧气：N2＋O22NO，氮气表现还原性。 3.氮的固定 (1)含义：将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。 (2)分类 【微自测】 1.下列描述中正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)氮气常用作焊接金属、填充灯泡、保存食品的保护气(√) (2)氮元素有多种化合价，其最高正价为＋5价(√) (3)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(√) (4)氮原子与其他原子只能形成共价键，不能形成离子键(×) (5)N2和O2在放电条件下会生成NO2(×) (6)豆科植物的根瘤菌固氮属于自然固氮中的高能固氮(×) (7)工业上将NH3转化为其他铵态化肥属于人工固氮(×) (8)氮的固定中氮元素一定被氧化(×) 二、一氧化氮和二氧化氮 1.物理性质 物质 颜色 状态 气味 毒性 水溶性 NO 无色 气体 无味 有毒 不溶于水 NO2 红棕色 气体 刺激性 有毒 易溶于水 2.相互转化 NONO2 写出下列转化的化学方程式： ①NO―→NO2：2NO＋O2===2NO2。 ②NO2―→NO：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，该反应中NO2既表现氧化性，又表现还原性。 【微自测】 2.下列描述中正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)NO和NO2都是有刺激性气味的有毒气体，它们都是大气污染物(×) (2)由于NO极易与O2反应，并且其密度与空气相差不多，因此收集NO只能用排水法(√) (3)N2与O2反应时，不论O2是否足量，其一步反应都只能得到NO，不能生成NO2(√) (4)由于NO2极易与水反应且密度比空气大，因此收集NO2只能用向上排空气法(√) (5)NO2易溶于水生成HNO3，故NO2是酸性氧化物(×) 一、NO和NO2的性质探究 【活动探究】 一氧化氮、二氧化氮的性质探究 实验装置： 操作一： 在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，然后吸入5 mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器。观察现象。 操作二： 打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气，夹上弹簧夹。观察现象。 操作三： 振荡注射器，再观察现象。 1.NO能否溶于水？是否与水反应？ 提示：NO不溶于水；不能与水反应。 2.吸入氧气后观察到什么现象？为什么？ 提示：颜色逐渐变红，气体体积变小；NO与O2反应生成红棕色的NO2。 3.振荡注射器观察到什么现象？为什么？注射器会有什么气体剩余？ 提示：颜色逐渐变浅或消失，气体体积变小；NO2与水反应生成硝酸和NO；剩余气体中除含有氮气外，还含有NO。 4.上述实验中发生了哪些化学反应？ 提示：实验中发生的反应为2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 【核心归纳】 NO和NO2的性质对比 物质 NO NO2 色、态、 味、毒性 无色、无臭、有毒气体，密度比空气略大 红棕色、有刺激性气味、有毒气体，密度比空气大，易液化 水溶性 不溶于水 易溶于水 与氧气反应 2NO＋O2===2NO2(还原性) 不反应 与水反应 不反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO(自身氧化还原) 与氧气、水 同时作用 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 与碱反应 不能和碱反应 2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O 氧化性 6NO＋4NH3 5N2＋6H2O 6NO2＋8NH37N2＋12H2O NO2能将I－氧化为I2，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 【实践应用】 1.最新的病毒学研究证实，一氧化氮对SARS、新型冠状病毒都有直接抑制作用。下列关于一氧化氮的叙述正确的是(　　) 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