专题7 第一单元 氮的固定-（教师WORD）2021-2022学年高中化学【精讲精练】苏教必修第二册 新课标辅导

第一单元　氮的固定 学习目标 核心素养 1.了解氮的原子结构及N2的化学性质。 2.了解氮的固定类型。 3.了解NO、NO2的化学性质与转化关系。 1.宏观辨识与微观探析 从物质的类别、氮的原子结构角度认识N2、NO、NO2的主要性质，形成结构决定“性质”的观念。 2.科学态度与社会责任 通过人工固氮的认识、知道氮的循环过程及人工固氮对人类文明发展的影响。 知识点一　氮气分子的结构与性质 1．氮气的电子式∶N⋮⋮N∶，结构式N≡N。 2．氮气分子很稳定，通常情况下，化学性质不活泼，难与其他物质发生反应，但在一定条件下，也能与某些物质反应。 (1)与H2反应：N2＋3H22NH3； (2)与O2反应：N2＋O22NO； (3)与Mg反应：N2＋3MgMg3N2。 1．氮是活泼的非金属元素，为什么通常情况下氮气的化学性质稳定？ 提示　氮气的结构式为N≡N，由于氮气分子内两个氮原子间以共价三键结合，断开该化学键需要较多的能量，所以N2在通常情况下的性质稳定，一般难以与其他物质发生化学反应。 2．如何体会N2的化学性质不活泼，比较稳定？ 提示　从N2参与的化学反应看，反应条件高，反应困难。 　N2分子中因含N≡N而稳定，通常在高温或高压条件下才能发生化学反应。 　下列有关氮气的叙述中，错误的是 A．镁在空气中燃烧除生成氧化镁外还生成氮化镁 B．在雷雨天，空气中的N2和O2可反应生成NO C．氮气既可作氧化剂又可作还原剂 D．1 mol N2可与3 mol H2完全反应生成2 mol NH3 [解析]　N2、H2合成氨的反应是可逆反应，1 mol N2与3 mol H2不能完全反应，故生成NH3的量小于2 mol，D选项错误。 [答案]　D 1．关于氮气的性质的说法中，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．氮气的化学性质比较稳定，其原因是两原子间的结合比较牢固 D．跟氢气在一定条件下发生反应，氮气是氧化剂 解析　由于N2分子内两个氮原子间的共价三键(N≡N)结合，断开该化学键需要较多能量，故N2的性质很不活泼，选项A、C正确；N2与H2合成氨的反应中，N2作氧化剂，H2作还原剂，选项D正确；N2化学性质稳定，与O2在点燃的条件下不反应，在放电或高温条件下才与O2反应生成NO，B选项错误。 答案　B 知识点二　自然固氮、氮的氧化物的性质 1．将空气中游离态的氮转化成含氮化合物叫做氮的固定。简称固氮。主要有自然固氮和人工固氮两种方式。 2．氮元素化合价有＋1、＋2、＋3、＋4、＋5五种正价态，对应的氧化物分别是N2O、NO、N2O3、NO2和N2O4、N2O5，其中HNO3的酸酐是N2O5；HNO2(亚硝酸)的酸酐是N2O3。 3．一氧化氮和二氧化氮性质的比较 性质 一氧化氮 二氧化氮 物理性质 颜色 无色 红棕色 状态 气体 气体 气味 无味 刺激性气味 密度 比空气略大 比空气大 溶解性 难溶于水 易溶于水 毒性 有毒 有毒 化学性质 与氧气反应2NO＋O2===2NO2 与水反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 1．自然固氮的途径有哪两种，请列举说明。 提示　自然固氮又分为生物固氮和高能固氮，生物固氮即自然界中的一些微生物种群(如豆科植物的根瘤菌将空气中的氮气通过生物化学过程转化为含氮化合物)。高能固氮即通过闪电、火山爆发等途径产生含氮化合物。 2．怎样鉴别NO2和溴蒸气？ 提示　二氧化氮和溴蒸气都是有刺激性气味的红棕色气体，但它们在水溶液中能表现出不同的性质和现象。鉴别这两种气体常用的方法有： (1)水溶法：分别向盛有二氧化氮和溴蒸气的集气瓶中倒入适量的蒸馏水，振荡集气瓶使气体溶解，观察现象。若集气瓶中形成了无色溶液，被溶解的气体为二氧化氮气体；若集气瓶中形成了橙色溶液，被溶解的气体为溴蒸气。 (2)硝酸银溶液实验法：将两种待区别的气体分别通入稀AgNO3溶液中，观察现象。若溶液中生成淡黄色沉淀，则被检验的气体为溴蒸气，无此现象发生的是二氧化氮。 3．NO和CO均为无色无味的有毒气体，若两个集气瓶中分别盛有上述两种气体，如何快速地进行区分鉴别？ 提示　在通风橱中打开集气瓶塞，瓶口呈红棕色的是NO，无现象的是CO。理由是NO与O2反应生成红棕色的NO2，而CO与O2常温下不反应。 4．NO2与水反应的实验探究 [实验装置] [问题探究] (1)将盛满NO2的试管a倒置在水中，①预测观察到的现象有哪些？②水会充满整个试管吗？其原因是什么？ 提示　①观察到的现象是水进入试管，液面逐渐上升；红棕色气体逐渐变成无色。 ②水不会充满整个试管，试管内液面上升至试管体积的处，原因是NO2与水发生反应：3NO2＋H2O==