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第五章 化工产业中的重要非金属元素
第二节 氮及其化合物
第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮
学习目标 核心素养
1.通过分析氮的原子结构,推断含氮物质可能的化学特性,理解结构与性质的关系。
2.通过实验探究,理解一氧化氮与氧气反应、二氧化氮与水反应等性质,感受化学变化的奇妙。 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.科学探究与创新意识:通过对NO2与水反应的实验探究,使学生在探究过程中发现和提出问题,激发学生勤于思考,敢于质疑的创新意识。
第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮
[对应学生用书第14页]
第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮
一、氮气与氮的固定
1.氮元素的原子结构与存在
(1)氮原子的结构
原子结构示意图: ,一般通过 共用电子对 与其他原子相互结合构成物质。
(2)
共用电子对
第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮
2.氮气的性质
(1)物理性质
颜色 气味 溶解性 密度
无 色 无味 难 溶于水 与空气相近
因此,收集N2的方法为 排水法 。
(2)化学性质
①N2的化学性质很稳定,通常情况下难以与其他物质发生化学反应;
无
难
排水法
第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮
②与活泼金属镁在点燃的条件下生成黄色固体Mg3N2:
化学方程式为 3Mg+N2Mg3N2 ;
③放电或高温下,能与氧气反应生成NO:
化学方程式为 N2+O22NO ;
④在高温、高压、催化剂的条件下能与H2反应生成氨气,化学方程式为
N2+3H22NH3 。
3Mg+N2Mg3N2
N2+O22NO
N2+3H22NH3
第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮
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
游离态
氮的化合物
氮的固定
第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮
1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)。
(1)氮的固定中氮元素一定被氧化。
( × )
(2)豆科植物的根瘤菌固氮属于自然固氮中的高能固氮。
( × )
×
×
(3)工业上将NH3转化为其他铵态化肥属于人工固氮。
( × )
×
第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮
(4)N2和O2在放电条件下会生成NO2。
( × )
(5)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。 ( √ )
×
√
第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮
二、一氧化氮和二氧化氮
1.NO、NO2的物理性质比较
颜色、状态 气味 密度 水溶性 毒性 收集方法
NO 无色气体 无味 比空气 略大 不 溶于水 有 毒 排水法
NO2 红棕 色气体 刺激性 气味 比空气 大 易 溶于水 有 毒 向上排空气法
略大
不
有
排水法
红棕
刺激性
大
易
有
向上排空
气法
第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮
2.化学性质
(1)实验探究
实验
装置
实验
操作 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 打开弹簧夹,快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹,观察现象。振荡注射器,再观察现象
第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮
实验
现象 无明显现象 吸入空气后气体变为 红棕 色,再振荡后气体又变为 无 色,同时注射器的活塞 向内移动
原因
解释 NO 不 溶于水 NO与O2反应生成 NO2 ,气体变为红棕色;振荡后溶于水生成 硝酸 和 NO ,气体又变为无色,同时气体的总体积有所 减小
无明显现象
红棕
无
向内移动
不
NO2
硝酸
NO
减小
第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮
(2)相互转化
NO NO2
请在下面的横线上写出转化的化学方程式:
① 2NO+O22NO2 ;
2NO+O22NO2
② 3NO2+H2O2HNO3+NO 。
3NO2+H2O2HNO3+NO
第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮
2.运载火箭的推进剂引燃后,尾部喷出大量高温气体。该气体主要成分是CO2、H2O、N2、NO等,在发射现场可看到火箭尾部产生大量红棕色气体,其原因是( )
A.高温下N2遇空气生成NO2
B.NO遇空气生成NO2
C.CO2与NO反应生成CO和NO2
D.NO与H2O