第五章 第二节 第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮（word教参）- 【勤径学升·同步练测】2022-2023学年高一新教材化学必修第二册（人教版）

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。 [对应学生用书第14页] 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） 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； 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。 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 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。 （×） （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。 （√） 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 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 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 （2）相互转化 请在下面的横线上写出转化的化学方程式： ①2NO＋O22NO2； ②3NO2＋H2O2HNO3＋NO。 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反应生成H2和NO2 解析　NO遇到O2生成红棕色的NO2，B项正确。 答案　B [对应学生用书第15页] 要点　一氧化氮与二氧化氮的性质及有关计算 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？ （2）如果要将试管a中的NO气体充分转化，可以采取何种措施？ （3）根据上述实验（1）（2）可知，工业上生产硝酸时，要使NO2完全转化HNO3，应采取的措施是什么？ 提示：（1）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内气体体积的处，原因是NO2与水发生反应：3NO2＋H2O2HNO3＋NO，生成的NO难溶于水。 （2）从导管b处通入O2（或空气），发生反应：2NO＋O22NO2，3NO2＋H2O2HNO3＋NO，总反应方程式为：4NO2＋O2＋2H2O4HNO3。 （3）向NO2中通入过量O2（或空气），再用足量的水进行吸收，即可使NO2完全转化成HNO3。 1.NO和NO2的性质对比 物质 NO NO2 色、态、味、毒性、密度 无色、无味、有毒气体，密度比空气大 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＋O22NO2（还原性） 不反应 与水反应 不反应