第2讲 氮及其化合物-【创新讲义】2022-2023高一化学同步精品讲义（人教版2019必修第二册）

第2讲 氮及其化合物 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，熟知工业制硝酸的反应原理，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。 3.能从物质类别、氮元素价态的角度，认识氨、铵盐的性质与转化，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。 4.设计实验，如氨的性质实验、制备实验，铵盐的性质实验及铵离子的检验等，实现氨的转化与生成，增强“科学探究”意识。 5.认识二氧化硫、氮氧化物为大气污染物，了解酸雨的形成、危害及其防治，增强环保意识和社会责任感。 通过实验了解氮非金属及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。鉴于此，本节内容主要对NO、NO2 进行全面剖析，分析氮氧化物对大气的污染，以及减少向大气中排放氮氧化物、二氧化硫的措施。重点内容是NO、NO2、氨的性质，实验室制氨气，工业合成氨，以及硝酸的特性。这些内容也是高考的重点考查内容之一。硝酸的氧化性是本节的难点，学会相关氧化还原反应方程式的书写。 内容较多，由老师在课上结合 “情景导入”文档中的内容为学生介绍即可。 知识点一：氮气及氮的固定 一、氮元素的结构与存在形式 1．氮元素位于元素周期表的第二周期、第V A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成物质。 2．氮元素在自然界中的存在 氮元素主要以N2分子的形式存在于空气中，部分氮元素以化合物的形式存在于动植物体内的蛋白质中，还有部分存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。 二、氮气 1．物理性质：通常情况下，氮气是无色、无味的气体，密度比空气的略小，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，但在一定条件下氮气也可以和一些物质发生化学反应。写出氮气和下列物质反应的化学方程式。 N2+3MgMg3N2 N2+3H2 2NH3 催化剂 高温、高压 催化剂 高温、高压 3．氮气的固定 4.自然界中的氮循环 (1)氮在自然界中主要存在形式有哪些？ 提示：大部分以氮气的形式存在，少部分以化合物的形式(如硝酸盐、铵盐、蛋白质等)存在。 (2)人体里的蛋白质中的氮元素是从哪儿来的？ 提示：人体里蛋白质中的氮是从外界摄入的，特别是肉类、蛋类物质等。若溯本求源，则来自大气中的N2。 (3)自然界中有哪些固定氮的途径？ 提示：自然界中固氮主要有自然固氮和人工固氮，自然固氮有高能固氮(雷电作用)、生物固氮(豆科植物)。 (4)氮循环中含氮物质有多种形式的转化，有的对人类生产生活有益，有的则产生负面作用，请举例说明。 提示：①对人类有益的有：人工固氮如合成氨，不仅为农作物的生长提供了必需的氮元素，而且为其他化工产品的生产提供了重要的原料。 ②对人类有害的有：工业废气、汽车尾气中的氮氧化物会造成大气污染等；工厂废液、生活废水中的氮元素对水体造成污染。 例1．下列关于N2的说法中错误的是(　　) A.N2化学性质稳定，是因为分子中的氮氮三键很强 B.N2分子的结构稳定，因而N2不能支持任何物质的燃烧 C.N2在反应中既能作氧化剂又能作还原剂 D.实验室可用排水法收集氮气 练习1.下列关于性质的叙述中错误的是（ ） A.任何物质在氮气中都不能燃烧 B.氮气既具有氧化性，又具有还原性 C.将空气中的氮气转变成含氮化合物属于氮的固定 D.氮气与氧气在一定条件下反应生成一氧化氮 例2．下列叙述与氮的固定无关的是（ ） A.工业上氮气与氢气化合成氨 B.工业上将氨转化为硝酸和其他含氮化合物 C.豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为含氮化合物 D.电闪雷鸣的雨天，空气中的氮气会与氧气发生反应并最终转化为硝酸盐被 　 植物吸收 练习1.氮的循环在自然界元素的循环中具有重要的意义，有些氮的转化是从氮气转化为含氮的化合物，有的转化发生在含氮的化合物之间。下列过程中，以游离态的氮为原料，最终产生含氮的化合物的是（ ） A.汽车尾气中的氮氧化物形成酸雨 B.硝化细菌的硝化过程 C.动物尸体腐烂 D.豆科植物的根瘤菌固氮 （1）氮气分子内的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。 （2）氮的固定：将大气中游离态的氮转化为化合物的过程。 （3）氮固定的分类 雷电 知识点二：氮氧化物 一、一氧化氮与二氧化氮物理性质 物质 色态 气味 毒性 水溶性 NO 无色气体 无色 有毒 不溶于水 NO2 红棕色 有刺激性 有毒 易溶于水