5.2 第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮（Word教参）-【优化指导】2022-2023学年新教材高中化学必修第二册（人教版2019）

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 课程标准 课标解读 1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解氮及其重要化合物的主要性质。 2．认识氮及其重要化合物在生产中的应用和对生态环境的影响。 1.了解氮气的主要性质和用途。 2．掌握NO、NO2的主要性质。 [对应学生用书P17] 知识点一 氮气与氮的固定 1.原子结构 (1)氮的原子结构示意图：。 (2)氮元素在周期表中位置：第二周期、ⅤA族。 2．元素存在 (1)游离态：氮气，约占空气体积的78%。 (2)化合态：蛋白质、硝酸盐、铵盐等。 3．氮气的分子结构 (1)结构式：N≡N。 (2)电子式：。 4．氮气的化学性质 (1)稳定性：N≡N键能很大，通常情况下很难发生反应。 (2)高温、放电条件下能够与镁、氧气、氢气等反应。 5．氮的固定 (1)概念：将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。 (2)分类 (3)自然界中氮的循环 元素的非金属性和单质氧化性的关系 一般来说，元素的非金属性越强，单质氧化性越强。但单质的氧化性，还与具体的分子结构有关。如氮元素的非金属性很强，但是由于氮气中存在氮氮三键，破坏氮氮三键需要的能量特别大，所以氮气的化学性质很稳定。 知识点二 一氧化氮和二氧化氮 1．一氧化氮(NO) (1)物理性质 NO是无色气体，不溶于水。 (2)化学性质 ①NO有毒。 ②NO具有较强的还原性，在常温下与氧气反应生成NO2，反应的化学方程式为2NO＋O2===2NO2。 2．二氧化氮(NO2) (1)物理性质 NO2是红棕色、有刺激性气味的气体，密度比空气的大，易液化，易溶于水。 (2)化学性质 ①NO2有毒。 ②NO2溶于水生成硝酸和一氧化氮，反应的化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 N2和O2反应不会直接生成NO2 N2＋O2NONO2 1．实验室可以用Cu和稀硝酸反应制取NO气体，如何收集NO气体？ 答案：NO气体容易和氧气反应，所以不能用排空气法收集；NO不溶于水而且和水不反应，所以可以用排水法收集。 2．为消除氮的氧化物对大气的污染，变废为宝，常用碱溶液吸收尾气中的氮氧化物，使之转化为相应的硝酸盐、亚硝酸盐和水。你能写出NaOH溶液和NO2反应的化学方程式吗？ 答案：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。 [对应学生用书P19] 探究一　氮气的性质 ►情境探究 氮气是一种无色无味的气体，是空气的主要成分之一。下图表示的是氮气的部分用途。 [素材解读] ① 氮气中存在氮氮三键，结构特别稳定 ② 氮气不能支持呼吸，能够抑制细菌生长繁殖 [问题设计] 1．氮是活泼的非金属元素，为什么氮气的化学性质却很稳定？ 提示　N2的结构式为N≡N，断裂氮氮三键需要较多的能量，因此氮气的化学性质很稳定。 2．利用氮气作灯泡填充气和粮食瓜果的保护气的理论依据是什么？ 提示　氮气的化学性质稳定，不易发生反应，利用氮气作灯泡填充气和粮食瓜果的保护气，可起到隔绝空气、防止氧化的作用。 3．什么是氮的固定？氮的固定过程中氮元素一定被氧化吗？举例说明。 提示　氮的固定是指将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。氮的固定过程中氮元素不一定被氧化，如合成氨反应中N2被还原。 ►核心归纳 1．氮元素的化合价与氧化性、还原性的关系 价态 代表物 性质 －3 NH3、Mg3N2、NH4Cl 只有还原性 0 N2 既有氧化性，又有还原性 ＋1 N2O ＋2 NO ＋3 N2O3、HNO2、NaNO2 ＋4 NO2、N2O4 ＋5 N2O5、HNO3、NaNO3 只有氧化性 2.氮气的结构与性质： 氮气的化学性质很稳定，但在一定条件下可发生化学反应，既能表现出氧化性又能表现出还原性。 ►跟踪训练 1．(2021·北京房山高一下期中)自然界的氮循环如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．工业合成氨属于人工固氮 B．雷电作用下N2与O2发生化学反应 C．在氮循环过程中不涉及氧化还原反应 D．含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化 C　解析：工业合成氨是将N2与H2在一定条件下反应生成NH3，属于人工固氮，A正确；雷电作用下N2与O2发生化学反应生成NO，B正确；在氮循环过程中N2与O2发生化学反应生成NO等多个反应是氧化还原反应，C错误；由氮循环的示意图可知，通过生物体可以将铵盐和蛋白质相互转化，实现了含氮无机物与含氮有机化合物的相互转化，D正确。 2．(2021·浙江衢州高一下期中)下列有关氮气的叙述正确的是(　　) A．医学上常用液氮作冷冻剂，在冷冻麻醉条件下做手术，是利用氮气化学性质的不活泼性 B．高温条件下，N2和O2可反应生成NO C．氮