专题7 第一单元 氮的固定（Word教参）-【优化指导】2022-2023学年新教材高中化学必修第二册（苏教版2019）

第一单元　氮的固定 课程内容标准 学业质量水平 1.能依据氮分子的微观结构预测其化学性质。 2．认识人工固氮的化学原理和社会价值。 1.能运用原子结构模型说明典型非金属元素的性质。(水平1) 2．能说明常见物质的性质与应用的关系。(水平1) [对应学生用书P37] 一、氮分子的结构与氮气的性质 1．氮气的物理性质 颜色、状态 气味 密度 溶解性 无色气体 无气味 比空气的 略小 难溶于水 2.氮分子的结构与其化学性质 (1)一般认为，氮分子是由两个氮原子通过共用三对电子结合而成的，氮分子的电子式为，结构式为 N≡N。 (2)破坏氮分子中氮原子之间的共价键需要吸收很多的能量，因而氮分子很稳定。但在高温或放电等条件下，氮气能与一些金属或非金属单质发生反应，生成含氮化合物。 二、自然固氮 1．氮的固定：将空气中游离态的氮转化成含氮化合物，简称固氮。 自然固氮 生物固氮：自然界中的一些微生物种群将空气中的氮气通过生物化学过程转化为含氮化合物，约占自然固氮的90% 高能固氮：通过闪电、火山爆发等途径产生含氮化合物，约占自然固氮的10% 2.高能固氮的实例——“雷雨发庄稼” (1)用化学方程式解释“雷雨发庄稼”的原理 N2＋O22NO、2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 雨水中的硝酸渗入土壤后与矿物质作用生成硝酸盐，其中的硝酸根离子被植物的根系吸收，转化为植物生长所需要的养料。 (2)一氧化氮和二氧化氮的性质 NO NO2 色、味、态 无色、无气味的气体 红棕色、有刺激性气味的气体 溶解性 难溶于水 与水反应 毒性 有毒，大气污染物之一 有毒，大气 污染物之一 与水反应 不反应 3NO2＋H2O=== 2HNO3＋NO 与氧气 反应　 2NO＋O2=== 2NO2　　　 不反应 对环境的 影响　　 NO、NO2能导致光化学烟雾、形成酸雨及破坏臭氧层 三、人工固氮——合成氨 1．合成氨的反应原理：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)__ΔH＝－92.4_kJ·mol－1。 2．工业操作流程 合成氨的原料是氮气和氢气，在较高温度下将混合气体加压后送到合成塔中进行反应。该反应放出大量的热，工业上往往用来预热原料气，以达到反应所需的温度，节约能源。合成氨达到平衡时，混合气体中氨的含量为20%左右，从中分离出氨后，将未反应的氮气、氢气送回合成塔循环使用。 3．合成氨的意义 为植物生长提供足够的氮肥，有效帮助解决粮食短缺问题。 1．巧判断(对的画“√”，错的画“×”)。 (1)固氮反应一定属于氧化还原反应(√) (2)通过灼热的镁粉，可除去N2中的少量氧气(×) (3)NO中的少量NO2可通过盛有水的洗气瓶除去(√) (4)CO、NO、NO2都是大气污染物，在空气中都能稳定存在(×) (5)N2与O2在放电条件下直接化合成NO2(×) (6)NO既可以用排水法收集，又可以用排空气法收集(×) (7)NO2与水反应，NO2是氧化剂，水是还原剂(×) (8)可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物(×) 2．下列有关氮气的说法正确的是(　　) A．氮气是由氮原子构成的双原子分子，所以化学性质不活泼 B．1 mol N2可与3 mol H2完全反应生成2 mol NH3 C．电闪雷鸣的雨天，雨水中会含有一定量的硝酸，涉及的反应之一是N2＋2O2===2NO2 D．NO、NO2在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物 D　[氮原子的最外层有5个电子，氮原子与氮原子共用三对电子形成氮分子，所以氮气的化学性质不活泼，A错误；氮气与氢气反应生成氨气是可逆反应，B错误；氮气与氧气在放电的条件下反应生成一氧化氮，C错误；NO和氧气能反应生成NO2，NO2和水反应生成NO，D正确。] 3．NO2和溴蒸气均为红棕色气体，可用哪些实验方法鉴别二者？写出所用试剂和区分它们的现象。 方案一：试剂__________，现象 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 方案二：试剂__________，现象 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________