第5章 第2节 第1课时 氮气与氮的氧化物（教师用书word）-2022-2023学年新教材高中化学必修第二册【精讲精练】人教版

第二节　氮及其化合物 第1课时　氮气与氮的氧化物 [学习目标] 1．了解氮的原子结构及N2的化学性质。 2．了解NO、NO2的化学性质与转化关系。 知识点一　氮气与氮的固定 1．氮的原子结构与存在 (1)氮的原子结构 氮的原子结构示意图为　　，在元素周期表中的位置是__第二周期、第ⅤA族__，最外层有__5__个电子，既不容易失去电子又不容易得到电子，因此，氮原子一般通过__共用电子对__与其他原子相互结合构成物质。氮元素在化合物中的常见价态有：－3、＋2、＋4、＋5价等。 (2)氮的存在 2．氮气的性质 (1)物理性质 颜色 气味 溶解性 密度 __无__色 无味 __不__溶于水 与空气相近 因此，收集N2的方法为__排水法__。 (2)氮气的化学性质 氮气的化学性质很__稳定__，通常难与其他物质发生反应。 ①还原性：　N2＋O22NO　。 ②氧化性： a．N2与H2反应生成NH3，反应的化学方程式为　N2＋3H22NH3　。 b．在点燃条件下与金属镁反应，化学方程式为　3Mg＋N2Mg3N2　。 3．氮的固定 (1)定义：将大气中的__游离态__的氮转化为__氮的化合物__的过程。 (2)分类： 氮的固定 4．自然界中的氮循环 [思考探究] 1．氮是活泼的非金属元素，为什么通常情况下氮气的化学性质稳定？ 提示　氮气的结构式为N≡N，由于氮气分子内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，所以N2在通常情况下的性质稳定，一般难以与其他物质发生化学反应。 2．氮气与氢气合成氨是人工固氮的典型反应，谈谈在人类生存方面你对这一反应的认识。 提示　合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破，解决了人类因粮食不足而导致饥饿和死亡问题，这是化学技术对社会发展与进步的巨大贡献之一，也充分说明含氮化合物对人类生存的巨大意义。 [归纳提升] 　N2O中由于存在氮氮三键，所以化学性质比较稳定，但N2的稳定是相对的，在一定条件下也和某些金属、O2、H2等反应。 1．自然界中氮的循环如图所示。 下列说法中不正确的是(　　) A．植物的根瘤可起固氮作用 B．雷电作用下实现了人工固氮 C．在氮循环过程中涉及了多个氧化还原反应 D．含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化 解析　结合题图可知：植物的根瘤可起固氮作用，A正确；雷电作用下实现了自然固氮，B错误；雷电作用涉及氮气和氧气反应生成NO，人工固氮涉及氮气和氢气反应生成氨，氨或铵盐转化为亚硝酸盐，亚硝酸盐转化为硝酸盐，硝酸盐被细菌分解等都涉及氧化还原反应，C正确；由题图可知，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之间的相互转化，D正确。 答案　B 2．下列有关氮气的叙述中，错误的是(　　) A．镁在空气中燃烧除生成氧化镁外还生成氮化镁 B．在雷雨天，空气中的N2和O2可反应生成NO C．氮气既可作氧化剂又可作还原剂 D．1 mol N2可与3 mol H2完全反应生成2 mol NH3 解析　N2、H2合成氨的反应是可逆反应，1 mol N2与 3 mol H2不能完全反应，故生成NH3的量小于2 mol，D错误。 答案　D 知识点二　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.NO、NO2的化学性质 N2NONO2 有关反应的化学方程式为： (1)N2＋O22NO。 (2)　2NO＋O2===2NO2　。 (3)　3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　。 [思考探究] 1．NO和CO均为无色无味的有毒气体，若两个集气瓶中分别盛有上述两种气体，如何快速地进行区分鉴别？ 提示　在通风橱中打开集气瓶塞，瓶口呈红棕色的是NO，无现象的是CO。理由是NO与O2反应生成红棕色的NO2，而CO与O2常温下不反应。 2．写出NO2和H2O反应的化学方程式并用双线桥法标出电子转移的方向和数目，并推测出1 mol NO2和H2O反应，转移____________ mol电子。 提示 3．已知2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O，则NO2属于酸性氧化物吗？ 提示　不属于 [归纳提升] 1．NO、NO2都不是酸性氧化物。 2．NO2能单独被NaOH溶液吸收，方程式为2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O；NO不能单独被NaOH溶液吸收，但NO与NO2等物质的量混合时可以被NaO