5.2.1 氮气和氮氧化物（精讲）-2022-2023学年高一化学同步精讲+精练（人教版2019必修第二册）

5.2.1 氮气和氮氧化物 【学科核心素养】 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。 【知识讲解】 一、氮气与氮的固定 1.氮——重要的非金属元素 (1)氮元素位于元素周期表的第二周期、第ⅤA族，氮元素的非金属性比氧元素弱，比碳元素强，硝酸的酸性比磷酸强。 (2)氮元素原子最外层有5个电子，氮原子很难得失电子形成离子键，一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质。 (3)氮元素在自然界中的存在 ①游离态：主要以氮分子的形式存在于空气中。 ②化合态：部分存在于动植物体内的蛋白质中；部分存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。 2.氮气 (1)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。 (2)写出氮气与下列物质反应的化学方程式： ①金属镁：N2＋3MgMg3N2，氮气表现氧化性； ②氢气：N2＋3H22NH3，氮气表现氧化性； ③氧气：N2＋O22NO，氮气表现还原性。 3.氮的固定 氮的固定— 例1.氮气能大量存在于空气中的根本原因是(　　) A.氮气性质稳定，即使在高温下也不与其他物质发生反应 B.氮气比空气轻且不溶于水 C.氮气分子中两个氮原子结合很牢固，分子结构稳定 D.氮气既无氧化性，也无还原性，不与其他物质反应 二、一氧化氮和二氧化氮 1.不同价态的氮的氧化物 氮的氧化物 N2O(笑气) NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5 氮元素化合价 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋4 ＋5 上述氮的氧化物中属于酸性氧化物的是N2O5和N2O3。 2.一氧化氮、二氧化氮性质探究 (1)在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，观察颜色：无色，然后吸入5 mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器。现象：注射器内无明显变化，结论：NO难溶于水。 (2)打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹，现象：注射器内气体变为红棕色；振荡注射器。现象：气体的红棕色消失。 结论：在一定条件下，NO和NO2可以相互转化。 写出下列转化的化学方程式： ①NO→NO2：2NO＋O2===2NO2； ②NO2→NO：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 3.二氧化氮的性质 (1)红棕色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气的大。 (2)易溶于水且与水反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 (3)具有强氧化性：能与SO2、KI等反应。 (4)自身二聚：2NO2N2O4(无色气体)。 【归纳总结】NO和NO2性质比较 氮氧化物 NO NO2 色、味、态 无色无味气体 红棕色、有刺激性气味气体 溶解性 不溶于水 易溶于水且与水反应 氧化物类别 非酸性氧化物(不成盐氧化物) 非酸性氧化物(不成盐氧化物) 氧化性或还原性 具有氧化性、还原性，主要表现强还原性 具有氧化性、还原性，主要表现强氧化性，能氧化SO2、KI等物质 毒性 有毒(易结合血红蛋白使人中毒) 有毒(刺激腐蚀呼吸道黏膜) 相互转化 NONO2 例 2.下列关于氮的氧化物的叙述正确的是(　　) A.氮的氧化物只有NO、NO2 B.氮的氧化物均为红棕色气体 C.氮的氧化物均有毒 D.氮的氧化物在空气中能稳定存在 【随堂检测】 1．下列关于NO和NO2的说法正确的是 A．NO2是红棕色气体，与水反应生成硝酸，所以属于酸性氧化物 B．NO2不能由N2和O2直接化合得到 C．NO和NO2均既可以用排空气法收集又可以用排水法收集 D．NO在空气中可以长久的存在 2．某无色混合气体甲可能含、、、、中的几种，将甲气体依次经过如图系列实验处理，最终得到酸性溶液，且几乎无气体剩余，则甲中一定含有 A．、、 B．、、 C．、、、 D．、、 3．下列有关含氮化合物的性质对应关系正确的是 A．一氧化氮是红棕色气体 B．铝制、铁制容器常温下可盛浓硝酸，体现其挥发性 C．铜片放入硝酸中，溶液变蓝体现其强氧化性与酸性 D．氯化铵与氯化钠的分离利用前者易升华的性质 4．下列说法错误的是 A．为红棕色粉末 B．碳酸钠俗称纯碱 C．为黄绿色气体 D．为红棕色气体 5．下列化合物可由两种单质直接化合得到的是 A．SO3 B．NO2 C．CuS D．FeCl3 6．将10 mLNO和NO2的混合气体通入装满水的倒立在水槽中的量筒，充分反应后，最后剩余4 mL气体，(已知一氧化氮与水不反应，二氧化氮与水反应：3NO2+H2O=2HNO3+