第16讲 氮的固定和氮的氧化物-【暑假自学课】2023年新高一化学暑假精品课（鲁科版2019必修第一册）

第16讲 氮的固定和氮的氧化物 1.了解自然界中的氮循环，认识氮循环中的物质及其相互转化在生产生活中的应用和对生态环境的影响，增强社会责任意识。 2.通过雷电固氮实验、NO和NO2的性质实验，认识科学探究是进行科学解释和发现、创造和应用的科学实践活动。 一、自然界中的氮循环 1.氮元素的存在 氮是一种地球上含量丰富的元素，除了以_________的形式存在于大气中外（空气中氮气的体积分数约占78%），还以_________的形式存在于动植物体、土壤和水体中（化合态的氮元素在无机物中主要以NO3-、NH4+的形式存在，在有机物中以_________的形式存在）。 2.自然界中氮元素循环示意图 (1)自然界中氮的存在形式多种多样，除N2、NH3、NOx、铵盐、硝酸盐等无机物外，还能以蛋白质等有机物的形式存在。 (2)氮的循环中氮元素_________，也可被还原，判断的依据主要是看反应过程中_________情况。 2.氮循环中涉及许多含氮物质，请填写下表： 含氮物质 N2 NH3 NH4HCO3 NO NO2 HNO3 KNO3 氮元素价态 0 －3 －3 ＋2 ＋4 ＋5 ＋5 物质类别 _________ _________ _________ _________ _________ _________ 硝酸盐 3.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，有的则产生了负面作用，请举例说明。 _______________________________________________________________________ 二、氮气和氮氧化物 1.氮气 (1)氮气的性质 通常状况下，_________的气体。 密度_____，____溶于水。氮气分子的结构稳定，其化学性质不活泼。在一定条件下能与某些物质发生反应： ①与O2反应：N2＋O22NO(_________)。 ②与H2反应：N2＋3H22NH3(工业合成氨，为_________反应)。 ③与Mg反应：N2＋3MgMg3N2(镁在空气中燃烧可能的产物)。 【易错点拨】氮元素是多价态元素，氮气中氮元素呈0价，处于中间价态，故氮气既有氧化性(与H2反应)，又有还原性(与O2反应)。 (2)氮的固定 ____________________________________________叫做氮的固定，简称为固氮。氨的合成，氮气和氧气在放电条件下化合都属于_________。 (3)氮气的主要用途 ①氮气常做焊接金属、充填灯泡，保存食品的保护气； ②氮气是合成氨、制硝酸的重要原料； ③液氮可用作制冷剂，应用于医学、科技等领域。 2.氮的氧化物 (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 ①上述氮的氧化物中，只有N2O3和N2O5是酸性氧化物。 ②NO2、N2O4中氮元素的化合价都是＋4价。 (2)一氧化氮的性质 ①_________溶于水。 ②具有还原性，在空气中易被氧化：2NO＋O2===2NO2。 ③具有弱氧化性：6NO＋4NH35N2＋6H2O。 (3)二氧化氮的性质 ①_________的有毒气体。 ②易溶于水且与水反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 ③具有强氧化性：能与SO2反应，_________变蓝。 ④能与碱溶液反应：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。 ⑤自身二聚：2NO2N2O4(无色气体)。 【归纳总结】NO和NO2性质比较 NO NO2 色、味、态 _________ _________ 溶解性 不溶于水 易溶于水且与水反应 氧化物类别 _________ (不成盐氧化物) 非酸性氧化物(不成盐氧化物) 氧化还原性 既有_________又有还原性，主要表现_________。 既有氧化性又有还原性，主要表现_________。 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 3.实验探究——模拟工业生产硝酸的原理 实验装置 实验步骤 (1)将充满NO2的试管倒置于水槽中 (2)向(1)中充分反应后的试管中缓慢地通入O2 实验现象 _________逐渐变为无色气体；气体体积逐渐减小，试管内_________；试管内液面最终上升至试管容积的处 无色气体先变成红棕色，后逐渐变为_________，试管内液面上升，持续通入适量O2，试管内可充满水 反应方程式 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 2