内容正文:
专题7
氮与社会可持续发展
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第一单元
氮的固定
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学业要求解读 活动探究建议
1.了解氮分子的微观结构并预测其性质。
2.能举例自然固氮与人工固氮的过程,知道人工固氮对社会发展的重要意义。
3.通过对固氮的分析,认识氮气、一氧化氮、二氧化氮的物理性质、化学性质以及典型的实验现象,能书写主要反应的化学方程式,知道它们的主要应用。 1.宏观辨识与微观探析:了解氮分子的微观结构与性质的关系。
2.变化观念:了解氮的固定所发生的相关反应。
3.科学态度与社会责任:认识人工固氮的社会价值和体会化学科学在解决人类社会问题中发挥的重要作用。
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一、氮分子的结构
1.氮元素原子结构示意图:__________,位于第______周期______族。
最外层有5个电子,既不容易得到3个电子,也不容易失去5个电子,所以氮原子一般通过共用电子对(共价键)与其他原子结合。
学习任务 氮分子的结构与氮的固定
ZHISHISHULI
知识梳理
Z
导学导思
2
ⅤA
游离态
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2.N2分子的结构
电子式为__________________,结构式为_________,由于_________内两个氮原子以___________________________结合,断开该化学键_____________________,所以氮气分子很______。通常状况下,氮气的化学性质不活泼,但在一定条件下能与某些物质发生反应。
二、自然固氮
1.植物生长必需三元素为N、P、K。
2.自然固氮两种途径:____________和____________。
3.“雷雨发庄稼”所发生主要化学反应:_______________________、___________________、____________________________。
∶N⋮⋮N∶
N≡N
氮分子
共价三键(N≡N)
需要很大的能量
稳定
生物固氮
高能固氮
2NO+O2===2NO2
3NO2+H2O===2HNO3+NO
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三、人工固氮——合成氨
反应原理:_________________________________
合成氨的原料是______和______,为提高原料气的利用率,采取的措施为从中分离出氨后,将未反应的氮气、氢气送回合成塔____________。
N2
H2
循环使用
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探究点一 自然界中氮的循环
1.自然循环
2.人类活动的影响
(1)化肥厂:N2→NH3→氮肥、硝酸等含氮化合物。
(2)化石燃料的燃烧、森林和农作物的枝叶燃烧产生的氮氧化物。
HEZUOTANJIU
合作探究
H
核心突破
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氮气及其化合物在自然界中大量存在,下列有关说法错误的是( )
A.氮气的密度比空气的小,且难溶于水
B.含氮化合物普遍存在于植物及动物体内
C.汽车排放的尾气中不含氮的化合物
D.森林或农作物的枝叶燃烧会产生氮氧化物
[思路点拨] 本题考查两个方面。一是氮气的性质,二是氮的循环。
【解析】 氮气的相对分子质量为28,空气的平均相对分子质量为29,故氮气的密度比空气的小,且氮气难溶于水,A项正确。植物与动物体内均含蛋白质,B项正确。汽车排放的尾气中含一定量的氮氧化合物,C项错误。植物中因为含蛋白质等,故燃烧时会产生氮氧化物,D项正确。
典例
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C
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1.(源于教材P37T1)下列叙述与氮的固定无关的是( )
A.工业合成氨
B.工业上将氨转化为硝酸和其他含氮化合物
C.豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为含氮化合物
D.电闪雷鸣的雨天,空气中的氮气会与氧气发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收
解析:选B。氮的固定是指把空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。
迁移应用
B
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探究点二 一氧化氮和二氧化氮
1.物理性质
NO NO2
颜色 无色 红棕色
状态 气体 气体
气味 无味 刺激性气味
毒性 有毒 有毒
水溶性 难溶 易溶
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2.相互转化
(1)NO→NO2:2NO+O2===2NO2。
(2)NO2→NO:3NO2+H2O===2HNO3+NO。
3.功能与危害
(1)NO:人体中极少