专题7 第一单元 氮的固定-【高考领航】2023-2024学年高中化学必修第二册同步核心辅导与测评（苏教版）

第一单元　氮的固定 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。 学习任务　氮分子的结构与氮的固定 一、氮分子的结构 1．氮元素原子结构示意图：，位于第2周期ⅤA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。 2．N2分子的结构 电子式为∶N⋮⋮N∶，结构式为N≡N，由于氮分子内两个氮原子以共价三键(N≡N)结合，断开该化学键需要很大的能量，所以氮气分子很稳定。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：生物固氮和高能固氮。 3．“雷雨发庄稼”所发生主要化学反应：N2＋O22NO、2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 三、人工固氮——合成氨 反应原理：N2＋3H22NH3 合成氨的原料是N2和H2，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、氢气送回合成塔循环使用。 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。 　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。 【答案】　C 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。 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 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：人体中极少量的NO有助于促进血管扩张，防止血管栓塞。 (2)NO2：大气中NO和NO2达到一定浓度时都会对人体造成伤害，引发上呼吸道及肺部疾病。 在火箭燃料中用作氧化剂，在工业上用来制造硝酸。 　一定条件下，将盛满NO2气体的试管倒立于盛水的水槽中，充分反应后，水面上升试管总体积的(　　) A．　　 B．　　　 C．　　 D． 【解析】　由反应方程式3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可知剩余气体为NO，占试管体积的。 【答案】　C 2．下列反应属于氮的固定的是(　　) A．N2和H2反应生成NH3 B．NH3经催化氧化生成NO C．NO与O2反应生成NO2 D．由NH3制碳铵和硫铵 解析：选A。B、C、D都是由一种化合态氮转化成另一种化合态氮，不是氮的固定。 3．实验室制备气体后，在收集气体时，往往根据气体的性质选择不同的收集方法，当小明在实验室制备下列气体时，只能使用排水法收集的是(　　) A．HCl B．CO2 C．NO D．NO2 解析：选C。只有难溶于水的气体才能使用排水法收集。NO易与空气中O2反应生成NO2，所以不能用排空气法收集。 ◇———————————随堂测评·素养提升———————————◇, 1．空气中含有大量的氮气和氧气，但在通常情况下，氮气和氧气和睦相处，并不发生反应，原因是氮气很稳定。下列用途中，与氮气稳定性无关的是(　　) A．充入粮库中贮存粮食 B．充入灯泡中保护钨丝