第3章 第12讲 氮的循环-【优化探究】2024高考化学一轮复习高考总复习配套教参（鲁科版单选 新教材 新高考）

第12讲　氮的循环 [课程标准]　1.宏观辨识与微观探析：能从不同层次认识氮及其化合物的主要性质及应用；从氮的化合价变化角度认识氮及其化合物之间的反应原理及转化条件。2.科学探究与创新意识：从不同的角度探究氨气、氮的氧化物、硝酸的主要性质和制备方案，并进行实验验证。3.科学精神与社会责任：关注NO、NO2的污染，保护环境。 考点一　氮气及氮氧化物 授课提示：对应学生用书第96页 1．氮元素的存在与氮的固定 2．氮气 写出有关化学方程式： ①N2＋3MgMg3N2； ②N2＋3H22NH3； ③N2＋O22NO。 3．氮的氧化物 (1)氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1～＋5价都有对应的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。 (2)NO、NO2的比较 氧化物 NO NO2 物理性质 通常为无色气体，难溶于水 通常为红棕色、有刺激性气味的气体 化学性质 与O2反应 2NO＋O2===2NO2 — 与H2O反应 不反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 与人体、环境的关系 ①NO与人体血红蛋白结合，使人中毒；②NO转化成NO2，形成酸雨、光化学烟雾，破坏臭氧层 — 诊断辨析 (正确的画“√”，错误的画“×”) (1)豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮属于氮的固定，是化学变化。(√) (2)在实验室里，NO可用排空气法收集。(×) (3)通过灼热的镁粉，可除N2中的少量氧气。(×) (4)N2与O2在放电条件下直接化合生成NO2。(×) (5)将1 mol NO与0.5 mol O2混合后分子数为NA。(×) (6)NO2与H2O反应中氧化剂与还原剂的质量比为1∶2。(√) 1．学科思想：“加合式”法处理氮氧化物溶于水的计算 无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体，反应的实质是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO,2NO＋O2===2NO2，故若有气体剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。 (1)若NO和O2通入水中，总关系式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。 (2)若NO2和O2通入水中，总关系式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。 2．方法归纳：常见的NOx尾气处理方法 (1)催化转化法 在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)，或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。 (2)碱液吸收法 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O； NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O。 NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。一般适合工业尾气中NOx的处理。 题组一　自然界中氮的循环 1．氮元素是空气中含量最多的元素，在自然界中的分布十分广泛，在生物体内亦有极大作用。一定条件下，含氮元素的物质可发生如图所示的循环转化。下列说法正确的是(　　) A．过程b、j、c属于“氮的固定” B．过程a、l、f为非氧化还原反应 C．过程h说明NO2为酸性氧化物 D．过程j可能为汽车尾气的处理过程 解析：题述转化关系中属于“氮的固定”的为c，过程b、j不属于“氮的固定”，故A错误； a、l为NH3、NH的相互转化，为非氧化还原反应，f为二氧化氮发生还原反应生成铵盐，故B错误；过程h为NO2和H2O反应生成HNO3和NO的氧化还原反应，不符合酸性氧化物的定义，故C错误；过程j为NO生成N2，是氮元素化合价降低发生氧化还原反应，NO可来自汽车尾气的排放，则过程j可能为汽车尾气的处理过程，故D正确。 答案：D 题组二　氮氧化物的污染及其防治 2．汽车排放的尾气中含有NO2，NO2是城市大气污染的主要污染物之一。在日光照射下，NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应，从而不断产生O3，加重空气污染。反应过程为①2NO2===2NO＋2O，②2NO＋O2===2NO2，③O＋O2===O3。 问题：(1)NO2在反应过程中的作用为___________________________________________。 (2)生成O3的总反应方程式为___________________________________________________。 答案：(1)催化作用　(2)3O22O3 3．氮氧化合物(用NOx表示)是大气污染的重要因素，根据NOx的性质特点，开发出多种化学治理氮氧化合物污染的方法。 (1)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。如4NH3＋6NO5N2＋6H2O，写出氨气转化NO2的化学方程式：_________________________________