第3章 第3节 第1课时 自然界中氮的循环-【导与练】2023-2024学年高中化学必修第一册同步全程学习全书word（新教材，鲁科版）

第3节　氮的循环 第1课时　自然界中氮的循环 1.通过了解自然界中氮循环的基本过程,认识氮循环过程中的重要物质,并了解含氮物质的相互转化在生产、生活中的应用及对生态环境的影响。 2.通过对氮气性质的学习,了解氮的固定的含义与分类。 3.通过认识雷雨时氮元素的转化途径,掌握NO、NO2的物理性质和化学性质。 学习任务1　自然界中氮的循环与氮的固定 1.自然界中的氮循环 (1)氮元素在自然界中的存在形式:游离态和化合态。 (2)自然界中氮的循环。 (3)人类活动的影响。 ①化肥厂:氮气氨→氮肥、硝酸等含氮化合物。 ②化石燃料的燃烧、农作物的秸秆燃烧产生的氮氧化物参与氮的循环。 2.氮气的性质 (1)物理性质。 颜色 状态 气味 密度 溶解性 无色 气态 无味 与空气接近 难溶于水 (2)化学性质。 通常状况下,氮气的化学性质不活泼,很难与其他物质发生反应。 ①放电条件下与O2反应:N2+O22NO。 ②高温、高压、催化剂条件下与H2反应:N2+3H22NH3。 3.氮的固定 (1)定义:将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。 (2)分类。 判断正误。[正确的打“√”,错误的打“×”] (1)氮的循环中氮元素可被氧化,也可被还原。(　　) (2)固氮反应一定属于氧化还原反应。(　　) (3)豆科植物的根瘤菌固氮属于自然固氮。(　　) (4)工业上将NH3转化为铵态氮肥属于人工固氮。(　　) (5)N2和O2在放电条件下会生成NO2。(　　) 答案:(1)√　(2)√　(3)√　(4)×　(5)× 探究　氮气的性质与氮的固定 　　由于氮气分子内两个氮原子以非常强的作用结合在一起,我们很难破坏这种作用而让氮原子与其他元素原子结合,所以氮气的化学性质不活泼。但如果能提供足够的能量,氮气也可以发生反应,比如放电条件下与氧气化合,高温、高压、催化剂条件下与氢气化合等。 问题1:氮气为什么可以用作保护气? 提示:因为氮气的化学性质不活泼,在通常情况下,氮气很难与其他物质反应,也不会和食物反应而使之变质。氮气本身无毒、无害,不会直接对人体产生伤害。 问题2:氮气作为一种非金属单质,在化学反应中只能做氧化剂吗? 提示:不是。氮气中氮元素为0价,处于中间价态,既有氧化性,又有还原性,因此在化学反应中N2既可以做氧化剂,也可以做还原剂,如与H2、Mg反应时N2做氧化剂,与O2反应时N2做还原剂。 问题3:有经验的农民都知道种大豆、花生不用上氮肥,你认为有道理吗? 提示:有道理。因为豆科植物的根瘤菌能把空气中的氮气转化为含氮化合物给植物提供氮肥。 问题4:将1 mol N2、3 mol H2充入密闭容器中,在一定条件下反应,能否得到2 mol NH3?原因是什么? 提示:不能。因为合成氨的反应是可逆反应,不能完全进行到底。 氮气的性质及工业制法 (1)氮元素有多种价态,N2中氮元素为0价,处于中间价态,故N2既有氧化性,又有还原性。 ①N2与O2反应体现还原性:N2+O22NO。 ②N2与H2、Mg等活泼金属反应,体现N2的氧化性。 N2+3H22NH3;N2+3MgMg3N2。 (2)工业制取氮气:生产方法主要是分离液态空气,并制得液态氧。 空气液态空气 题点一　氮的固定 1.下列属于固氮作用的化学反应是(　A　) A.N2与H2在一定条件下反应生成NH3 B.NO与O2反应生成NO2 C.NH3催化氧化生成NO和H2O D.由NH3制NH4HCO3和(NH4)2SO4 解析:A项,氮单质转化成氮的化合物,属于氮的固定,符合题意;B、C、D项都是氮的化合物之间的转化,不符合题意。 2.下列属于自然固氮的是(　D　) A.汽车尾气排放过程中会有部分N2转化为氮氧化物 B.硝酸盐在细菌作用下生成氮气 C.蛋白质在空气中微生物作用下转化为无机物 D.雷雨天里空气中的N2转化为氮氧化物 解析:汽车尾气排放过程中N2转化为氮氧化物,不属于自然固氮,故A不符合题意;硝酸盐在细菌作用下生成氮气,氮元素由化合态转化为游离态,不属于氮的固定,故B不符合题意;蛋白质在空气中微生物作用下转化为无机物,不属于固氮过程,故C不符合题意;雷雨天里空气中的N2转化为氮氧化物,属于自然固氮,故D符合题意。 题点二　氮的循环与氮气的性质 3.下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是(　A　) A.氮元素均被氧化 B.工业合成氨属于人工固氮 C.含氮无机物和含氮有机物可相互转化 D.碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环 解析:合成氨反应中,氮元素的化合价降低被还原,A项不正确;工业合成氨属于人工固氮,B项正确;硝酸盐转化为蛋白质经动物消化使蛋白质转化为氨和铵盐,实现了含氮无机物和含氮有机物的相互转化,并且碳、氢、氧三种元素也参加了氮的循环,C、D项均正确。