7.1 氮的固定-2023-2024学年高一化学同步精品讲义（苏教2019必修第二册 ）

专题7 氮与社会可持续发展 第一单元 氮的固定 第1课时 氮的固定 [学习目标] 1.能从分子结构的角度认识氮气的化学稳定性，熟知氮气与镁、氧气、氢气的化学反应及其条件。了解氮的固定。 2.能从物质类别和氮元素的化合价认识氮氧化物的性质与转化 课前预习 知识点01 氮分子的结构和性质 1．氮元素的存在 既有 态，也有 态，大部分氮元素以 态的氮气分子形式存在于空气中。 2．氮分子的结构 氮气分子是由两个氮原子通过共用 电子结合而成，氮气分子存在 。 氮气分子的电子式为，结构式为 。 3．氮气的化学性质 氮气的化学性质稳定，通常情况下不易发生反应。 在放电或高温条件下，氮气可与氧气化合，化学方程式为 。 镁能在氮气中燃烧，化学方程式为 。 知识点02 氮的固定 1．氮的固定的定义及分类 将空气中 态的氮转化成 叫做氮的固定。氮的固定主要有 和 两种方式。 2．自然固氮 （1）生物固氮：自然界中的一些微生物种群（如豆科植物的 ）将氮气通过 过程转化为 。 豆科植物的 能将空气中的游离态氮转化为化合物形态的 （或 ）。 （2）高能固氮：通过 、 等途径产生含氮化合物。 （3）“雷雨发庄稼”涉及的反应过程： 3．人工固氮——合成氨 工业上合成氨的反应为 。 合成氨的原料是 ，该反应放出大量的 ，工业上用来预热 ，合成氨达到平衡时，混合气体中氨的含量为 ，分离出氨后，将未反应的氮气和氢气送回 循环使用。 知识点03 氮的氧化物 1．一氧化氮 一氧化氮是一种 色、无味、有毒的气体，微溶于水。 NO易被空气氧化，化学方程式为 ，实验室收集NO时，应该用 法。 2．二氧化氮 二氧化氮是一种 色，有刺激性气味的 气体，能与水反应。 NO2与水反应的化学方程式为 ，实验室收集NO2时，应该用 法。 3．氮氧化物的应用 大气中的NO和NO2达到一定浓度时会对人体造成伤害，能引发 。 人体中极少量的NO有助于促进血关扩张，防止 。 二氧化氮在火箭燃料中用作 ，在工业上可用来制造 。 知识点总结 考点1 氮气与氮的固定 一、氮气 1、N2的物理性质 通常情况下，氮气是无色、无味的气体，密度比空气的稍小，难溶于水。 2、氮分子的结构 氮气分子的电子式和结构式分别为N⋮⋮N、N≡N。 3、N2的化学性质 氮气分子是由两个氮原子通过共用三对电子结合而成的，氮气分子中存在氮氮三键。破坏氮气分子中氮原子之间的共价键需要很大的能量，所以氮气分子很稳定，通常情况下氮气与大多数物质很难发生化学反应，但在一定条件下氮气也可以和一些物质发生化学反应。氮气和下列物质反应的化学方程式。 ①金属镁：N2＋3MgMg3N2，氮气表现氧化性； ②氢气：N2＋3H22NH3，氮气表现氧化性； ③氧气：N2＋O22NO，氮气表现还原性。 二、氮的固定 1、含义：将空气中游离态的氮转化成含氮化合物，简称固氮。 2、分类 （1）自然固氮 高能固氮：N2＋O22NO（雷雨发庄稼） 生物固氮：豆科植物根瘤菌可以将空气中的氮气转化为氨气。 （2）人工固氮 合成氨：N2＋3H22NH3 考点2 一氧化氮和二氧化氮 一、氮气、一氧化氮、二氧化氮物理性质的比较 氧化物 颜色 状态 气味 水溶性 毒性 NO 无色 气态 无味 微溶 有毒 NO2 红棕色 气态 刺激性气味 易溶 有毒 N2 无色 气态 无味 不溶于水 无毒 二、一氧化氮、二氧化氮的化学性质 1、 一氧化氮： 生成：N2+O22NO（不能用排气法收集） 不是酸性氧化物 与氧反应：2NO+O22NO2 体现还原性（一氧化氮是无色气体，遇到氧气会迅速变为红棕色气体，可用此来检验有无NO的存在