5.2.1 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮-【赢在微点】轻松课堂2023-2024学年新教材高中化学必修第二册（人教版，不定项）

第二节　氮及其化合物 第1课时　氮气与氮的固定　一氧化氮和二氧化氮 学习目标 核心素养 1.知道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。 2.从氮的氧化物的类别及氮的化合价的角度认识氮的氧化物的主要性质、用途。 3.熟知氮的氧化物溶于水的反应。 1.体会性质决定用途的核心理念。 2.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,培养学生科学探究与创新意识的素养。 情境导入 　　氮气保护技术通常应用于珍贵文物的保存和保护,国内外不乏先例。美国的《独立宣言》就密封在氮气环境中;中国博物馆和中南海毛主席故居纪念馆也是应用氮气保护法;北京房山云居寺“99石经回藏”也是氮气保护的成功典范。 　　【问题】　为什么氮气可以作为保护气? 课前·预习新知 知|识|梳|理 微学点一　氮气与氮的固定 1.氮气 (1)物理性质。 颜色 状态 密度 气味 水中的溶解性 无色 气态 比空气的略小 无 难溶于水 (2)化学性质。 写出下列反应的化学方程式: 2.氮的固定 (1)概念:将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。 (2)分类。 氮的固定 微学点二　一氧化氮和二氧化氮 1.NO、NO2的物理性质 两支大试管分别集满NO和NO2气体,观察它们的颜色、状态,嗅闻它们的气味,比较它们密度的大小。 气体 颜色、状态 气味 密度 溶解性 毒性 NO 无色气体 无味 比空气的略大 不溶 于水 有毒 NO2 红棕色气体 刺激性气味 比空气的大 易溶 于水 有毒 2.一氧化氮、二氧化氮性质探究 (1)在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO,观察颜色:无色,然后吸入5 mL水,用乳胶管和弹簧夹封住管口,振荡注射器。现象:注射器内无明显变化,结论:NO不溶于水。 (2)打开弹簧夹,快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹,现象:注射器内气体变为红棕色;振荡注射器。现象:气体的红棕色消失。 结论:在一定条件下,NO和NO2可以相互转化。 写出下列转化的化学方程式: ①NO→NO2:2NO+O22NO2; ②NO2→NO:3NO2+H2O2HNO3+NO。 3.二氧化氮的性质 (1)红棕色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气的大。 (2)易溶于水且与水反应:3NO2+H2O2HNO3+NO(用化学方程式表示)。 (3)具有强氧化性:能与SO2、KI等反应。 (4)自身二聚:2NO2N2O4(无色气体)。 思|考|辨|析 微思考 1.氮气性质为什么很稳定? 提示:氮分子中两个氮原子之间存在很强的作用力,故N2性质很稳定。 2.如何除去NO气体中混有的少量NO2气体杂质? 提示:根据NO2与H2O反应能生成NO,既能除去NO2杂质,又不引入其他杂质,故可将混合气体通入盛有水的洗气瓶,然后重新收集气体。 微判断 1.实验室能用排空气法收集N2、NO和NO2。 (×) 2.工业上合成氨及生产尿素均为氮的固定。 (×) 3.氮气可在氧气中燃烧生成NO。 (×) 4.电闪雷鸣的雨天,雨水中含有一定量的硝酸,其中可能发生的反应有N2+2O22NO2。 (×) 5.除去NO中的NO2气体可以使混合气体通过蒸馏水。 (√) 6.NO、NO2、N2O3、N2O5都属于酸性氧化物。 (×) 课堂·互动探究 　 微目标一　探究氮的氧化物溶于水的计算 【探究讨论】 1.把一支充满NO2气体的试管倒置在水槽中充分反应后,水能否充满试管? 提示:不能。NO2与水反应的化学方程式为3NO2+H2O2HNO3+NO,由此可知最后水只能充满整个试管的。 2.向一支充有10 mL NO的试管中通入多少O2才能使水充满整个试管? 提示:已知 2NO+O22NO2　① 3NO2+H2O2HNO3+NO　② 由方程式①×3+②×2得: 4NO+3O2+2H2O4HNO3,即当NO和O2的体积比为4∶3时水可以充满试管,需通入7.5 mL O2。 【归纳总结】 氮的氧化物溶于水的反应分析 (1)反应原理。 ①3NO2+H2O2HNO3+NO ②2NO+O22NO2 由方程式①×2+②得: ③4NO2+O2+2H2O4HNO3 由方程式①×2+②×3得: ④4NO+3O2+2H2O4HNO3 (2)计算类型。 ① ② ③ ④ 【例1】　将10 mL充满NO2和O2的混合气体的试管,倒置在水槽中,反应停止后试管内剩余2 mL的无色气体,求原混合气体中NO2和O2各有多少毫升。 解析　若剩余的是NO,可以看成先发生了反应4NO2+O2+2H2O4HNO3。剩余的NO2又与水作用,最终有2 mL NO产生。由反应3NO2+H2O2HNO3+NO得剩余的NO2体积为2 mL×3=6 mL。则原有O2的体积为(10 mL-6 mL)×=0.8 mL,