5.2.1 氮气和氮氧化物 -2023-2024学年高一化学同步教学讲与练（人教版2019必修第二册）

第五章化工生产中的重要非金属元素 第二节氮及其化合物 第1课时 氮气和氮氧化物 课程标准 核心素养目标 1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解氮及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。 2.结合实例认识氮及其氧化物的性质，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化。 3.认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。 1.宏观辨识与微观探析：通过学习氮气分子的结构和性质，培养学生“宏观辨识与微观探析”的学科素养。 2.科学精神与社会责任：通过对氮的氧化物的污染与防治的学习，培养学生“科学精神与社会责任”的学科素养。 一、氮气与氮的固定　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．氮元素的结构及存在 (1)氮元素位于元素周期表的第 周期、第 族。氮原子最外层有 个电子，既不容易 3个电子，也不容易 5个电子。一般通过 与其他原子相互结合成物质。 (2)氮元素在自然界中的存在 氮元素主要以N2分子的形式存在于空气中，部分氮元素以化合物的形式存在于动植物体内的 中，还有部分存在于土壤、海洋里的 和 中。 2．氮气 (1)N2的物理性质 通常情况下，氮气是 、 的气体，密度比空气的 ， 于水。 (2)N2的化学性质 氮分子内两个氮原子间以 结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定，通常情况下很难与其他物质发生化学反应，但在一定条件下氮气也可以和一些物质发生化学反应。写出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 性； ②氢气：N2＋3H22NH3，氮气表现 性； ③氧气：N2＋O22NO，氮气表现 性。 3．氮的固定 (1)含义：将大气中 的氮转化为 的过程。 (2)分类 氮的固定 二、一氧化氮和二氧化氮 1．一氧化氮、二氧化氮的物理性质 氧化物 颜色 状态 气味 水溶性 NO 色 气态 味 溶 NO2 色 气态 气味 溶 2.一氧化氮、二氧化氮的性质探究 操作一：在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，观察颜色，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：一氧化氮为无色气体，注射器内无明显变化。 结论：NO难溶于水 操作二：打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气，夹上弹簧夹。 现象： 。 结论：NO和O2反应生成 。 操作三：振荡注射器 现象：气体红棕色 ，得到 溶液。 结论：NO2和H2O反应生成了 。 写出下列转化的化学方程式： (1)NO―→NO2：2NO＋O2===2NO2。 (2)NO2―→NO：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，该反应中NO2既表现 ，又表现 。 3．NO、NO2的比较 NO NO2 颜色 无色 红棕色 毒性 有毒 有毒 溶解性 难溶于水 易溶于水 与O2或与H2O反应 2NO＋O2===2NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 收集方法 排水法 向上排空气法 与人体、环境的关系 ①与血红蛋白结合，使人中毒； ②转化成NO2，形成酸雨、光化学烟雾 形成酸雨、光化学烟雾 探究一　氮的氧化物与氧气和水反应探究 1．俗话说“雷雨发庄稼”，试说出其中的原理，写出反应的化学方程式。 2．在NO、NO2性质实验中 (1)如果要将注射器中的NO充分转化，应采取的措施是_______________________________。 (2)上述实验对工业上生产硝酸的启示是____________________________________________。 3．将一支充有12 mL NO2气体的试管倒置于水槽中，充分反应。 (1)下列图示正确的是________。 (2)如水不能充满试管，需再向试管中缓缓充入O2，现象为________________，最终充入________ mL氧气，才能使水全部充满。 一、反应原理 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　① 2NO＋O2===2NO2　② 由方程式①×2＋②得： 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3　③ 由方程式①×2＋②×3得： 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3　④ 二、常见的类型 1．NO2气体(或NO2与NO、N2等气体)溶于水 NO2或NO2与NO、N2等气体的混