第5章 第2节 氮及其化合物(学案)-【成才之路】2023-2024学年高中新教材化学必修第二册同步学习指导(人教版2019)

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 1. 结合真实情境中的应用实例,了解氮的固定及其类型,认识其在生产中的意义。 2. 结合真实情境并通过实验探究,了解氮气的主要性质,认识合成氨在氮的循环及农业生产中的重要 意义。 3. 通过实验探究,了解氮的氧化物的主要性质,结合真实情境认识氮的氧化物在生产中的应用和对生 态环境的影响。 核心素养 1. 能从物质类别和元素化合价的角度,预测氮气及氮的氧化物的性质及转化。 2. 能根据文献和实际需要提出综合性的探究课题,根据假设提出多种探究方案,评价和优化方案,能 用数据、图表、符号等处理实验信息。 一、氮气与氮的固定 　 　 1. 氮元素 (1)结构 N(氮) 位:第 二　 周期第 ⅤA　 族 构:核外有 2　 个电子层,最外层 有 5　 个电子 性:既不容易得到 3 个电子,也不 容易失去 5 个电子 氮原子一般通过 共用电子对　 与其他原子相互 结合构成物质。 (2)氮元素在自然界中的存在 氮元素 游离态 主要以 氮分子　 的形式存 在于空气中,约占 78% (体 积分数) 化合态 存在于动植物体内的 蛋白 质　 中,土壤、海洋里的 硝 酸盐　 和 铵盐　 中 2. 氮气 (1)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)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 高温　 、 放电　 等条件下,氮气也 可以与镁、氧气、氢气等物质发生化合反应。 写出氮 气与下列物质反应的化学方程式。 ①金属镁: 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ,氮气表现 氧化　 性; ②氢气: 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ,氮气表现 氧化　 性; ③氧气: 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ,氮气表现 还原　 性。 (3)用途 ①氮气常用作保护气,如焊接金属、填充灯泡、 保存食品等。 ②氮气是合成氨、制硝酸的重要原料。 ③液氮可用作制冷剂,应用于医学、科技等 领域。 3. 氮的固定 (1)含义: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 自然 固氮 高能固氮(N2 + O2 放电 􀪅􀪅2NO) 生物固氮(豆科植物的根瘤菌固氮) { 人工　 固氮 合成氨(N2 + 3H2 高温、高压 催化剂 􀜩 􀜨􀜑􀜑􀜑􀜑 2NH3) 仿生固氮(某些金属有机物可起到 根瘤菌的作用) ì î í ï ï ï ï ì î í ï ï ï ï ï ï ï ï 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 017 正 误 判 断 (1)氮原子与其他原子只能形成共价键,不能形成 离子键。 ( × ) (2)氮的固定中氮元素一定被氧化。 ( × ) (3)工业上将 NH3 转化为其他铵态化肥属于人工固 氮。 ( × ) (4)N2 和足量的 O2 在放电条件下会生成 NO2。 ( × ) (5)镁条在空气中燃烧时,可以与 O2、N2、CO2 等反 应生成 MgO、Mg3N2、C。 ( 　 ) 深 度 思 考 　 　 1. 下列关于自然界中氮的循环(如图所示)的 说法正确吗? ①氮元素均被氧化 ( × ) ②工业合成氨属于人工固氮 ( 　 ) ③含氮无机物和含氮有机物可相互转化 ( 　 ) ④碳、氢、氧三种元素也参与了循环 ( 　 ) 2. 在国民经济和日常生活中,氮气有广泛的用 途。 我们将它充灌在电灯泡里,可防止钨丝的氧化, 延长灯泡的使用寿命。 还可用它来代替惰性气体作 焊接金属时的保护气。 氮气为什么可以作保护气? 3. 医生为什么可以利用液氮给手术刀降温? 已 知:氮气的熔点 - 210 ℃,沸点 - 196 ℃,密度: 1. 25 g·L - 1。 应 用 体 验 1. 下列有关氮气的叙述错误的是 ( C ) A. 氮气可作贮存水果、粮食的保护气 B. 氮的非金属性比磷强,但氮气的化学性质比磷 稳定 C. 在雷雨天,空气中的 N2 和 O2 反应生成 NO2 D. 氮气既可作氧化剂,又可作还原剂 2. 在水体中部分含氮物质循环如图。 图中转化属于 氮的固定的是 ( C ) A. ③ 　 B. ④ 　 C. ⑤ D. ⑥