5.2.1 氮及其化合物-【导学案】2023-2024学年高一化学下学期精品学案（人教版2019必修第二册）

第五章 化学生产中的重要非金属元素 第二节 氮及其化合物 第一课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮 学习目标 1.通过阅读思考、讨论交流，了解氮气分子的结构、化学性质，熟悉自然界中氮的固定方式和人工固氮的常用方法，了解氮的固定的重要意义，体会性质决定用途的核心理念。 2.通过实验探究、原理分析，从氮的氧化物的类别及氮的化合价的角度了解一氧化氮和二氧化氮的主要性质、用途及相互转化关系，结合真实情境中的应用实例，熟知氮的氧化物溶于水的反应特点，感受化学变化的奇妙。 重点：氮气、一氧化氮、二氧化氮的化学性质 难点：NOx溶于水的计算 自主学习 一、氮气与氮的固定 （一）氮元素的位置、结构 氮元素位于元素周期表的 周期、第 族。氮原子的最外电子层有 电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。因此，氮原子一般通过 与其他原子相互结合构成物质 （二）氮元素的存在 既有游离态，又有化合态。氮元素在自然界中主要以 的形式存在于空气中(N2约占空气总体积的78%、总质量的75%)，部分氮元素存在于动植物体内的 中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的 和 中 （三）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共价三键(N≡N)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： ②氢气： ③氧气： 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。 （四）氮的固定 1.含义：将大气中 的氮转化为 的过程。 (2)分类 （3）自然界中氮的循环 二、一氧化氮和二氧化氮 （一）一氧化氮、二氧化氮的物理性质 序号 氧化物 颜色 状态 气味 水溶性 毒性 ① NO 气态 均有毒 ② NO2 气态 （二）一氧化氮、二氧化氮的化学性质 (1)实验探究 装置 操作 在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，然后吸入5 mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器 ①打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹 ②振荡注射器 现象 无明显现象 (2)实验结论及解释 ①NO不溶于水，也不与水反应，但能与空气中的氧气反应生成红棕色的NO2，化学方程式： ②NO2能与水反应生成无色的NO，化学方程式： 。工业上利用这一原理生产硝酸。 学习过程 情景导入：在自然界里，氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中，部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。在雷电的环境下，大自然中的一氧化氮或微生物生命活动放出二氧化氮。产生的二氧化氮与水反应生成硝酸，硝酸可以供制氮肥。观看视频“雷雨发庄稼”。 一、氮气与氮的固定 活动一、氮元素的存在及氮的固定 任务一、阅读教材P11页第一自然段，结合视频素材，回答氮元素在自然界的存在方式是什么？ 任务二、阅读教材P11页第二自然段内容，思考什么是氮的固定？氮的固定有哪些方法？ 活动二、氮气的结构与性质 任务一、讨论交流：根据氮元素在周期表中的位置，推测氮气的结构及性质有何特点？ 【注意】①氮气性质的“一惰性、两反应”。氮气化学性质很稳定，通常状况下，很难与其他物质反应，但是在一定条件下，也能与氢气、氧气等反应。 ②氮元素是多价态元素，氮气中氮元素呈0价，处于中间价态，故氮气既有氧化性(与H2等反应)，又有还原性(与O2等反应)。 ③用途：氮气常用作保护气，如焊接金属、填充灯泡、保存食品等；氮气是合成氨、制硝酸的重要原料；液氮可用作制冷剂，应用于医学、科技等领域。 二、