专题7 第1单元 氮的固定 （word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中化学必修第二册（苏教版2019）

专题7|氮与社会可持续发展 第一单元　氮的固定 课标要求 重点难点 1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解氮及其氧化物的主要性质。 2．认识氮及其氧化物在生产中的应用和对生态环境的影响。 3．体会化学科学在解决人类社会面临的粮食危机中所发挥的重要作用。 重点 1.氮分子的微观结构及性质。 2．一氧化氮和二氧化氮的性质。 难点 1.“雷雨发庄稼”的原理。 2．二氧化氮的化学性质。 新知探究(一)——氮分子的结构与性质 1．氮分子的结构 氮气分子的电子式为N⋮⋮N，结构式为N≡N。 2．物理性质 色、味、态 密度 溶解性 毒性 无色、无味、气体 比空气的略小 难溶 无毒 3．化学性质 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。 (1)与氧气反应：N2＋O22NO。 (2)与氢气反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。 (3)与金属镁反应：N2＋3MgMg3N2。 [微点拨]　金属镁在空气中燃烧可以与氧气、氮气、二氧化碳反应得到氧化镁、氮化镁、碳。 [题点多维训练] 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)在自然界中只有氮的游离态。(×) (2)N2的电子式为N⋮⋮N。(×) (3)N2在化学反应时只能作氧化剂。(×) (4)氮元素有负化合价、正化合价和零价，因而常温下，N2既能与氧气反应，又能与H2反应。(×) 2．下列关于氮气的说法错误的是(　 ) A．通常情况下N2性质很稳定，所以N2可以在电焊时作保护气 B．N2＋O22NO，该反应是汽车尾气造成污染的主要因素之一 C．N2在空气中约占的质量比为 D．在反应3Mg＋N2Mg3N2中，N2作氧化剂 解析：选C　N2很稳定，常用作保护气；在高温下，N2与O2反应产生NO，NO有毒且易被氧化为NO2，故汽车尾气会造成环境污染；N2在空气中的体积含量约为；N2与金属、H2反应时作氧化剂。 3．N2是空气的重要组成部分，因此有科学家依据蒸汽机的原理，设计制造出液氮蒸汽机，即利用液态氮的蒸发来驱动机车，从而达到环境保护的目的，其原理主要依据是(　 ) A．液氮的沸点为－195.8 ℃，远低于常温 B．N2在空气中燃烧放热 C．N2的化学性质很稳定 D．N2在空气中的体积分数为78% 解析：选A　液氮的沸点很低，常温下极易汽化，体积膨胀时可驱动机车转动，此过程中不产生污染物，保护了环境，跟氮气的化学性质及在空气中的体积分数无关，故选A。 4．下列关于N2的说法错误的是(　 ) A．N2化学性质稳定 B．N2不能支持任何物质的燃烧 C．N2既能作氧化剂又能作还原剂 D．实验室可用排水法收集氮气 解析：选B　N2分子中含有N≡N键，键能较大，很难被破坏，因此常温下性质稳定，故A正确；金属镁可以在氮气中燃烧，生成二氮化三镁，故B错误；N2可以跟活泼金属以及氢气反应，化合价由0价变为－3价，N2作氧化剂，N2还可以和氧气反应生成一氧化氮，化合价由0价变为＋2价，N2作还原剂，故C正确；N2难溶于水，故实验室可以用排水法收集氮气，故D正确。 5．实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2的装置如图所示(夹持和加热装置略去)： (1)装置A、B中可依次加入________、________。 (2)装置C的作用是______________________。 (3)装置D中发生反应的化学方程式：__________________________________。 (4)装置E中碱石灰的作用是______________________________________。 (5)实验时应先加热C，还是先加热D? 答案：(1)NaOH溶液　浓硫酸　(2)除去空气中的氧气　(3)N2＋3MgMg3N2　(4)吸收空气中的水蒸气和二氧化碳　(5)实验时应先加热C，通入一段时间空气后再加热D。 新知探究(二)——氮的固定 1．概念：将空气中游离态的氮转化成含氮化合物叫作氮的固定，简称固氮。 2．氮的固定的方式 (1)自然固氮 生物固氮 自然界中的一些微生物种群(如豆科植物的根瘤菌)将空气中的氮气通过生物化学过程转化为含氮化合物，约占自然固氮的90% 高能固氮 通过闪电、火山爆发等途径产生含氮化合物，约占自然固氮的10% 实例：“雷雨发庄稼” 利用化学方程式解释“雷雨发庄稼”的原理： N2＋O22NO、2NO＋O2===2NO2、 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO (2)人工固氮 ①合成氨的反应原理(用化学方程式表示)： N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。 ②工业操作流程 将氮气和氢气的混合气体在较高温度下加压后送到合成塔中进行反应，达到平衡后，分离出氨，再将未反应的