第04讲 氮与氮的氧化物 讲义 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第04讲 氮和氮的氧化物 知识导航 模块一 氮气 知识精讲 一、氮元素的“位——构——性” 元素位置 原子结构 元素性质 第二周期 第VA族 不容易得失电子，一般通过共用电子对与其他原子结合 主要化合价：_______________________ 【答案】-3、0、+2、+4、+5 二、氮元素的存在形式 三、自然界中氮的循环 四、氮气的物理性质和化学性质 物理性质 氮气是一种无色无味的气体，难溶于水，密度与空气相近。 化学性质 【答案】N2 + O2 2NO N2 + 3H2 2NH3 N2 + 3Mg Mg3N2 五、氮的固定 1．概念：把空气中游离态的氮转变为氮的化合物的过程。 2．分类： (1)自然固氮：大自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气转化为含氮的化合物，或豆科植物根瘤菌将氮气转化为氨。 (2)人工固氮：如工业合成氨。 模块二 一氧化氮、二氧化氮 知识精讲 一、NO、NO2的性质 NO NO2 物理性质 无色、有毒气体、不溶于水 ________色、有刺激性气味、有毒气体、易溶于水 化学性质 常温下易与O2反应： _________________________ ①与水反应，制硝酸：_____________________________ ②自身化合：2NO2N2O4 【答案】红棕 2NO + O2 === 2NO2 3NO2 + H2O === 2HNO3 + NO 思考与交流 （1）NO、NO2是酸性氧化物吗？ （2）如何收集NO、NO2气体？ （3）氮氧化物可造成什么环境污染问题？ 【答案】(1)不是。N2O3和N2O5才是酸性氧化物。 (2)NO用排水法，NO2用向上排空气法 (3)酸雨、光化学烟雾 实验探究——NO2溶于水 实验操作 实验现象 实验结论 在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器 无明显现象 NO不溶于水 打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹 无色气体变为红棕色，注射器活塞向左移动 NO与O2反应生成红棕色的NO2 振荡注射器 红棕色气体变为无色，注射器活塞继续向左移动 NO2溶于水生成无色的NO 对点训练 题型一：氮的固定 【例1】起固定氮作用的化学反应是 A．氮气与氢气在一定条件下反应生成氨气 B．一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮 C．氨气经催化氧化生成一氧化氮 D．由氨气制碳酸氢铵和硫酸铵 【答案】A 【分析】 氮的固定是指将游离态的氮转变为化合态的氮。 【详解】 A. 氮元素由游离态转化为化合态，故A正确； B. 氮元素始终是化合态，故B错误； C. 氮元素始终是化合态，故C错误； D. 氮元素始终是化合态，故D错误； 答案选A。 题型二：氮的循环 【变2-2】氮在自然界中的转化是一个复杂的过程，如图所示的氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分。 (1)循环图中能够说明含氮有机物可以转化为无机物的是___________(填转化序号)。 (2)循环图中转化④的反应之一可表示为N+2O2 X+2H++H2O，写出X的化学式：_______。 (3)下列有关氮循环说法正确的是___________。 a． 图中转化②③④都属于氮的固定 b． 雷雨天气容易发生转化②的过程 c． 动植物蛋白质中一定含有氮元素 (4)氨气与二氧化氮在一定条件下可以发生反应，生成参与大气循环的物质，写出反应的化学方程式：______。 【答案】 (1)⑥ (2)N (3)bc (4)8NH3+6NO27N2+12H2O 【解析】 (1) 氮循环中铵盐和蛋白质可相互转化，铵盐属于无机物，蛋白质属于有机物，含氮有机物可以转化为无机物的是转化⑥； (2) 由质量守恒定律可知，生成物和反应物的原子差1个N和3个O原子，结合电荷守恒，可知X的化学式为：N； (3) a．氮的固定是将氮元素的单质转化为化合物的过程，转化④是化合态转为另一个化合态，不属于氮的固定，a错误； b．雷雨天气下氮气与氧气在闪电作用下反应生成NO，再经氧化等系列反应发生转化②的过程，b正确； c．蛋白质的组成元素中一定含氮元素，则动植物蛋白质中一定含有氮元素，c正确； 故选：bc； (4) 氨气和二氧化氮反应生成无污染的物质，则生成氮气与水，反应方程式为：8NH3+6NO27N2+12H2O。 题型三：氮气的性质 【例3】下列关于氮气的说法错误的是 A．氮气在通常情况下不燃烧，也不支持燃烧，不能供给呼吸 B．液氮可用于医学和高科技领域，制造低温环境 C．利用氮气的稳定性，工业上用来替代稀有气体作焊接金属的保护气 D．在高温高压、催化剂条件下与氢气反应时，氮气作还原剂 【答案】