5.2 第1课时 氮气及氮的氧化物 学案 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

5.2第1课时　氮气及氮的氧化物 【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。 【自主预习】 一、氮气 1.氮元素的存在 (1)氮原子的结构 原子结构示意图:　　　　,一般通过　　　　与其他原子结合。 (2)自然界中,氮元素主要以氮气的形式存在于空气中。 2.氮气的物理性质 颜色 状态 气味 密度 溶解性 　　　 气体 　　　 密度与空气接近 　　　　溶于水 3.氮气的化学性质 氮气的化学性质　　　　(填“活泼”或“不活泼”),很难跟其他物质反应,但在一定条件下,N2可以跟Mg、O2、H2等发生反应。 (1)N2与Mg反应:　 ; (2)N2与O2反应:　 ; (3)N2与H2反应(工业合成氨的反应):　　　　　　　　　　　　。 二、氮的固定 1.定义:　　　　　　　　　　叫作氮的固定,简称　　　　。 2.分类 三、一氧化氮和二氧化氮 1.不同价态氮的氧化物 氧化物 　　 　　 N2O3 NO2 N2O4 　　 对应氮的化合价 +1 +2 　　 　　 　　 +5 2.物理性质 物质 颜色 状态 气味 水溶性 NO 　　　 气体 　　　 　　　　溶于水 NO2 　　　 气体 　　　 　　　　溶于水 3.化学性质 (1)实验探究 实验 装置 实验 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 打开弹簧夹,快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹,观察现象,然后再振荡注射器 现象 　　　　　　　,振荡后　　　　　　　 (2)结论:在一定条件下,NO与NO2可以相互转化,反应的化学方程式为 ①NO→NO2:　 ; ②NO2→NO:　　　　　　　 　　(工业制取硝酸)。 4.毒性 NO和NO2都有毒。 【答案】一、1.(1)　共用电子对　(2)氮气分子　蛋白质　硝酸盐和铵盐　2.无色　无味　难　3.不活泼 (1)N2+3MgMg3N2　(2)N2+O22NO　(3)N2+3H22NH3 二、1.将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程　固氮　2.游离　化合　自然　人工 三、1.N2O　NO　N2O5　+3　+4　+4 2.无色　无味　不　红棕色　刺激性气味　易 3.(1)无明显现象　无色气体变为红棕色　红棕色变为无色　(2)①2NO+O22NO2 ②3NO2+H2O2HNO3+NO 【效果检测】 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)将空气中的氮气转变成含氮化合物属于氮的固定。 (　　) (2)“雷雨发庄稼”是由于放电条件有利于游离态的氮转化为化合态。 (　　) (3)NO2是红棕色气体,易溶于水,属于酸性氧化物。 (　　) (4)氮气可在氧气中燃烧,生成一氧化氮。 (　　) (5)NO2可由N2和O2直接化合得到。 (　　) (6)NO和NO2均既可以用排空气法收集又可以用排水法收集。 (　　) 【答案】(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)× 2.农业上有句谚语是“雷雨发庄稼”,该过程发生了哪些化学反应? 【答案】N2+O22NO,2NO+O22NO2,3NO2+H2O2HNO3+NO。 3.实验室收集N2时,能否使用排空气法?说明理由。 【答案】不能。N2的密度和空气的密度相差不大,故不能用排空气法。 4.氮气分子的结构如何?为什么氮气很稳定? 【答案】氮气分子是由氮原子构成的双原子分子,两个氮原子之间以共价三键(N≡N)结合,使每个原子都达到稳定结构;要断开该化学键需要很高的能量,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。 【合作探究】 任务1　氮的固定 情境导入　氮在自然界中的循环如图所示: 问题生成 1.氮在自然界中的主要存在形式有哪些? 【答案】大部分以氮气的形式存在,少部分以化合物的形式(如硝酸盐、铵盐、蛋白质等)存在。 2.由NH3制备化肥NH4HCO3,是否起到固氮作用? 【答案】否;由定义知,氮的固定是将游离态的氮转化成氮的化合物。 3.有哪些固定氮的途径? 【答案】固氮的途径主要有自然固氮和人工固氮,自然固氮有高能