第5章 第2节 第1课时 氮气和氮的氧化物-【金版教程】2024-2025学年高中化学必修第二册创新导学案word（人教版2019 不定项版）

第二节　氮及其化合物

第一课时　氮气和氮的氧化物

[学习目标]　1．能从分子结构的角度认识氮气的化学稳定性，熟知氮气与镁、氧气、氢气的化学反应及其条件，了解氮的固定和自然界中氮的循环。2．能从物质类别和氮元素的化合价认识氮氧化物的性质与转化，熟知工业制硝酸的反应原理，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。

一、氮气与氮的固定

1．氮的结构及存在

(1)氮原子的结构

氮元素位于元素周期表的第二周期、第ⅤA族。氮原子最外电子层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。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

氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中，部分氮元素以化合物的形式存在于动植物体内的蛋白质中，还有部分存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。

2．氮气的性质

(1)氮气无色、无味、不溶于水。

(2)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，所以氮气化学性质很稳定，通常情况下难以与其他物质发生化学反应。但在高温、放电等条件下，氮气能够与镁、氧气、氢气等发生化合反应：

3．氮的固定

(1)定义：将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。

(2)类别

二、一氧化氮与二氧化氮

1．物理性质

2．相互转化

NONO2

写出下列转化的化学方程式：

①NO→NO2：2NO＋O2===2NO2。

②NO2→NO：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，该反应中NO2既表现氧化性，又表现还原性，工业上利用这一原理生产硝酸。

判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。

(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)由于NO极易与O2反应，并且其密度与空气相差不多，因此收集NO要用排水法。(　　)

(4)NO2能与碱反应生成硝酸盐、亚硝酸盐和水，是酸性氧化物。(　　)

(5)N2与O2反应时，不论O2是否足量，其一步反应都只能得到NO，不能生成NO2。(　　)

(6)NO和NO2都是有刺激性气味的有毒气体，它们都是大气污染物。(　　)

答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√　(6)×

1980年美国药理学家发现NO可在生物体内发挥信号传递作用，对人体的呼吸、免疫系

统等有良好的作用，因此NO在1992年被《Science》评选为“年度分子”。 [问题探究] 1．如何验证某无色气体是NO? 提示：向无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色，则该气体是NO。 2．NO是汽车尾气主要污染物之一，NO是如何形成的？ 提示：在机动车发动机中，燃料燃烧产生的高温条件会使空气中的N2与O2反应生成NO。 3．已知NO2可与水反应生成HNO3，所以NO2是酸性氧化物，对吗？若不对，请说明理由。 提示：不对。NO2中的N为＋4价，HNO3中的N为＋5价，且NO2与H2O反应不仅生成HNO3，还生成了NO。

 

知识点一　NO与NO2的性质探究

 [重点讲解]

1．NO与NO2的性质比较

2．氮的氧化物与水反应的实验探究

(1)操作方法

将充满NO2、NO的试管分别倒置于水槽中，并通过导管通入适量的氧气。