第5章 第2节 第1课时 氮气与氮的氧化物(课件PPT)-【精讲精练】2024-2025学年高中化学必修第二册（人教版2019 单选版）

第五章　化工生产中的重要非金属元素 第二节　氮及其化合物 第1课时　氮气与氮的氧化物 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 知识整合 新知探究 01 随堂演练 知识落实 02 课时作业 知能达标 03 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 01 知识整合 新知探究 栏目导航 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 第二周期、第ⅤA族 共用电子对 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 蛋白质 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 无 不 排水法 稳定 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 游离态 氮的化合物 工业合成氨 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 氨 氮的氧化物 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 略大 不 有 红棕 刺激性 大 易 有 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 无色气体变为红棕色 红棕色气体逐渐变为无色， 注射器活塞向左移动 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 不 2NO＋O2==2NO2 3NO2＋H2O==2HNO3＋NO 氧化 还原 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 02 随堂演练 知识落实 栏目导航 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 03 课时作业 知能达标 栏目导航 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 谢谢观看 栏目导航 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 素养目标 1．能从氮的原子结构和N2的结构的视角了解N2的化学性质，了解氮的固定，培养宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。 2．通过实验探究认识NO、NO2的主要性质，提高科学探究与创新意识的化学学科核心素养。 知识点一　氮气与氮的固定 1．氮的原子结构与存在 (1)氮的原子结构 氮元素位于元素周期表的____________________，原子结构示意图为，氮原子一般通过______________与其他原子相互结合构成物质。氮元素在化合物中的常见价态有：－3、＋2、＋4、＋5价等。 (2)氮的存在 2．氮气的性质 (1)物理性质 颜色 气味 溶解性 密度 ______色 无味 ______溶于水 与空气相近 因此，收集N2的方法为__________。 (2)氮气的化学性质 氮气的化学性质很________，通常难与其他物质发生反应。 ①还原性：________________________。 N2＋O2eq \o(===========,\s\up17(放电或高温),\s\do15(　))2NO ②氧化性： a．N2与H2反应生成NH3，反应的化学方程式为 _____________________________。 b．在点燃条件下与金属镁反应，化学方程式为 _____________________________。 N2＋3H2eq \o(,\s\up17(高温、高压),\s\do15(催化剂))2NH3 3Mg＋N2eq \o(=====,\s\up17(点燃),\s\do15(　))Mg3N2 3．氮的固定 (1)定义：将大气中的__________的氮转化为______________的过程。 (2)分类： 氮的固定eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(自然固氮\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(N2\o(——————→,\s\up17(闪电释放能量))含氮的化合物,N2\o(——————————→,\s\up17(豆科植物的根瘤菌))氨)),人工固氮\o(————→,\s\up17(最重要途径))______________)) 4．自然界中的氮循环 1．氮是活泼的非金属元素，为什么通常情况下氮气的化学性质稳定？ 提示　氮气的结构式为N≡N，由于氮气分子内两个氮原子间以共价三键结合，断开该化学键需要较多的能量，所以N2在通常情况下的性质稳定，一般难以与其他物质发生化学反应。 2．写出镁条在空气中燃烧发生反应的化学方程式。 提示　2Mg＋O2eq \o(=====,\s\up17(点燃),\s\do15(　))2MgO、3Mg＋N2eq \o(=====,\s\up17(点燃),\s\do15(　))Mg3N2、2Mg＋CO2eq \o(=====,\s\up17(点燃),\s\do15(　))2MgO＋C。 1．下列有关氮气的叙述中，错误的是(　　) A．镁在空气中燃烧除生成氧化镁外还生成氮化镁 B．在雷雨天，空气中的N2和O2可反应生成NO C．氮气既可作氧化剂又可作还原剂 D．1 mol N2可与3 mol H2完全反应生成2 mol NH3 解析　N2、H2合成氨的反应是可逆反应，1 mol N2与 3 mol H2不能完全反应，故生成NH3的量小于2 mol，D错误。 答案　D 2．(2024·四川广安高一段考)氮是各种生物体生命活动不可缺少的重要元素，下列过程属于氮的固定的是(　　) A．在一定条件下由氨气和二氧化碳合成尿素 B．雷雨闪电时，大气中产生了一氧化氮 C．氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢 D．工业上用氨气和硝酸合成硝酸铵 解析　氮由游离态转化为化合态，属于氮的固定，A、C、D项中的转化属于不同化合态的氮之间的转化，不属于氮的固定，故选B。 答案　B 知识点二　一氧化氮和二氧化氮 1．氮的氧化物 氮的氧化物种类很多，如N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等 N的化合价 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋5 对应氧化物 N2O(笑气) NO N2O3 NO2、N2O4 N2O5 2．NO、NO2的物理性质比较 物质 颜色、状态　　 气味 密度 水溶性 毒性 NO 无色 气体 无味 比空气 ________　 ____溶于水 ______毒 NO2 ________ 色气体　 __________ 气味　 比空气______ ____溶于水 ______毒 3．NO、NO2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 ①______________________ ②__________________________ ______________________ (2)实验结论及解释 ①NO______溶于水，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：__________________________。此反应中NO2既表现________性又表现________性。 1．在NO、NO2性质实验中 (1)如果要将注射器中的NO充分转化，应采取的措施是_________________________。 提示　继续通入过量的氧气 (2)上述实验对工业上生成硝酸的启示是___________________ _______________________________。 提示　在用水吸收NO2制取硝酸的反应过程中，要不断地补充一些空气，使NO2尽可能多地转化成硝酸 2．(1)若将盛有1 mol NO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中剩余气体0.4 mol，则NO与NO2体积比为多少？ (2)若将盛有1 mol NO和NO2混合气体(两者体积之比为1∶1)的试管倒立于盛满水的水槽中，为使整个试管充满水，需通入多少O2? (3)盛有22 mL NO2和O2混合气体的试管倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2 mL无色气体，则原混合气体中O2的体积和剩余的2 mL气体可能分别是__________________________。 提示　(1)设n(NO2)＝a mol 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　　气体减少 3 mol　　　　　　　　1 mol　　2 mol a mol　　　　　　　　　　　(1－0.4) mol a＝0.9　故NO与NO2体积比为1∶9。 (2)通入的氧气的物质的量为eq \f(3,4)×0.5 mol＋eq \f(0.5,4) mol＝0.5 mol。 (3)若剩余2 mL O2，根据4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，则原混合气体中v(O2)＝(22－2)mL×eq \f(1,5)＋2 mL＝6 mL；若剩余2 mL NO，则过量NO2为6 mL,16 mL NO2和O2恰好与水反应生成HNO3，则v(O2)＝16 mL×eq \f(1,5)＝3.2 mL。 1．NO2和O2的混合气体与水反应 由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知 当体积比 2．NO和O2的混合气体与水反应 由4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可知 当体积比 1．(2024·江苏无锡高一期中)下列对NO和NO2的描述正确的是(　　) A．NO是无色气体，可用向上排空气法收集 B．NO2与水的反应中，NO2既是氧化剂又是还原剂 C．NO2可由N2和O2直接化合得到 D．从元素化合价角度看，NO只有还原性 解析　NO易与O2反应生成NO2，不能用排空气法收集，只能采用排水法收集，A错误；N2和O2在高温或放电条件下反应生成NO，NO2不能直接得到，C错误；NO中氮元素显＋2价，处于中间价态，则NO既有氧化性又有还原性，D错误。 答案　B 2．(2023·新疆伊犁高一期中)在NO2与水的反应中，下列说法错误的是(　　) A．H2O中各元素的化合价不发生变化 B．反应生成的气体在空气中能稳定存在 C．3 mol NO2完全反应转移电子的物质的量为2 mol D．NO2既是氧化剂，又是还原剂 解析　NO2与水反应的化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，H2O中H、O元素的化合价反应前后没有发生变化，NO2中＋4价N元素，部分化合价升高到＋5价，部分降低到＋2价，则NO2既是氧化剂，又是还原剂，3 mol NO2完全反应转移2 mol电子；反应生成的NO立即会和空气中的氧气反应生成NO2，因而不能稳定存在，B错误。 答案　B 3．一定条件下，将等体积的NO和O2的混合气体置于试管中，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积为原总体积的(　　) A．eq \f(1,4)　　　　　　　 B．eq \f(3,4) C．eq \f(1,8) D．eq \f(3,8) 解析　若NO与氧气、水完全反应生成硝酸，试管会全充满，反应的化学方程式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，设试管的体积为V，由方程式可知，同温同压下将等体积的NO与氧气的混合气体与水充分反应后，过量氧气的体积为eq \f(V,2)－eq \f(V,2)×eq \f(3,4)＝eq \f(V,8)，则剩余气体的体积约为原总体积的eq \f(1,8)，故选C。 答案　C 1．(2024·江苏无锡高一期中)氮气属于地球大气的主要成分，它是地球生命循环——氮循环的重要组成部分，下列关于氮气的说法错误的是(　　) A．氮气不燃烧，也无法支持燃烧，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．氮气可用于食品保鲜 解析　氮气可支持镁的燃烧，故选A。 答案　A 2．(2024·北京高一段考)下列关于二氧化氮的说法中，错误的是(　　) A．是红棕色气体 B．属于氧化物 C．能与水反应 D．常温下易与氧气反应 解析　二氧化氮与氧气不反应，故选D。 答案　D 3．下列关于氮及其化合物的说法错误的是(　　) A．NO为无色气体，NO2为红棕色气体 B．工业上，氮气常用作焊接金属的保护气 C．NO2→NO该转化过程通过一步反应就能完成，且必须加入还原剂 D．氮氧化物(NOx)不仅会形成酸雨，还可能形成光化学烟雾 解析　NO为无色气体，NO2为红棕色气体，故A正确；氮气性质稳定，故可作焊接金属的保护气，故B正确；NO2和水反应生成NO，方程式为3NO2＋H2O===NO＋2HNO3，此反应中NO2既作氧化剂又作还原剂，故C错误；氮氧化物(NOx)不仅会形成酸雨，还可能形成光化学烟雾，故D正确。 答案　C 4．将40 mL NO2和NO的混合气体通入倒立于水槽中盛满水的试管里，充分反应后试管中剩余20 mL气体，则原混合气体中NO2和NO的体积比为(　　) A．2∶1 B．1∶3 C．3∶1 D．1∶1 解析　 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　 ΔV 3 mL 1 mL 2 mL V(NO2) 　 (40 mL－20 mL) eq \f(3 mL,2 mL)＝eq \f(VNO2,40 mL－20 mL)，解得V(NO2)＝30 mL 所以原混合气体中V(NO)＝40 mL－30 mL＝10 mL，因此V(NO2)∶V(NO)＝30 mL∶10 mL＝3∶1。 答案　C 5．(2024·天津高一段考)以下是氮循环的一部分： (1)反应③的化学方程式是__________； (2)NO2易溶于水，并和水发生化学反应。该反应中，氧化剂是__________； (3)化合物A的化学式是__________； (4)治理汽车尾气的一种方法是用催化剂使NO与CO发生反应：2NO＋2CO===2CO2＋N2。当生成1 mol N2时，被还原的NO为__________ mol。 解析　N2和O2在放电的条件下生成NO，NO与氧气生成NO2，NO2与水反应生成硝酸和NO。 答案　　(1)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　(2)NO2　(3)HNO3　(4)2 $$