第3章 第3节 第1课时 自然界中的氮循环 氮循环中物质的性质及物质之间的转化（课件PPT）-【金榜题名】2025-2026学年高一化学必修第一册高中同步学案（鲁科版）

第三章　物质的性质与转化 第三节　氮的循环 第1课时 自然界中的氮循环　氮循环中物质的性质 及物质之间的转化 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 目录 contents Part 01 梳理基础 突破重点 Part 02 随堂演练 知识落实 Part 03 课时作业 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 梳理基础 突破重点 返回导航 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 游离 化合 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 氨 氮氧化物 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 双原子 无 无 难 稳定 NO 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 游离态 含氮化合物 生物 仿生 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 NO NO2 无色 无味 不 红棕色 刺激性 大 易 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 随堂演练 知识落实 返回导航 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 课时作业（二十） 点击进入 word 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 谢谢观看 第三章　物质的性质与转化 返回导航 1 学习目标 核心素养 1.了解氮循环的基本过程，认识氮循环中的重要物质以及人类活动对氮循环的影响。 2.知道N2在一定条件下能够与O2、H2反应，了解氮的固定的相关知识，体会氮的固定的作用。 3.了解NO、NO2的物理及化学性质。 1.查阅资料画出氮循环图示，写出短文，解释氮循环。 2.探究氮的单质、氮的氧化物的性质。 知识点　自然界中氮的循环与固定 一、自然界中氮的循环 1.氮元素在自然界中的存在形式 态和 态。 2.自然界中氮的循环 3.人类活动的影响 (1)氮气 eq \o(―――→,\s\up15(化学方法)) →氮肥、硝酸等含氮化合物。 (2)燃烧反应产生的 参与氮的循环。 二、氮气的性质及氮的固定 [实验探究]　模拟闪电固氮，认识氮及其化合物的性质 [观察记录] 实验 实验装置 实验现象 实验结论 反应方程式 在放电条件下氮气与氧气发生反应 管口两端出现少许红棕色 氮气化学性 质不活泼， 常温下难与 其他物质 反应 N2＋O2 eq \o(=====,\s\up15(放电))2NO 实验 实验装置 实验现象 实验结论 反应方程式 一氧化氮转化为二氧化氮 试管内颜色由无色变为红棕色 一氧化氮与氧气接触被氧化为二氧化氮，二氧化氮为红棕色气体 2NO＋O2 ===2NO2 二氧化氮 溶于水 红棕色气体 消失，液面 上升 二氧化氮易 溶于水 3NO2＋ H2O=== 2HNO3＋ NO 1.氮气的结构和性质 (1)结构：由氮原子形成的 分子。 (2)物理性质 颜色 状态 气味 密度 溶解性 色 气体 味 与空气接近 溶于水 (3)化学性质 氮气的化学性质 ，通常很难与其他物质发生反应。 ①还原性：与O2反应产生 ，反应的化学方程式为 。 N2＋O2 eq \o(=====,\s\up15(放电))2NO ②氧化性：与H2反应生成NH3，反应的化学方程式为 。 2.氮的固定 (1)定义：使空气中 的氮转化为 的过程。 (2)分类 3.氮的氧化物 氮的化合价 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋5 对应氧化物 N2O N2O3 、N2O4 N2O5 4.NO和NO2 (1)物理性质 物质 颜色 状态 气味 密度 毒性 水溶性 NO 气态 与空气接近 有毒 溶于水 NO2 气态 比空气 有毒 溶于水 (2)相互转化（写出有关化学方程式） ①NO→NO2： 。 ②NO2→NO： 。 2NO＋O2===2NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO [互动探究] 1.向充有NO且倒置于水槽的试管中缓缓通入O2，可以观察到_________________其总反应的化学方程式为_______________ 解析：由于NO和O2反应生成红棕色的NO2，NO2与H2O发生反应又不断地生成HNO3和NO，NO再和O2反应生成红棕色的NO2，如此循环往复，最终NO全部转化为HNO3，所以可以观察到试管内气体由无色变为红棕色，气体不断减少，液面不断上升，最后溶液充满试管，其反应过程相当于NO和O2、H2O反应生成HNO3，则总反应方程式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。 答案：试管内气体由无色变为红棕色，气体不断减少，液面不断上升，最后溶液充满试管　4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 2.向充有NO2且倒置于水槽的试管中缓缓通入O2，可以观察到　　　　　，其总反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。　　 解析：NO2与H2O发生反应又不断地生成HNO3和NO，NO再和O2反应生成红棕色的NO2，如此循环往复，最终NO2全部转化为HNO3，所以可以观察到试管内红棕色气体不断减少，液面不断上升，最后溶液充满试管，其反应过程相当于NO2和O2、H2O反应生成HNO3，则总反应方程式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。 答案：试管内红棕色气体不断减少，液面不断上升，最后溶液充满试管　4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 3.将容积为8 mL的充有等体积NO和O2的试管倒置于水槽中久置，最后试管内剩余的气体是　　　　，其体积是　　　　mL；将容积为8 mL的充有等体积NO2和O2的试管倒置于水槽中久置，最后试管内剩余的气体是　　　　，其体积是　　　　mL。 解析：根据方程式4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，可判断试管内剩余1 mL氧气；根据方程式4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，可判断试管内剩余3 mL氧气。 答案：氧气　1　氧气　3 1.四个计算依据 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO①， 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3②， 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3③， 2NO＋O2===2NO2④。 2.四种计算类型 (1)NO2气体溶于水——根据反应①计算，剩余气体为NO，V(NO)＝1/3V(NO2)。 (2)NO2和O2的混合气体溶于水——根据反应②计算： x＝ eq \f(V(NO2),V(O2)) 0＜x＜ eq \f(4,1) x＝ eq \f(4,1) x＞ eq \f(4,1) 反应情况 O2过量，剩余气体为O2 恰好完全反应，无气体剩余 NO2过量又发生反应①，只剩余NO (3)NO、O2的混合气体溶于水——根据反应③计算： x＝ eq \f(V(NO),V(O2)) 0＜x＜ eq \f(4,3) x＝ eq \f(4,3) x＞ eq \f(4,3) 反应情况 O2过量，剩余O2 恰好完全反应，无气体剩余 NO过量，剩余NO (4)NO、NO2、O2三种气体混合溶于水——可先由反应①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO求出生成NO的体积，再加上原混合气体中NO的体积，再按类型(3)的方法进行计算；或先由反应④2NO＋O2===2NO2求出生成NO2的体积，再加上原混合气体中NO2的体积，再按类型(2)的方法进行计算。 方法总结 理解氮氧化物的注意事项 (1)NO是无色、难溶于水的气体，密度比空气的略大，常温下可与O2反应生成NO2。 (2)NO2为红棕色气体，能与水反应，化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 (3)N2与O2在常温下不发生反应，在放电或高温条件下反应生成NO而不是NO2。 　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，再通入0.4 mol O2，充分反应后，整个试管充满水。则原混合气体中NO与NO2体积比为(　　) A．1∶2　　　　　　　　B．2∶5 C．3∶7 D．1∶1 思路点拨：解答本题应注意以下两点： (1)NO2与O2混合物完全溶于水的比值为4∶1。 (2)NO与O2混合物完全溶于水的比值为4∶3。 解析：选C　设1 mol NO和NO2的混合气体中有a mol NO和(1－a)mol NO2，根据4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3和4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可得： eq \f(3,4)a＋ eq \f(1－a,4)＝0.4，所以a＝0.3，V(NO)∶V(NO2)＝3∶7。 【合作探究】 (1)1 mol NO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中，剩余0.4 mol气体，则NO与NO2体积比为　　　　。 提示：1∶9。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 可得a＝0.9 故NO与NO2体积比为1∶9。 (2)1 mol NO和NO2混合气体中两者体积之比为1∶1，试管倒立于盛满水的水槽中，再通入　　　　mol O2，充分反应后，整个试管充满水。 提示：0.5。通入氧气的物质的量为 eq \f(3,4)×0.5 mol＋ eq \f(0.5,4)mol＝0.5 mol。 自学检测 1.N2与下列物质反应时体现其还原性的是(　　) A．H2 B．O2 C．Mg D．Na 解析：选B　N2＋ eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(H2→NH3：氮元素化合价降低，,　　　体现氧化性,O2→NO：氮元素化合价升高，,　　　体现还原性,Mg→Mg3N2：氮元素化合价降低，,　　　体现氧化性,Na→Na3N：氮元素化合价降低，,　　　体现氧化性)) 2.下列关于氮气的叙述错误的是(　　) A．N2是一种无色无味的气体 B．N2可用作生产氮肥和硝酸的原料 C．N2可用浓硫酸和碱石灰干燥 D．N2可用排空气法收集 解析：选D　N2的密度与空气相差不大，不能用排空气法收集。 1.下列关于自然界中氮循环（如图）的说法不正确的是(　　) A．氮元素均被氧化 B．工业合成氨属于人工固氮 C．含氮无机物和含氮有机物可相互转化 D．碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环 解析：选A　N2→NH3中氮元素被还原，A错误；工业合成氨是氮气转化为氨气，属于人工固氮，B正确；通过生物体，铵盐（含氮无机物）与蛋白质（含氮有机物）可相互转化，C正确；生物体合成蛋白质的过程有C、H、O的参与，D正确。 2.下列对NO、NO2的描述，正确的是(　　) A．NO是红棕色气体，易溶于水，是酸性氧化物 B．NO2可用排水法收集，且可由N2和O2化合而得到 C．NO、NO2在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物 D．NO、NO2互为同素异形体，且NO是汽车尾气的有害成分之一 解析：选C　NO是无色难溶于水的气体，NO不与碱反应，不是酸性氧化物，故A项错误；NO2与水反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，N2和O2反应生成NO，故B项错误；NO和O2发生反应：2NO＋O2===2NO2，NO2与H2O反应生成NO，两者都是光化学烟雾的大气污染物，故C项正确；NO与NO2都不是单质，故不可能是同素异形体，故D项错误。 3.NO2可以用氢氧化钠溶液吸收，或在一定条件下用氨气与其反应使之转化为无污染的物质，发生反应的化学方程式分别是2NO2＋2NaOH===M＋NaNO3 ＋H2O， 8NH3＋6NO2===7X＋12H2O。则M、X代表的物质的化学式分别是(　　) A．NaNO2、N2　　　　　B．HNO2、N2 C．NO、HNO3 D．N2、N2 解析：选A　根据题目所提供的化学方程式利用质量守恒定律可得M为NaNO2，X为N2。 $$