第3章 学案18 氮气 氮的氧化物-【智学校本学案】2025-2026学年高中化学必修第一册（鲁科版）

鲁科版化学必修第一册 课 学案18氯气氮的氧化物 记 学习任务 1.通过了解自然界中氨循环的基本过程，认识氨循环过程中的重要物质，并了解含氨物质的相互转 化在生产、生活中的应用及对生态环境的影响。 2.通过情境素材和合作探究，了解氨气、一氧化氨和二氧化氨的性质。 3.氮气 ●课堂活动 (1)物理性质 活动一 自然界中氮的循环氮气 颜色 气味 状态 密度 溶解性 新知导学 无色 无味 气体 比空气 溶于水 氮元素在自然界中的含量很高，主要是以游离态 [问题与思考] 形式存在大气中，氮气的化学性质非常稳定，不容 实验室制备氨气时，若要收集氨气应该用哪种 易和其他物质发生反应。你知道这是为什么吗？ 方法？ >新知生成 (2)化学性质 !1.自然界中的氨循环 ①稳定性 (1)氨元素的存在 在自然界中除了以游离态的形式存在于大气 通常状况下，氨气的化学性质不活泼，很难与其 中，还以化合态的形式存在于动植物体、土壤和 他物质发生反应。 水体中 ②还原性 (2)自然界中氮的循环 因根瘤菌 等生物氨 蛋微生物NH、NO 实验 含氮化合物转化 质 分解和NH 装置 的 氮气 放电 0 氮氧化物 降水 土壤和水体 在硬质玻璃管内充入N2和O2,然后给硬 (3)人类活动对自然界中氮循环的影响 实验 质玻璃管两端的电极通电，在硬质玻璃管 ①氮气 化学方法 氨→铵盐、硝酸等含氮化 操作 内能产生电火花 合物。 现象 气体颜色由 变为 ②森林，农作物、化石燃料燃绕 在放电条件下，N2与O2反应生成NO, 2.氮的固定 结论 NO立即被氧化为NO2,化学方程式为N2 (1)定义 十O2 将空气中 的氮转化为 放电2N0、2N0+0,一2NO 的过程。 微提醒 (2)分类 N2并不是真正的“惰性气体”，某些金属在氮 氮 固氨 高能固氨：N,十O,放电2NO 气中也能够发生反应，如：Mg在N2中燃烧反 的 固氮：豆科植物的根瘤菌固氮 固 工业合成氨 应生成Mg:N,化学方程式：N十3Mg点港 定 固氮 固氮 Mga N2a 1160 氮气氮的氧化物 学案18 新知应用 2.化学性质 听 1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”） (1)实验探究 (1)豆科植物的根瘤菌固氮属于自然固氨中的 实验装置 实验操作 现象 记 高能固氨。 () NO 气体颜色由 (2)自然界中氨元素的存在形式多种多样，除 向充满NO气 色逐渐 N2、NH3、NO,、铵盐、硝酸盐等无机物外，还能 体的试管中注 注入 变为 以蛋白质等有机物的形式存在。 () 氧气 人O2 色 (3)工业上将NH3转化为其他铵态化肥的方 气体逐渐减少， 法，属于人工固氮。 () NO,- 向充满NO2 颜色由 (4)氮的循环中，氮元素可被氧化，也可被还原。 气体的试管中 色变为 注 ( ) 注人水 色，得到 (5)氮循环中，含氮物质有多种形式的转化，有 色溶液 的对人类生产生活有益，有的则产生了负面作 (2)结论：在一定条件下，NO与NO2可以相互 用。 转化，反应的化学方程式为 2.下图中能实现人工固氮的是 ( ①NO→NO2: ②NO2→NO: 3.其他性质 A.闪电 B.合成氨车间 结合血红蛋白的能力比CO还强，更容易造 成人体缺氧；作为一种传递神经信息的“信 NO 使分子”，在扩张血管、提高免疫力、增强记 忆力等方面有着重要的作用 C.豆科植 D.绿色植物 物根瘤菌 光合作用 能使多种织物褪色，损坏多种织物和尼龙制品； NO, 活动二认识氮的氧化物 对金属和非金属材料也有腐蚀作用 [问题与思考] 新知导学 已知液溴极易汽化成 的溴蒸气，设计简 火箭发射的一瞬间底部 单的实验鉴别二氧化氮和溴蒸气。 冒出大量的红棕色的气体。 你知道这种红棕色的气体的 成分是什么吗？ D新知应用 D新知生成 1.NO对于心脑血管系统功能的改善具有重要作 1.物理性质 用。下列关于NO的描述不正确的是( ) 物质 颜色 气味 状态 毒性 水溶性 A.难溶于水 B.可由氮气和氧气在放电条件下反应生成 NO 气体 有毒 溶于水 C.常温下能与氧气化合 NO2 气体 有毒 溶于水 D.红棕色气体 [问题与思考] 2.对3NO2+HO—2HNO3+NO的反应，下 如何收集一氧化氮与二氧化氮气体？ 列说法正确的是 ( A.氧化剂与还原剂的质量比为1：2 B.氧化产物与还原产物的物质的量之比为1：2 61I0 鲁科版化学必修第一册 C.NO2是氧化剂，H2O是还原剂 A.①中N2与O2反应生成NO2是自然固氮 课 D.在反应中，若有6 mol NO,参与反应时，有 B.②中合成氨属于人工固氮 3mol电子发生转移 C.③中的氮元素被氧化 记 课堂小结 D.氮循环过程中没有氧元素参加 氮的固定 3.据研究，NO广泛分布于生物体内各组织中，可 氮气的性质与用途 氮气的性质 将积存在血管壁上的脂肪、胆固醇带走，被称为 氮气的用途 氮气和氮 氮的氧化物 “血管清道夫”。下列说法中错误的是() 氧化物 氮的氧化物 氧化氮和二氧化氮的比较 A.NO极易与氧气反应生成一种红棕色气体 鉴别二氧化氮和溴蒸气 B.实验室中，可利用铜与稀硝酸的反应制 课堂达标 取NO C.人体吸入大量NO气体，可以预防心血管 1.判断正误（正确的打“/”，错误的打“×”） 疾病 (1)固氮反应一定属于氧化还原反应。( D.雷雨天气，氮气和氧气能生成NO (2)N2与O2在放电条件下直接化合成NO2。 ( 4.某集气瓶内装有红棕色气体，加入足量蒸馏水 (3)用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产 后盖上玻璃片振荡，得橙黄色溶液，气体颜色消 生的气体。 ( 失；再打开玻璃片后，瓶中气体又变为红棕色， (4)可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸 则该气体可能是 () 性氧化物。 A.N2、NO2、Br2(g) B.NO2、NO、N2 (5)利用AgNO3溶液、CCI和蒸馏水均可鉴别 C.NO2、NO、O2 D.N2、O2、Br2(g) NO2和溴蒸气。 ( 5.燃油汽车行驶中会产生CO、NO等多种污染 2.自然界的氨循环如图所示，下列说法正确的是 物。如图为汽车发动机及催化转化器中发生的 部分化学反应。下列叙述错误的是 () 大气中的N ② 0 CO 乙 →NO(I) 甲 A.反应(I)在常温下不容易发生 硝酸根离子 氨肥 B.反应（Ⅱ）中NO是还原剂 硝酸根离子 细菌动植物的遗体 土壤中的 细菌 C.甲是空气中体积分数最大的气体 微生物 D.乙是引起温室效应的气体之一 课后反思 1162新知应用 铁、铝容器盛放浓硫酸，A不正确：浓硫酸使蔗糖炭化时，浓 1.（1)还原性(2)酸性氧化物的通性(3)漂白性(4)氧化性 硫酸表现出脱水性，B不正确；浓硫酸和Na2SO3反应制取 2.D[SO2与澄清石灰水反应生成白色沉淀CaSO3,A正确； SO2时，发生非氧化还原反应，浓硫酸不表现强氧化性，C不 SO2与BaO反应，生成BaSO3,B正确；SO2与水反应生成 正确；浓硫酸和铜片在加热条件下发生反应，生成硫酸铜，表 H2SO3,C正确；SO2具有还原性，Na2O2具有强氧化性，因 现出酸性，生成二氧化硫，表现出强氧化性，D正确。] 此SO2和Na2O2发生氧化还原反应生成Na2SO,,D错误。] 活动二 课堂达标 新知导学 1.D[硫单质的洗涤主要是利用硫单质的溶解性特，点，硫单质 提示：不正确。二氧化碳溶于水形成的水溶液酸性较小，H< 5.6的降雨才能被称为酸雨。 易溶于CS2,因此可用CS2将硫单质除去，也可利用硫单质的 新知生成 化学性质，用热NaOH溶液将硫单质除去。] 2.B[SO。能使酸性高锰酸钾溶液褪色，是因为SO2与高锰酸 1.(1)硫的氧化物(2)化石燃料(3)2S0,+0,雀化剂2S0, 钾（酸性环境中）发生氧化还原反应，反应中SO2作还原剂， SO+H2O-H2 SO SO2+H2OH2 SO 2H2 SO 具有还原性，故A错误；能使品红溶液褪色的物质有SO2、氯 +O2=2H2S04 水、过氧化钠、活性炭等，故B正确；漂白粉使红墨水褪色体 2.(4)重金属 现强氧化性，活性炭使红墨水褪色体现吸附性，两者原理不 3.(1)酸性(2)能源 新知应用 同，故C错误；等物质的量的SO2和Cl2通入溶液中，SO2、 1.(1)× (2)×(3)× CL2和水反应生成H2SO4、HC1,H2SO4、HCl没有漂白性，故 2.提示： D错误。] 温室效应 S02、N0 3.C[饱和NaHCO3溶液可除去CO2中的SO2,然后用浓硫 酸雨一 碳氢化合物、NO 酸千燥。门 臭氧层破坏 废弃塑料制品 4.A[CuS中硫元素的化合价为一2价，只具有还原性，A项正 光化学烟雾 C0, 确；单质硫中硫元素的化合价为0价，为中间价态，既有氧化 白色污染 废水中含氨、磷元素的营养物质 性也有还原性，B项错误；S02中硫元素的化合价为十4价， 赤潮和水华 氟氯烃、NO 为中间价态，既有氧化性也有还原性，C项错误；H2SO,中的 课堂达标 硫元素的化合价为十6价，具有氧化性，D项错误。] 1.(1)×(2)/(3)/(4)X 5.A[酸性氧化物的性质有与碱反应生成盐和水，与碱性氧化 2.A[稀硫酸不能作气体干燥剂，也不能和铜发生反应。常温 物反应生成含氧酸盐等。Na2O是碱性氧化物，与SO2反应 时铁遇浓硫酸钝化。] 生成Na2SO3,说明SO2是酸性氧化物，A项符合题意；B、C、 3.C[Cu和浓硫酸反应的化学方程式为Cu十2H2SO4（浓) D三项中的反应是氧化还原反应，其中B项中SO2被还原， △CuS0,十S02↑十2H,0,分析反应前后元素化合价的变 说明SO2具有氧化性，C、D两项中SO2被氧化，说明SO2具 化可知，浓硫酸既表现出氧化性，又表现出酸性，该反应为氧 有还原性，与题意不符。] 化还原反应，在该反应中，参加反应的2molH2SO,中只有1mol 学案17硫酸、酸雨及防治 H2SO4被还原，因此还原剂与氧化剂的物质的量之比为1： 1,每1 mol Cu参加反应生成1molS02。] 课堂活动 4.C[浓硫酸在常温下能够使铁、铝钝化发生了化学反应；浓 活动一 硫酸主要以硫酸分子形式存在，而稀硫酸中以H十和SO 新知导学 存在，二者性质有所不同。] 提示：酸的通性包括：(1)可以和酸碱指示剂发生反应；(2)可以 学案18氮气氮的氧化物 和活泼金属发生置换反应；(3)可以和碱发生中和反应；(4)可 以和碱性氧化物反应；(5)可以和某些盐发生反应。 课堂活动 新知生成 活动一 1.(1)H2S0,—2H+S0(2)Zn+2H+—Zn2++H2个 新知导学 提示：氨气的化学性质稳定是由它的结构决定的。氨气分子中 CuO+2H+-Cu2++H2O H++OH--H2O 化学键键能非常大，所以分子的化学性质非常稳定。 HCO3+H+=H2O+CO2个 新知生成 2.干燥剂2：1Cu+2H,S0,(浓)△CuS0,+S0,个+ 1.(2)硝酸盐(3)②氮氧化物 2H,0钝化C+2H,S0,(浓)△C0。↑+2S0。+ 2.(1)游离态含氮化合物(2)自然生物人工仿生 3.稍小难 +2H2O [问题与思考] 3.排除Ag+、CO、SO等的干扰 提示：氨气的密度与空气接近，因此不能用排空气法收集；由于 新知应用 氨气难溶于水，可以用排水法收集。 1.(1)吸水性(2)强氧化性(3)吸水性(4)酸性、脱水性 (2)②无色红棕色 2.D[铁、铝虽然是活泼金属，但常温下浓硫酸与铁、铝反应生 新知应用 成的致密氧化膜能阻止反应的继续进行，所以常温下可用 1.(1)×(2)/(3)×(4)√/(5)/ 131 2.B[电闪雷鸣时，氨气和氧气反应生成NO,属于自然固氨， A错误；合成氨车间内，N2与H2在一定条件下反应生成 学案19氨与铵盐 NH,属于人工固氨，B正确；豆科植物的根瘤菌将空气中的 课堂活动 氮气通过生物化学过程转化为含氮化合物的过程，属于生物 活动一 固氮，C错误；光合作用是将二氧化碳和水转化为有机物和氧 新知导学 气，不属于人工固氨，D错误。] 提示：NH3能作制冷剂，主要是利用了NH?容易液化、且液氮 活动二 汽化时要吸收大量的热的性质。 新知导学 新知生成 提示：这种红棕色的气体是火箭燃料中释放出的二氧化氨 1.无色刺激性<液化 气体。 2.(1)红色喷泉红色白烟碱性白色NH,Cl小颗粒 新知生成 (2)NH3+H2O-NH.H2O NH;+HCI-NH,CI 1.无色无味难红棕色刺激性易 [问题与思考] 白烟4NH3+5O2 催化剂4NO十6H,O还原性 △ 提示：NO用排水法收集；NO2用向上排空气法收集。 2.(1)无红棕红棕无无(2)①2NO+O2一2NO 3.NH3·H2O=NH+OH 变蓝NH·H,O△ ②3NO2+H2O-2HNO3+NO NH3个+H2O [问题与思考] 4.NH丈NO,制冷剂 提示：红棕色 新知应用 (1)将气体分别通入盛有少量水的试管中，溶液变黄的是溴蒸 1.(1)×(2)×(3)/ 气，无明显现象的是NO2。 2.C[由于氨气极易溶于水，当少量水进入盛有氨气的烧瓶会 (2)将气体分别通入盛有少量硝酸银溶液的试管中，产生淡黄 使烧瓶内压强迅速减小且小于大气压，使滴有酚酞的水进入 色沉淀的是溴蒸气，无明显现象的是NO2。 烧瓶形成喷泉，A、D项正确；由于氨水有弱碱性，从而使溶液 新知应用 由无色变为红色，B项正确；一水合氨不稳定，受热易分解放 1.D[NO为无色、难溶于水的气体，D项错误。] 出氨气，从而使氨水碱性减弱，故滴有酚酞呈红色的氨水受 2.A[氧化剂、还原剂均为NO2,HNO,为氧化产物，来源于还 热后红色变浅或褪去，C项错误。] 原剂，NO为还原产物，来源于氧化剂，故氧化剂与还原剂的 活动二 质量比为1：2。] 新知导学 课堂达标 1.提示：NH,HCO,△NH,++H,0+CO,↑。说明 1.(1)√(2)×(3)×(4)×(5)/ NH4HCO3易溶于水，受热易分解。 2.B[①中N2与O2反应生成NO是自然固氮，A错误；②中 2.提示：铵盐能与碱反应生成NH3,降低肥效。 N2与H2在高温、高压、催化剂条件下反应产生NH3,属于人 新知生成 工固氮，B正确；③中细菌还原硝酸根离子中的氨，生成无污 1.铵根离子酸根离子 染的N2,所以③中氨元素化合价降低，得到电子被还原，C错 2.易 误；如N2在放电条件下与O2直接化合生成无色且不溶于水 3.(1)逐渐减少逐渐减少有刺激性气味白色固体 有刺 的NO气体，氧元素参与了反应，二氧化氮易与水反应生成硝 激性气味气体生成NH,NHNH,(2)②氨气 酸(HNO3)和NO,也有氧元素参加反应，D错误。] 4.变蓝白烟浓氢氧化钠湿润的红色石蕊试纸浓盐酸 3.C[NO极易与氧气反应生成一种红棕色气体NO2,反应原 变蓝 理为2NO十O2一2NO2,A正确；实验室中，可利用铜与稀 硝酸反应制取NO,反应原理为3Cu十8HNO3(稀) 5.Ca(OHD2+2NH,C1△CaCl,+2NH,++2H,0向下排 3Cu(NO3)2十2NO个十4H2O,B正确；人体吸入大量NO气 空气法蓝白烟水或稀硫酸 体，NO与血红蛋白结合，造成人中毒甚至死亡，C错误；雷雨 [问题与思考] 天气，氨气和氧气在放电的条件下反应生成NO,反应原理为 1.提示：不能用NaOH、KOH代替，原因是NaOH、KOH易受 N2十O,放电2NO,D正确.] 潮结块，不利于产生氨气，在加热条件下还会严重腐蚀试管。 4.A[渙蒸气和二氧化氨气体均呈红棕色，所以至少含有澳蒸 2.提示：不能，CaCl2能和NH3反应生成CaCl2·8NH3,PzO, 气和二氧化氨气体中的一种；澳水为橙黄色，所以含有澳蒸 为酸性千燥剂，也能和NH3反应。 气；再打开玻璃片后，瓶中气体又变为红棕色，说明有一氧化 3.提示：棉花团的一个作用是减缓氨气和空气发生对流，使收 氨存在，二氧化氨在水溶液中发生氧化还原反应生成硝酸和 集的NH?更纯，另一个作用是浸有的水或稀硫酸可吸收多 一氧化氮无色气体，再打开玻璃片后，一氧化氨遇到氧气迅 余的NH?,防止NH污染空气。 速变为二氧化氨，所以至少还存在二氧化氨或一氧化氨中的 4.提示：氨气的其他制取方法 一种。] 方法 化学方程式（或原理） 气体发生装置 5.B[甲与O2反应生成NO,NO与CO反应生成甲和乙，可 得甲为N2,乙为CO2。A.反应(I)为N2与O2反应，该反应 在常温下不容易发生，A正确；B.反应（Ⅱ）中NO中的N元 加热浓氨水 NH3·H2O 、4 素化合价降低，则NO为氧化剂，B错误；C.甲为N2,是空气 NH↑+H2O 中体积分数最大的气体，C正确；D.乙为CO2,是引起温室效 应的气体之一，D正确。] 114