5.2 氮及其化合物 第1课时（导学案）化学人教版必修第二册

第二节 氮及其化合物 课时1 氮气和氮氧化物 一、知识目标 1.了解氮元素在自然界中的存在形式，掌握氮的固定的概念及自然固氮和人工固氮的方式。 2.依据氮的原子结构，推断含氮物质可能的化学特性，理解结构与性质的关系。 3.掌握氮气、一氧化氮和二氧化氮的物理性质和化学性质，学会氮氧化物溶于水的计算方法。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识氮气和氮氧化物的性质、用途及存在形式；从微观角度理解氮原子的结构对其化学性质的影响。 2.证据推理与模型认知：通过对实验现象的观察和分析，推理得出相关物质的性质；建立氮及其化合物的“价 - 类二维图”模型，理解不同价态含氮物质的转化关系。 3.科学探究与创新意识：通过分组实验和讨论，探究氮氧化物溶于水的实验现象和反应原理，培养创新思维和实践能力。 一、教学重点 1.氮和氮氧化物的性质。 二、教学难点 1.氮氧化物溶于水的计算。 一、自然界中氮元素的存在形式 1. 氮元素 态 —— (空气中体积分数约为78%) 态 —— 部分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.氮气与氮的固定 (1)物理性质： 色、 味的气体，密度比空气略小， 溶于水。 (2)化学性质 写出有关反应的化学方程式： ① 。 ② 。 ③ 。 二、一氧化氮和二氧化氮的比较 性质 NO NO2 色、味、态 水溶性 毒性 与水反应 与氧气反应 一、新课导入 【播放视频】氮及其化合物。 【引导思考】视频看完啦，我们今天要学习的氮及其化合物。 【问题】你了解氮及其化合物吗？通过视频你能总结一下氮气及其化合物的性质和用途吗？ 二、 氮气与氮的固定 任务1：请同学们分组讨论自然界是怎样通过氮的循环为生物体提供氮元素的呢？ 【问题】氮元素在自然界中有哪些存在形式？什么是氮的固定，它又有哪些方式呢？。 【学生答案】 1.氮元素在自然界中的存在形式： 2.氮的固定： 自然固氮： 人工固氮： 【总结讲解】 一、氮气与氮的固定 1.氮元素在自然界中的存在形式 ⑴游离态的氮—— ⑵化合态的氮—— 2. 氮的固定 （1）自然固氮： （2）人工固氮： 任务2：请同学们分组讨论总结自然界氮的循环 【学生任务】分组讨论自然界氮的循环过程，并绘制简单的循环示意图进行展示交流。 【交互动画】 【答案】 【总结讲解】 一、氮气与氮的固定 2. 氮的固定 （3）自然界中氮的循环 任务3： 请同学们分组讨论根据氮在周期表中的位置推测氮的性质？ 【问题】根据氮在周期表中的位置，推测氮的原子结构有什么特点，这对氮气的性质有什么影响？ 【学生答案】 【总结讲解】 一、氮气与氮的固定 3.氮的原子结构 4.氮气的物理性质 颜色 状态 气味 密度 溶解性 熔沸点    任务4：请同学们分组探讨历史上氮气曾被认为是惰性气体，这是为什么？请写出氮气的电子式和结构式。 【问题】请同学们分组探讨历史上氮气曾被认为是惰性气体，这是为什么？ 【学生答案】 【总结讲解】 一、氮气与氮的固定 5.氮气的化学性质 ①常温下 任务5： 请同学们分组探讨氮气可与哪些物质反应？从价态变化认识氮气的氧化性和还原性！ 【问题】请同学们分组探讨氮气可与哪些物质反应？从价态变化认识氮气的氧化性和还原性！ 【交互动画】 【学生答案】利用交互动画探讨氮气中氮的化合价既可以升高，又可以降低。氮气既有氧化性，又有还原性 1.的还原性： 2.的氧化性： 【总结讲解】 一、氮气与氮的固定 5.氮气的化学性质 ②N2的还原性： ③N2的氧化性：和氢气反应 ④N2的氧化性：和金属反应 典例精讲 【例1】判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。 (1)N2在高温条件下与O2发生反应生成NO2。(　　) (2)氮原子与其他原子只能形成共价键，不能形成离子键(　　) (3)氮气常用作焊接金属、填充灯泡、保存食品的保护气(　　) (4)白磷(P4)空气中自燃而氮气稳定存在，说明非金属性P比N强(　　) (5)闪电时氮气与氧气化合生成NO,属于自然固氮。(　　) (6)将氨转化为固态铵盐的过程属于人工固氮。(　　) (7氮气化学性质很稳定,所以镁着火时,可用氮气灭火。(　　) (8)高温、高压、催化剂条件下,1molN2与3molH2混合可生成2molNH3。( 　 ) 三、 一氧化氮和二氧化氮 任务1：请同学们分组探讨为什么雷电能发庄稼呢？请你总结一下涉及的反应！ 【问题】为什么雷电能发庄稼呢？这其中涉及到哪些反应？一氧化氮和二氧化氮有哪些物理性质？ 【学生答案】 1.分析雷电能发庄稼涉及的反应： 2.根据视频及阅读教材，总结一氧化氮和二氧化氮的物理性质： 氧化物 颜色 气味 毒性 状态 水溶性 收集方法 【总结讲解】 二、一氧化氮和二氧化氮 1.一氧化氮和二氧化氮的物理性质 氧化物 颜色 气味 毒性 状态 水溶性 收集方法 NO NO2 任务2：请同学们分组讨论从氧化还原反应角度分析NO具有什么性质？ 【问题】从氧化还原反应角度分析，具有什么性质？ 【交互动画】 【学生答案】分析的性质： 还原性： 氧化性： 【总结讲解】 二、一氧化氮和二氧化氮 2.一氧化氮的化学性质 任务3：请同学们分组讨论从氧化还原反应角度分析NO2具有什么性质？ 【问题】从氧化还原反应角度分析，具有什么性质？ 【交互动画】 【学生答案】分析的性质： 氧化性： 其他性质： 【总结讲解】 二、一氧化氮和二氧化氮 3.二氧化氮的化学性质 ①二氧化氮溶于水的实验现象 ②二氧化氮既有氧化性又有还原性。 ③二氧化氮的氧化性 汽车尾气（含烃类、CO、NO和NO2等）治理的办法之一是在汽车排气管装上催化转化器，使NO或NO2与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，请写出NO2与CO转化的化学方程式。 ④二氧化氮的其他性质 四、 氮氧化合物溶于水的计算 任务1：请同学们分组实验氮氧化合物溶于水 【问题】请同学们分组进行实验，观察实验现象，分析实验中发生了哪些化学反应？如果要将注射器中的充分转化，可以采取什么措施？上述实验对工业上生产硝酸有什么启示？ 【学生实验】 【总结讲解】 三、氮氧化合物溶于水的计算 1.氮氧化合物溶于水的实验现象 实验操作 在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，观察颜色  ，然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器 现象 结论 实验 操作 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_ 结论 任务2：请同学们分组讨论上述实验对工业生产硝酸有什么启示？ 【问题】分组进行实验，观察实验现象，分析实验中发生了哪些化学反应？如果要将注射器中的气体充分转化，可以采取什么措施？上述实验对工业上生产硝酸有什么启示？ 【学生答案】 1.分析实验中发生的化学反应： 2.讨论将注射器中的充分转化的措施： 3.思考实验对工业生产硝酸的启示： 【问题】氮氧化物溶于水的计算有哪些类型？如何进行计算？ 【学生答案】 1.分析与同时通入水中的计算： 写出反应方程式： 推导总的化学方程式：将第一个反应方程式乘以，第二个反应方程式乘以，然后相加，得到 2.分析和混合气体溶于水的计算： 【总结讲解】 三、氮氧化合物溶于水的计算 2.氮氧化物溶于水的计算方法 ⑴NO与O2同时通入水中 ⑵NO2和O2混合气体溶于水的计算 典例精讲 【例1】按图进行实验。试管中装有12 mL NO，然后间歇而又缓慢地通入8 mL O2，下列是有关最终状态的描述： ①试管内气体呈红棕色　②试管内气体呈无色　③试管内液面不变　④试管内液面上升　⑤试管内气体是O2　⑥试管内气体是NO。其中正确的是 ( ) A.①③ B.②④⑤ C.②④⑥ D.②③⑤ 任务3：请同学们观察氮及其化合物的“价-类二维图”并思考不同价态含氮物质如何转化？ 【问题】请同学们探讨不同价态含氮物质如何转化 【交互动画】氮及其化合物的“价-类二维图” 【总结讲解】 三、氮氧化合物溶于水的计算 3.氮有多种价态的氧化物 氧化物的化学式 N2O NO N2O3 NO2、N2O4 N2O5 氮元素的价态 一、氮气与氮的固定 1.氮元素在自然界中的存在形式 游离态：空气中N₂ 化合态：动植物体内蛋白质、土壤和海洋里的硝酸盐和铵盐 2.氮的固定 自然固氮：闪电、豆科植物根瘤菌 人工固氮：工业合成氨 3.氮的原子结构 位置：第二周期、第VA族 结构：最外层5个电子 化合价：＋1、＋2 、＋3 、＋4 、＋5 、－3 非金属性：比氧弱，比碳强 4.氮气的物理性质 颜色状态：无色气体 气味：无味 密度：与空气接近 溶解性：难溶于水 熔沸点：低 5.氮气的化学性质 ①稳定性：共价三键，难反应 用途：保护气 ②N2的还原性：和氧气反应 ③N2的氧化性：和氢气反应 ④N2的氧化性：和金属反应 2N2＋6Li ==2Li 3N 二、一氧化氮和二氧化氮 1.物理性质 氧化物 颜色 气味 毒性 状态 水溶性 收集方法 NO 无色 无味 有毒 气体 不溶 排水法 NO₂ 红棕色 刺激性气味 有毒 气体 易溶 向上排空气法 2.一氧化氮的化学性质 ①一氧化氮具有还原性，常温下，很容易与空气中的O2化合，生成二氧化氮。无色气体遇到氧气变为红棕色，检验一氧化氮气体。 ②一氧化氮具有氧化性，与CO、NH3反应，生成氮气。 汽车尾气催化转化装置，可将排放的废气（CO、NO）处理为可参与大气循环的气体。 3.二氧化氮的化学性质 ①二氧化氮溶于水的实验现象 红棕色气体消失，水位上升，最后水充满试管的2/3，无色气体充满试管的 1/3。 ②二氧化氮既有氧化性又有还原性。 ③二氧化氮的氧化性 在催化剂存在下，可用氨治理NO2的污染，请写出反应的方程式。 汽车尾气（含烃类、CO、NO和NO2等）治理的办法之一是在汽车排气管装上催化转化器，使NO或NO2与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，请写出NO2与CO转化的化学方程式。 ④二氧化氮的其他性质 三、氮氧化合物溶于水的计算 1.实验现象 NO难溶于水 NO和NO₂可相互转化 2.计算方法 NO与O₂：4NO+3O₂+2H₂O===4HNO₃ NO₂和O₂：4NO₂+O₂+2H₂O===4HNO₃ 3.氮有多种价态的氧化物 氧化物化学式 N₂O NO N₂O₃ NO₂、N₂O₄ N₂O₅ 氮元素价态 +1 +2 +3 +4 +5 1.属于人工固氮的化学反应是(　　) A. N2与 H2在一定条件下反应生成NH3 B. 由 NH3转变成 NH4HCO3 C. NO与 O2反应生成 NO2 D. 豆科植物的根瘤菌将氮的化合物转变成植物蛋白 2.下列关于NO和NO2的说法正确的是(　　) A．NO2是红棕色气体，易溶于水，属于酸性氧化物 B．NO2可由N2和O2直接化合得到 C．NO和NO2均既可以用排空气法收集又可以用排水法收集 D．NO和NO2在一定条件下可以相互转化 3.对3NO2＋H2O===2HNO3＋NO反应的下列说法正确是（ ） 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 C.NO2是氧化剂，H2O是还原剂 D.在反应中若有6 mol NO2参与反应时，有3 mol电子发生转移 4. 在一定条件下，将NO2和O2的混合气体12 mL通入足量水中，充分反应后剩余2 mL气体(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积为(　　) ①1.2 mL　 ②2.4 mL　 ③3 mL　 ④4 mL A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 5.同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的两种气体，它们是①NO和NO2，②NO2和O2，③NO和N2。现将3支试管倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，下列关系正确的是(　　) A．V1＞V2＞V3　　　　　B．V1＞V3＞V2 C．V2＞V3＞V1 D．V3＞V1＞V2 考点1氮气与氮的固定 1．（25-26高一·全国·假期作业）下列关于氮及其化合物的说法不正确的是 A．氮的固定是将N2转化成含氮化合物 B．氮元素在自然界中既有游离态又有化合态 C．氮气化学性质不如磷活泼，故氮元素非金属性弱于磷 D．N2既可作氧化剂又可作还原剂 2．（25-26高一上·全国·随堂练习）氮元素在地球上含量丰富，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。下列叙述与氮的循环无关的是 A．豆科植物根部的根瘤菌能把空气中的氮气转变为硝酸盐 B．自然界中，氨是动植物遗体中的蛋白质腐败后的产物 C．为防止粮食、罐头、水果等食品腐烂，常用氮气作为保护气 D．在电闪雷鸣的雨天，N2与O2发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收 考点2 一氧化氮和二氧化氮 3．（24-25高一·全国·假期作业）下列关于一氧化氮的叙述正确的是 A．一氧化氮是一种红棕色气体 B．常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合 C．一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到 D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集 4．（24-25高一上·广东茂名·期中）下图所示为氮元素的价类二维图，图中列出了部分转化。 下列说法不正确的是 A．X的化学式为 B．转化①需要加还原剂才能实现 C．转化⑤的离子方程式可以表示为 D．转化④的反应方程式为 考点3氮氧化合物溶于水的计算 5．（22-23高一下·四川成都·阶段练习）在一支的注射器里充入，然后吸入水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器。设空气中氧气的体积分数为20%，下列说法错误的是 A．振荡后注射器活塞不移动 B．打开弹簧夹，快速吸入空气后夹上弹簧夹，充分振荡注射器，活塞停留在大约处 C．若将换为，完全反应需吸入约空气 D．若注射器中是和的混合气体，吸入水后充分振荡注射器，活塞停留在大约处 （更多的见分层作业) / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 氮及其化合物 课时1 氮气和氮氧化物 一、知识目标 1.了解氮元素在自然界中的存在形式，掌握氮的固定的概念及自然固氮和人工固氮的方式。 2.依据氮的原子结构，推断含氮物质可能的化学特性，理解结构与性质的关系。 3.掌握氮气、一氧化氮和二氧化氮的物理性质和化学性质，学会氮氧化物溶于水的计算方法。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识氮气和氮氧化物的性质、用途及存在形式；从微观角度理解氮原子的结构对其化学性质的影响。 2.证据推理与模型认知：通过对实验现象的观察和分析，推理得出相关物质的性质；建立氮及其化合物的“价 - 类二维图”模型，理解不同价态含氮物质的转化关系。 3.科学探究与创新意识：通过分组实验和讨论，探究氮氧化物溶于水的实验现象和反应原理，培养创新思维和实践能力。 一、教学重点 1.氮和氮氧化物的性质。 二、教学难点 1.氮氧化物溶于水的计算。 一、自然界中氮元素的存在形式 1. 氮元素 态 —— (空气中体积分数约为78%) 态 —— 部分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 【答案】 游离 化合 2.氮气与氮的固定 (1)物理性质： 色、 味的气体，密度比空气略小， 溶于水。 (2)化学性质 写出有关反应的化学方程式： ① 。 ② 。 ③ 。 【答案】(1) 无 无 难 (2) 二、一氧化氮和二氧化氮的比较 性质 NO NO2 色、味、态 水溶性 毒性 与水反应 与氧气反应 【答案】 无色、无味的气体 红棕色、刺激性气味的气体 难溶于水 易溶于水 有毒 有毒 不反应 反应生成HNO3和NO，3NO2+H2O=2HNO3+NO 反应生成NO2，2NO+O2=2NO2 不反应 一、新课导入 【播放视频】氮及其化合物。 【引导思考】视频看完啦，我们今天要学习的氮及其化合物。 【问题】你了解氮及其化合物吗？通过视频你能总结一下氮气及其化合物的性质和用途吗？ 二、 氮气与氮的固定 任务1：请同学们分组讨论自然界是怎样通过氮的循环为生物体提供氮元素的呢？ 【问题】氮元素在自然界中有哪些存在形式？什么是氮的固定，它又有哪些方式呢？。 【学生答案】 1.氮元素在自然界中的存在形式： 游离态的氮：主要以氮分子（）的形式存在于空气中。 化合态的氮：部分存在于动植物体内的蛋白质中，部分存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。 2.氮的固定：将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。 自然固氮：大自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气转化为含氮的化合物，或豆科植物根瘤菌将氮气转化为氨。 人工固氮：如工业合成氨（）。 【总结讲解】 一、氮气与氮的固定 1.氮元素在自然界中的存在形式 ⑴游离态的氮——主要以氮分子的形式存在于空气中。 ⑵化合态的氮——部分存在于动植物体内的蛋白质中；部分存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。 2. 氮的固定 将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。 （1）自然固氮：大自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气转化为含氮的化合物，或豆科植物根瘤菌将氮气转化为氨。 （2）人工固氮：如工业合成氨。 任务2：请同学们分组讨论总结自然界氮的循环 【学生任务】分组讨论自然界氮的循环过程，并绘制简单的循环示意图进行展示交流。 【交互动画】 【答案】通过氮的循环，氮元素在自然界中不断转化和利用。在这个过程中，氮的固定起着起始和关键的作用，使得大气中的氮气能够进入生物群落。 【总结讲解】 一、氮气与氮的固定 2. 氮的固定 （3）自然界中氮的循环 任务3： 请同学们分组讨论根据氮在周期表中的位置推测氮的性质？ 【问题】根据氮在周期表中的位置，推测氮的原子结构有什么特点，这对氮气的性质有什么影响？ 【学生答案】 1.确定氮在周期表中的位置：第二周期、第VA族。 2.分析氮原子结构：最外层有5个电子，既不容易得3个电子，又不容易失去5个电子。因此氮原子一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质。 3.总结氮的常见化合价：有＋1、＋2 、＋3 、＋4 、＋5 、－3。 4.比较氮元素的非金属性：氮元素的非金属性比氧元素弱，比碳元素强。 【总结讲解】 一、氮气与氮的固定 3.氮的原子结构 ①第二周期、第VA族 ②氮原子结构：最外层有5个电子，既不容易得3个电子，又不容易失去5个电子。因此氮原子一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质。 ③常见的化合价有 ＋1、＋2 、＋3 、＋4 、＋5 、－3。 ④氮元素的非金属性比氧元素弱，比碳元素强。 4.氮气的物理性质 颜色 状态 气味 密度 溶解性 熔沸点 无色 气体 无味   密度与空气接近 难溶于水 低 任务4：请同学们分组探讨历史上氮气曾被认为是惰性气体，这是为什么？请写出氮气的电子式和结构式。 【问题】请同学们分组探讨历史上氮气曾被认为是惰性气体，这是为什么？ 【学生答案】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，所以氮气的化学性质很稳定，通常难以与其它物质反应。氮气的电子式为，结构式为。 【总结讲解】 一、氮气与氮的固定 5.氮气的化学性质 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，所以氮气的化学性质很稳定，通常难以与其它物质反应。 ①常温下，N2的化学性质不活泼，可代替稀有气体作保护气体。 电灯泡、食品包装——保护气 稀有的书卷保存——延缓代谢 降温手术刀——冷刀做手术 任务5： 请同学们分组探讨氮气可与哪些物质反应？从价态变化认识氮气的氧化性和还原性！ 【问题】请同学们分组探讨氮气可与哪些物质反应？从价态变化认识氮气的氧化性和还原性！ 【交互动画】 【学生答案】利用交互动画探讨氮气中氮的化合价既可以升高，又可以降低。氮气既有氧化性，又有还原性 1.的还原性：和氧气反应（）。 2.的氧化性： 和氢气反应（[高温高压]{催化剂} 2NH_3）。 和金属反应（）。 【总结讲解】 一、氮气与氮的固定 5.氮气的化学性质 ②N2的还原性：和氧气反应 ③N2的氧化性：和氢气反应 ④N2的氧化性：和金属反应 2N2＋6Li ==2Li 3N 典例精讲 【例1】判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。 (1)N2在高温条件下与O2发生反应生成NO2。(　　) (2)氮原子与其他原子只能形成共价键，不能形成离子键(　　) (3)氮气常用作焊接金属、填充灯泡、保存食品的保护气(　　) (4)白磷(P4)空气中自燃而氮气稳定存在，说明非金属性P比N强(　　) (5)闪电时氮气与氧气化合生成NO,属于自然固氮。(　　) (6)将氨转化为固态铵盐的过程属于人工固氮。(　　) (7氮气化学性质很稳定,所以镁着火时,可用氮气灭火。(　　) (8)高温、高压、催化剂条件下,1molN2与3molH2混合可生成2molNH3。( 　 ) 【答案】× × √ × √ × × × 【解析】 ×。和在高温或放电条件下反应生成，而不是。 ×。氮原子与其他原子可以形成离子键，如中就存在离子键。 √。氮气化学性质稳定，可作保护气。 ×。白磷自燃是因为其着火点低，不能说明非金属性比强，实际上的非金属性比强。 √。闪电时氮气与氧气化合生成，将游离态的氮转化为化合态，属于自然固氮。 ×。人工固氮是将游离态的氮转化为化合态的氮，将氨转化为固态铵盐不属于人工固氮。 ×。镁能在氮气中燃烧（），所以镁着火时不能用氮气灭火。 ×。合成氨的反应是可逆反应，与混合不能完全反应生成。 三、 一氧化氮和二氧化氮 任务1：请同学们分组探讨为什么雷电能发庄稼呢？请你总结一下涉及的反应！ 【问题】为什么雷电能发庄稼呢？这其中涉及到哪些反应？一氧化氮和二氧化氮有哪些物理性质？ 【学生答案】 1.分析雷电能发庄稼涉及的反应：。 。 。 2.根据视频及阅读教材，总结一氧化氮和二氧化氮的物理性质： 氧化物 颜色 气味 毒性 状态 水溶性 收集方法 无色 无味 有毒 气体 不溶 排水法 红棕色 刺激性气味 有毒 气体 易溶 向上排空气法 【总结讲解】 二、一氧化氮和二氧化氮 1.一氧化氮和二氧化氮的物理性质 氧化物 颜色 气味 毒性 状态 水溶性 收集方法 NO 无色 无味 有毒 气体 不溶 排水法 NO2 红棕色 刺激性气味 有毒 气体 易溶 向上排空气法 任务2：请同学们分组讨论从氧化还原反应角度分析NO具有什么性质？ 【问题】从氧化还原反应角度分析，具有什么性质？ 【交互动画】 【学生答案】分析的性质： 还原性：常温下，很容易与空气中的化合，生成二氧化氮，反应方程式为，可通过无色气体遇到氧气变为红棕色来检验气体。 氧化性：与、反应，生成氮气，如， 【总结讲解】 二、一氧化氮和二氧化氮 2.一氧化氮的化学性质 ①一氧化氮具有还原性，常温下，很容易与空气中的O2化合，生成二氧化氮。无色气体遇到氧气变为红棕色，检验一氧化氮气体。 ②一氧化氮具有氧化性，与CO、NH3反应，生成氮气。 汽车尾气催化转化装置，可将排放的废气（CO、NO）处理为可参与大气循环的气体。 任务3：请同学们分组讨论从氧化还原反应角度分析NO2具有什么性质？ 【问题】从氧化还原反应角度分析，具有什么性质？ 【交互动画】 【学生答案】分析的性质： 既有氧化性又有还原性：溶于水时生成硝酸和一氧化氮，反应方程式为，在这个反应中，中氮元素的化合价既有升高又有降低。 氧化性：在催化剂存在下，可用氨治理的污染，反应方程式为；汽车尾气中与反应，生成可参与大气生态循环的无毒气体，反应方程式为。 其他性质：， 。 【总结讲解】 二、一氧化氮和二氧化氮 3.二氧化氮的化学性质 ①二氧化氮溶于水的实验现象 红棕色气体消失，水位上升，最后水充满试管的2/3，无色气体充满试管的 1/3。 ②二氧化氮既有氧化性又有还原性。 ③二氧化氮的氧化性 在催化剂存在下，可用氨治理NO2的污染，请写出反应的方程式。 汽车尾气（含烃类、CO、NO和NO2等）治理的办法之一是在汽车排气管装上催化转化器，使NO或NO2与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，请写出NO2与CO转化的化学方程式。 ④二氧化氮的其他性质 四、 氮氧化合物溶于水的计算 任务1：请同学们分组实验氮氧化合物溶于水 【问题】请同学们分组进行实验，观察实验现象，分析实验中发生了哪些化学反应？如果要将注射器中的充分转化，可以采取什么措施？上述实验对工业上生产硝酸有什么启示？ 【学生实验】在一支的注射器里充入，观察颜色为无色，然后吸入水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器，无明显现象，说明难溶于水；打开弹簧夹，快速吸入空气后夹上弹簧夹，观察到无色气体变红棕色，说明与反应生成了；振荡注射器，红棕色变为无色，说明与水反应生成了。 【总结讲解】 三、氮氧化合物溶于水的计算 1.氮氧化合物溶于水的实验现象 实验操作 在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，观察颜色 无色 ，然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器 现象 无明显现象 结论 NO难溶于水 实验 操作 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 无色气体变红棕色,振荡后红棕色变为无色_ 结论 在一定条件下，NO和NO2可以相互转化。 任务2：请同学们分组讨论上述实验对工业生产硝酸有什么启示？ 【问题】分组进行实验，观察实验现象，分析实验中发生了哪些化学反应？如果要将注射器中的气体充分转化，可以采取什么措施？上述实验对工业上生产硝酸有什么启示？ 【学生答案】 1.分析实验中发生的化学反应：，。 2.讨论将注射器中的充分转化的措施：可以用注射器不断吸入空气，然后使注射器里的气体充分与水反应。 3.思考实验对工业生产硝酸的启示：硝酸工业常在吸收反应进行过程中，补充一些空气，使生成的被氧化成，溶于水又生成和，经过多次氧化和吸收，可以完全转化为，减少环境污染。 【问题】氮氧化物溶于水的计算有哪些类型？如何进行计算？ 【学生答案】 1.分析与同时通入水中的计算： 写出反应方程式：，。 推导总的化学方程式：将第一个反应方程式乘以，第二个反应方程式乘以，然后相加，得到。 2.分析和混合气体溶于水的计算： 【总结讲解】 三、氮氧化合物溶于水的计算 2.氮氧化物溶于水的计算方法 ⑴NO与O2同时通入水中 2NO+O2===2NO2 ① 3NO2+H2O===2HNO3+NO ② ①×3+②×2 总的化学方程式为 4NO+3O2+2H2O===4HNO3 ⑵NO2和O2混合气体溶于水的计算 3NO2+H2O===2HNO3+NO ① 2NO+O2===2NO2 ② ①×2+② 总的化学方程式为 4NO2+O2+2H2O===4HNO3 典例精讲 【例1】按图进行实验。试管中装有12 mL NO，然后间歇而又缓慢地通入8 mL O2，下列是有关最终状态的描述： ①试管内气体呈红棕色　②试管内气体呈无色　③试管内液面不变　④试管内液面上升　⑤试管内气体是O2　⑥试管内气体是NO。其中正确的是 ( ) A.①③ B.②④⑤ C.②④⑥ D.②③⑤ 【答案】C 任务3：请同学们观察氮及其化合物的“价-类二维图”并思考不同价态含氮物质如何转化？ 【问题】请同学们探讨不同价态含氮物质如何转化 【交互动画】氮及其化合物的“价-类二维图” 【总结讲解】 三、氮氧化合物溶于水的计算 3.氮有多种价态的氧化物 氧化物的化学式 N2O NO N2O3 NO2、N2O4 N2O5 氮元素的价态 +1 +2 +3 +4 +4 氮的氧化物的种类——它们都有毒，是大气污染物。 N2O5 和 N2O3属于酸性氧化物 一、氮气与氮的固定 1.氮元素在自然界中的存在形式 游离态：空气中N₂ 化合态：动植物体内蛋白质、土壤和海洋里的硝酸盐和铵盐 2.氮的固定 自然固氮：闪电、豆科植物根瘤菌 人工固氮：工业合成氨 3.氮的原子结构 位置：第二周期、第VA族 结构：最外层5个电子 化合价：＋1、＋2 、＋3 、＋4 、＋5 、－3 非金属性：比氧弱，比碳强 4.氮气的物理性质 颜色状态：无色气体 气味：无味 密度：与空气接近 溶解性：难溶于水 熔沸点：低 5.氮气的化学性质 ①稳定性：共价三键，难反应 用途：保护气 ②N2的还原性：和氧气反应 ③N2的氧化性：和氢气反应 ④N2的氧化性：和金属反应 2N2＋6Li ==2Li 3N 二、一氧化氮和二氧化氮 1.物理性质 氧化物 颜色 气味 毒性 状态 水溶性 收集方法 NO 无色 无味 有毒 气体 不溶 排水法 NO₂ 红棕色 刺激性气味 有毒 气体 易溶 向上排空气法 2.一氧化氮的化学性质 ①一氧化氮具有还原性，常温下，很容易与空气中的O2化合，生成二氧化氮。无色气体遇到氧气变为红棕色，检验一氧化氮气体。 ②一氧化氮具有氧化性，与CO、NH3反应，生成氮气。 汽车尾气催化转化装置，可将排放的废气（CO、NO）处理为可参与大气循环的气体。 3.二氧化氮的化学性质 ①二氧化氮溶于水的实验现象 红棕色气体消失，水位上升，最后水充满试管的2/3，无色气体充满试管的 1/3。 ②二氧化氮既有氧化性又有还原性。 ③二氧化氮的氧化性 在催化剂存在下，可用氨治理NO2的污染，请写出反应的方程式。 汽车尾气（含烃类、CO、NO和NO2等）治理的办法之一是在汽车排气管装上催化转化器，使NO或NO2与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，请写出NO2与CO转化的化学方程式。 ④二氧化氮的其他性质 三、氮氧化合物溶于水的计算 1.实验现象 NO难溶于水 NO和NO₂可相互转化 2.计算方法 NO与O₂：4NO+3O₂+2H₂O===4HNO₃ NO₂和O₂：4NO₂+O₂+2H₂O===4HNO₃ 3.氮有多种价态的氧化物 氧化物化学式 N₂O NO N₂O₃ NO₂、N₂O₄ N₂O₅ 氮元素价态 +1 +2 +3 +4 +5 1.属于人工固氮的化学反应是(　　) A. N2与 H2在一定条件下反应生成NH3 B. 由 NH3转变成 NH4HCO3 C. NO与 O2反应生成 NO2 D. 豆科植物的根瘤菌将氮的化合物转变成植物蛋白 【答案】A 2.下列关于NO和NO2的说法正确的是(　　) A．NO2是红棕色气体，易溶于水，属于酸性氧化物 B．NO2可由N2和O2直接化合得到 C．NO和NO2均既可以用排空气法收集又可以用排水法收集 D．NO和NO2在一定条件下可以相互转化 【答案】D 3.对3NO2＋H2O===2HNO3＋NO反应的下列说法正确是（ ） 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 C.NO2是氧化剂，H2O是还原剂 D.在反应中若有6 mol NO2参与反应时，有3 mol电子发生转移 【答案】A 4. 在一定条件下，将NO2和O2的混合气体12 mL通入足量水中，充分反应后剩余2 mL气体(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积为(　　) ①1.2 mL　 ②2.4 mL　 ③3 mL　 ④4 mL A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 【答案】D 5.同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的两种气体，它们是①NO和NO2，②NO2和O2，③NO和N2。现将3支试管倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，下列关系正确的是(　　) A．V1＞V2＞V3　　　　　B．V1＞V3＞V2 C．V2＞V3＞V1 D．V3＞V1＞V2 【答案】D 考点1氮气与氮的固定 1．（25-26高一·全国·假期作业）下列关于氮及其化合物的说法不正确的是 A．氮的固定是将N2转化成含氮化合物 B．氮元素在自然界中既有游离态又有化合态 C．氮气化学性质不如磷活泼，故氮元素非金属性弱于磷 D．N2既可作氧化剂又可作还原剂 【答案】C 【详解】A．氮的固定指将游离态氮气（）转化为含氮化合物的过程（如合成氨），故A正确； B．自然界中氮元素以游离态（如大气中的）和化合态（如硝酸盐、蛋白质）存在，故B正确； C．氮气化学性质稳定（因N≡N键能大），但氮元素的非金属性强于磷（二者处于同一主族，氮原子半径更小，得电子能力更强，如酸性强于），故C错误； D．中氮元素为0价，反应中可升高（如与生成NO，作还原剂）或降低（如与Mg生成，作氧化剂），故D正确； 故答案选C。 2．（25-26高一上·全国·随堂练习）氮元素在地球上含量丰富，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。下列叙述与氮的循环无关的是 A．豆科植物根部的根瘤菌能把空气中的氮气转变为硝酸盐 B．自然界中，氨是动植物遗体中的蛋白质腐败后的产物 C．为防止粮食、罐头、水果等食品腐烂，常用氮气作为保护气 D．在电闪雷鸣的雨天，N2与O2发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收 【答案】C 【详解】A．根瘤菌将氮气转化为硝酸盐，属于生物固氮，是氮循环的一部分，A不符合题意； B．动植物遗体腐败生成氨属于氨化作用，属于氮循环的一部分，B不符合题意； C．氮气作保护气仅利用其稳定性，未涉及氮的形态转化或循环过程，与氮循环无关，C符合题意； D．雷雨天氮气与氧气反应最终生成硝酸盐，属于自然固氮，是氮循环的一部分，D不符合题意； 故选C。 考点2 一氧化氮和二氧化氮 3．（24-25高一·全国·假期作业）下列关于一氧化氮的叙述正确的是 A．一氧化氮是一种红棕色气体 B．常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合 C．一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到 D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集 【答案】C 【详解】A．NO是一种无色气体，A错误； B．常温常压下，NO容易与氧气直接化合生成NO2，B错误； C．氮气和氧气在放电或高温条件下反应生成NO，C正确； D．NO难溶于水，可以用排水法收集，D错误； 故选C。 4．（24-25高一上·广东茂名·期中）下图所示为氮元素的价类二维图，图中列出了部分转化。 下列说法不正确的是 A．X的化学式为 B．转化①需要加还原剂才能实现 C．转化⑤的离子方程式可以表示为 D．转化④的反应方程式为 【答案】D 【分析】X为+2价含氮氧化物，故X为NO。 【详解】A．由分析可知，X的化学式为，A正确； B．转化①为氮气转化成氨气，N元素化合价降低，发生还原反应，需要还原剂，B正确； C．转化⑤为转化为，可以用，离子方程式为，C正确； D．转化④为转化成，反应方程式为，D错误； 故选D。 考点3氮氧化合物溶于水的计算 5．（22-23高一下·四川成都·阶段练习）在一支的注射器里充入，然后吸入水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器。设空气中氧气的体积分数为20%，下列说法错误的是 A．振荡后注射器活塞不移动 B．打开弹簧夹，快速吸入空气后夹上弹簧夹，充分振荡注射器，活塞停留在大约处 C．若将换为，完全反应需吸入约空气 D．若注射器中是和的混合气体，吸入水后充分振荡注射器，活塞停留在大约处 【答案】C 【详解】A． NO不溶于水也不与水反应，则容器内气体、液体体积不变，振荡后注射器活塞不移动，故A正确； B． NO与水不反应，有氧气存在，发生反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3，20mLNO反应需要15mL氧气，吸入15mL空气后，氧气不足，NO有剩余，，则15mL空气中氮气体积为12mL，氧气体积为3mL，反应消耗4mLNO，剩余16mL，则针筒内气体体积为12mL+16mL=28mL，还有5mL水，注射器活塞停留在33mL刻度附近，故B正确； C．若将换为，发生反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3，20mLNO2反应需要5mL氧气，则完全反应需吸入空气约，故C错误； D．若注射器中是和的混合气体，吸入水后充分振荡注射器，NO2能与水反应，3NO2+H2O=2HNO3+NO，产生，则针筒内NO气体体积为5mL+5mL=10mL，还有5mL水，注射器活塞停留在15mL刻度附近，故D正确； 答案选C。 （更多的见分层作业) / 学科网（北京）股份有限公司 $