专题7 第一单元 氮的固定-【金版新学案】2025-2026学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义教师用书word（苏教版）

第一单元　氮的固定

[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。　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。　3.认识人工固氮的化学原理和社会价值，体会化学科学在解决人类社会面临的粮食危机中所发挥的重要作用。

任务一　氮分子的结构

1.氮元素的存在

在自然界中，氮元素既有游离态，也有化合态，但绝大部分氮元素以游离态的氮气存在于空气中。

2.氮气的结构与性质

(1)分子结构

氮气分子的电子式和结构式分别为N︙︙、N≡N。

(2)物理性质

(3)化学性质

破坏氮气分子中氮原子之间的共价键需要很大的能量，所以氮气分子很稳定。但在高温或放电等特殊条件下，氮气分子获得了足够多的能量，也能与一些金属或非金属单质发生反应，生成含氮化合物。

①氮气能与氧气在放电条件下直接化合，化学方程式为N2＋O22NO。

②氮气能与氢气反应，化学方程式为N2(g)＋3H2(g)ひ2NH3(g)。该反应是工业合成氨的反应原理。

[交流研讨]　氮气是一种无色无味的气体，是空气的主要成分。在标准大气压下，冷却至－195.8 ℃时，气态氮变成没有颜色的液体，冷却至－209.8 ℃时，液态氮变成雪状的固体。氮气的化学性质不活泼，常被用来制作防腐剂。但在高温、高能量条件下可与某些物质发生化学变化，用来制取对人类有用的新物质。

(1)请你根据上图推测：氮气为什么可以用作粮食瓜果的保护气？

提示：氮气性质稳定，氮气作保护气，以隔绝粮食瓜果与氧气的接触，可以减慢粮食瓜果被氧气氧化变质的速率。

(2)与同学交流或查阅资料，分析液氮用于医疗手术的原理是什么。

提示：液氮挥发吸收热量，使温度迅速下降。通过极速冷冻将病区细胞迅速杀死，使病区恢复正常。

(3)写出合成氨反应的化学方程式，并分析反应中的氧化剂、还原剂。

提示：N2＋3H2ひ2NH3，氧化剂是氮气，还原剂是氢气。

　　氮元素有多种化合价，N2中氮元素为0价，处于中间价态，故N2既有氧化性，又有还原性。

1.在空气中N2能大量存在的根本原因是(　　)

A.N2的密度比空气小

B.N2难溶于水

C.N2分子含有共价三键

D.N2是无色无味气体

答案：C

解析：N2分子含有共价三键，破坏氮气分子中的共价三键需要很大的能量，故化学性质很稳定，是能在空气中大量存在的根本原因，答案选C。

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可用作生产氮肥的原料

C.N2可用浓硫酸或碱石灰干燥

D.N2可用排空气法收集

答案：D

解析：N2是一种无色、无味的气体，A正确；N2可与H2反应生成氨气，NH3可用于生产氮肥，B正确；N2与浓硫酸和碱石灰都不反应，可用它们干燥，C正确；N2的密度与空气接近且比空气略小，不能用排空气法收集，D错误。

3.下列有关氮气的说法错误的是　　　　(填字母)。

a.氮气在通常情况下不燃烧，也不支持燃烧，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，工业上用其替代稀有气体作焊接金属的保护气

d.在高温高压、催化剂条件下与氢气反应时，氮气作还原剂

e.金属镁在空气(忽略空气中二氧化碳)中燃烧，产物只有氧化镁

答案：de

解析：氮气的化学性质很稳定，在通常情况下不燃烧，也不支持燃烧，不能供给呼吸，a项正确；液氮汽化吸热，可用于制造低温环境，b项正确；氮气的化学性质很稳定，可用作焊接金属的保护气，c项正确；氮气与氢气生成氨气的反应中，N的化合价