5.2.1氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮 课件 2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

第二节　氮及其化合物 第1课时　氮气与氮的固定 　一氧化氮和二氧化氮 第五章　化工生产中的重要非金属元素 1 2 问题式预习 01 3 4 小 难 5 6 无 红棕 7 8 任务型课堂 02 任务一 任务二 9 任务型课堂 [探究活动] 　　氮气是一种无色无味的气体，是空气的主要成分之一。下图表示的是氮气的部分用途。 氮的固定及氮的氧化物 第1课时　氮气与氮的固定　一氧化氮和二氧化氮 活动1　为什么氮气的化学性质很稳定？ 提示：氮气分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合，断开该化学键需要较多的能量，因此氮气的化学性质很稳定。 活动2　利用氮气作灯泡填充气和粮食的保护气的理论依据是什么？ 提示：氮气的化学性质稳定，不易发生反应，利用氮气作灯泡填充气和粮食的保护气，可起到隔绝空气、防止氧化的作用。 活动3　什么是氮的固定？氮的固定过程中氮元素一定被氧化吗？举例说明。 提示：氮的固定是指将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。氮的固定过程中氮元素不一定被氧化，如合成氨反应中氮气被还原。 1．下列不属于氮的固定的是(　　) A．雷电作用下N2转化为NO B．将汽车尾气中的CO和NO在催化剂作用下转化为N2和CO2 C．工业合成NH3 D．豆科植物的根瘤菌将N2转化为含氮化合物 B　解析：雷电作用下N2转化为NO是将氮的单质转化为氮的化合物，属于氮的固定，故A正确；将汽车尾气中的CO和NO催化转化为N2和CO2，是将氮的化合物转化为氮的单质，不属于氮的固定，故B错误；工业合成NH3是将氮的单质转化为氮的化合物，属于氮的固定，故C正确；豆科植物的根瘤菌将氮气转化为含氮的化合物，属于氮的固定，故D正确。 13 2．硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注。下列说法正确的是(　　) A．汽车尾气中的NO主要来自汽油、柴油的燃烧 B．汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM C．植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定 D．工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除 14 D　解析：汽车尾气中的NO主要是由汽车气缸中氮气和氧气在高温下反应生成的，与汽油、柴油的燃烧无关，A错误；汽车尾气的主要大气污染物为C与N的氧化物，如NOx和CO等，B错误；氮的固定是指将游离态的氮元素转化为化合态，且植物可吸收土壤中的铵根离子或硝酸根离子作为肥料，不能直接吸收空气中的氮氧化物，C错误；工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除，如加入石灰石或石灰乳均可进行脱硫处理，D正确。 3．下列关于一氧化氮的叙述错误的是(　　) 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 A　解析：NO 是一种无色、难溶于水的气体,可以用 排水法收集.常温常压下,NO 容易与氧气直接化合生成 NO２。 4．下列关于N2的说法错误的是(　　) A．通常情况下N2的化学性质很稳定，所以N2可在电焊时作保护气 √ 氮气的分子结构与性质 氮气的化学性质很稳定，但在一定条件下可发生反应，既能表现出氧化性又能表现出还原性。 20 21 22 23 24 25 2．如图所示，在注射器里吸入20 mL NO，然后吸入5 mL水。若再吸入6 mL O2 ，夹住弹簧夹，让内外大气压相同，观察现象。下列说法正确的是(　　) A．可观察到注射器内气体由无色变成红棕色，最后变成无色 B．可观察到注射器的活塞缓缓向右移动 C．最终剩余气体体积约为19 mL D．所得HNO3溶液的浓度约为0.07 mol·L－1 √ 28 29 4．按下图进行实验，试管内装有12 mL NO，然后间歇而缓慢地通入8 mL O2，下列有关实验最终状态的描述正确的是(　　) A．试管内气体呈红棕色 B．试管内气体为无色的NO C．试管内气体为无色的O2 D．试管内液面上升至充满整个试管   30 31 32 33 THANK YOU! 34 学习任务目标 1．通过分析氮的原子结构，推断含氮物质可能具有的化学特性，理解结构与性质的关系。 2．通过实验探究，理解一氧化氮与氧气反应、二氧化氮与水反应等性质，感受化学变化的奇妙。 一、氮气与氮的固定 1．氮元素的存在与氮的固定 2．氮气的性质 (1)物理性质 无色、无臭气体，密度比空气略__，__溶于水。 (2)化学性质 ①与氧气反应：____________________________。 ②与氢气反应：________________________。 ③与镁反应：__________________________。 N2＋O2 eq \o(=============,\s\up17(放电或高温))2NO 3Mg＋N2 eq \o(=====,\s\up17(点燃))Mg3N2 二、氮的氧化物 1．氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。 2．NO和NO2性质的比较 性质 NO NO2 物理 性质 颜色 __色 ____色 溶解性 不溶于水 易溶于水 性质 NO NO2 化学 性质 与O2反应 2NO＋O2===2NO2 不反应 与H2O反应 不反应 3NO2＋H2O=== ________________ 毒性 有毒 有毒 2HNO3＋NO 氮的氧化物溶于水的计算 [探究活动] 工业废气NO、NO2是造成大气污染的气体之一。某学习小组为了研究氮的氧化物在水中的溶解，设计了如下实验： 将充满NO2、NO的试管分别倒置于盛有水的水槽中，并通过导管通入少量的氧气。 活动1：图1试管中观察到的实验现象是什么？NO2与O2的体积满足怎样的比例，才能使NO2完全转化成HNO3? 提示：红棕色气体逐渐变为无色，试管内液面上升，持续通入适量O2，试管内可充满水。当V(NO2)∶V(O2)＝4∶1时，NO2完全转化成HNO3。 活动2：图2试管中观察到的实验现象是什么？NO与O2的体积满足怎样的比例，才能使NO完全转化成HNO3? 提示：无色气体先变成红棕色，后逐渐变为无色，试管内液面上升，持续通入适量O2，试管内可充满水。当V(NO)∶V(O2)＝4∶3时，NO完全转化成HNO3。 [评价活动] 1．四支试管中分别充满NO、SO2、NO2、Cl2中的一种，把它们分别倒置于盛有水的水槽中，放置一段时间后的现象如图所示。其中原试管充满NO2的是(　　) B　解析：根据化学方程式3NO2＋H2O===2HNO3 ＋NO可知，剩余气体是反应前的 eq \f(1,3)，故B项正确；NO、 Cl2不溶于水，对应D项；SO2对应A项。 3．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(　　) A．1.2 mL B．2.4 mL C．3 mL D．10 mL A　解析：根据化学方程式：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，若剩余的气体是O2，则V(NO2)＝ eq \f(4,5)×(12－2)mL＝8 mL，V(O2)＝12 mL－8 mL＝4 mL；若剩余的气体是NO(2 mL)，则与O2反应后剩余 6 mL NO2，则V(O2)＝ eq \f(1,5)×(12－6)mL＝1.2 mL。 NOx与O2混合气体溶于水的计算 (1)4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 V(NO2)∶V(O2) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(＝4∶1恰好完全吸收,<4∶1剩余气体为O2,>4∶1剩余气体为NO)) (2)4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 V(NO)∶V(O2) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(＝4∶3恰好完全吸收,<4∶3剩余气体为O2,>4∶3剩余气体为NO)) $