专题7 专题整体教学设计与验收评价-【新课程学案】2025-2026学年高中化学必修第二册教师用书word（苏教版）

本讲义聚焦氮及其化合物性质这一核心知识点，通过微点判断澄清氮气固定、氮氧化物、氨气、铵盐及硝酸的关键性质，再经综合训练融会知识脉络，最终以课题活动实现迁移应用，构建从基础到综合再到实践的学习支架。 该资料以“微点判断-综合训练-课题探究”为主线，通过正误辨析培养科学思维，结合酸雨、雾霾等环境问题设计探究活动落实科学探究与实践，课中辅助教师高效教学，课后助力学生查漏补缺，强化知识应用与责任意识。

一、主干知识——在微点判断中澄清 1.下列有关氮气及其氧化物叙述的正误判断 (1)氮气与氢气合成氨属于氮的固定。 (√) (2)NO和NO2都可以用排水法收集。 (×) (3)酸雨主要由大气中的SO2和NO2溶于水而形成。 (√) (4)NO和NO2的颜色、气味、水溶性不同,但它们都是有毒的气体。 (√) (5)将盛满NO的试管打开塞子置于空气中,无色气体变为红棕色。 (√) (6)氮元素可形成五种价态的氧化物,其中+4价的有NO2和N2O4两种。 (√) 2.下列有关氨气、铵盐叙述的正误判断 (1)1 mol·L-1的氨水中c(NH3·H2O)为1 mol·L-1。 (×) (2)浓氨水与所有酸的反应过程均可产生白烟。 (×) (3)NH3的催化氧化与NO的氧化均为固氮反应。 (×) (4)氨水加热可以制NH3,说明NH3·H2O易分解。 (√) (5)可以用烧碱处理含高浓度N的废水并回收利用氨。 (√) (6)NH4Cl与Ca(OH)2混合加热可生成NH3。 (√) (7)因为NH4HCO3受热易分解,故可用作氮肥。 (×) (8)检验N时,往试样中加入NaOH溶液,微热,用湿润的蓝色石蕊试纸检验逸出的气体。 (×) 3.下列有关硝酸叙述的正误判断 (1)浓硝酸显黄色是因为含有NO2。 (√) (2)硝酸电离出的H+能被Zn、Fe等金属还原成H2。 (×) (3)硝酸与木炭的反应既表现出氧化性又表现出酸性。 (×) (4)常温下,向浓硝酸中投入铁片,会产生大量的红棕色气体。 (×) (5)硝酸可与Na2SO3反应制得SO2气体。 (×) (6)浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色。 (×) (7)在常温下,浓硫酸和浓硝酸与Fe和Al发生“钝化”,说明常温下浓硫酸和浓硝酸与Fe和Al都不反应。 (×) 二、综合思维——在知识融会中贯通 (一)氮的固定及氮的氧化物的性质 ①N2+3H22NH3 ②N2+O22NO ③2NO+O2===2NO2 ④3NO2+H2O===2HNO3+NO ⑤4NO+3O2+2H2O===4HNO3 　　[综合训练] 1.下列关于氮气的性质的说法中,错误的是 (　　) A.氮在自然界中既以游离态存在,也以化合态存在 B.通常条件下,氮气性质很不活泼 C.氮气可在氧气中燃烧生成一氧化氮 D.大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环 解析:选C　氮在自然界中存在游离态,如空气中的N2,也有化合态,如蛋白质中的氮,故A说法正确;氮气分子中两个氮原子之间以三键的形式存在,键能较大,因此通常条件下,氮气的性质很不活泼,故B说法正确;在放电或高温条件下,氮气能与氧气反应,故C说法错误;大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环,故D说法正确。 2.把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中,再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管,最后收集到的气体是 (　　) A.氧气　　　　　　　　 B.二氧化氮 C.二氧化氮和氧气 D.二氧化氮和一氧化氮 解析:选C　将少量NO2气体通入过量小苏打溶液中,发生的反应有3NO2+H2O===2HNO3+NO、HNO3+NaHCO3===NaNO3+CO2↑+H2O,假设二氧化氮为3 mol,3 mol二氧化氮和水反应生成2 mol硝酸和1 mol一氧化氮,2 mol硝酸和小苏打反应生成2 mol二氧化碳,2 mol二氧化碳和过氧化钠反应生成1 mol氧气,1 mol一氧化氮和0.5 mol氧气反应生成1 mol二氧化氮,所以剩余气体有二氧化氮和氧气,选C。 3.汽车尾气净化装置中的催化转化器,可将CO、NO、NO2和碳氢化合物等转化成无害的物质,有效降低尾气对环境的危害。下列有关说法不正确的是 (　　) A.催化转化器中的铂催化剂可加快CO氧化 B.铂表面做成蜂窝状更有利于提高催化效果 C.在铂催化下,NO、NO2可被CO还原成N2 D.碳氢化合物在铂催化下,被CO直接氧化成CO2和H2O 解析:选D　催化转化器中的铂催化剂可加快反应速率,A正确;铂表面做成蜂窝状增大与反应物接触面积,更有利于提高催化效果,B正确;在铂催化下,NO、NO2可被CO还原成N2,C正确;一氧化碳具有还原性,不能氧化碳氢化合物,D错误。 4.排入大气中的碳氢化合物和氮氧化物等一次污染物在阳光作用下发生光化学反应生成二次污染物,该二次污染物与一次污染物混合所形成的有害浅蓝色烟雾则为光化学烟雾(如图所示)。下列叙述错误的是 (　　) A.光化学烟雾是一种具有强氧化性和刺激性的烟雾 B.光化学烟雾的分散质只有一种 C.“O”是产生光化学烟雾的一种中间体 D.汽车尾气的大量排放可导致光化学烟雾的形成 解析:选B　由题图知,光化学烟雾中含硝酸和臭氧,故它是一种具有强氧化性和刺激性的烟雾,A正确;由题图知,光化学烟雾中含硝酸、醛类和臭氧,分散质有多种,B错误;由题图知,“O”生成后又消耗了,故它是产生光化学烟雾的一种中间体,C正确;汽车尾气含碳氢化合物和氮氧化物,由题干知,汽车尾气的大量排放可导致光化学烟雾的形成,D正确。 (二)氨气及铵盐的性质 ①N2+3H22NH3 ②NH3+H2ONH3·H2O ③NH3+HCl===NH4Cl ④2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 　　[综合训练] 5.(2025·南京高一期中检测)下列关于氨及铵盐的叙述中不正确的是 (　　) A.NH3极易溶于水 B.氨的喷泉实验体现了氨的溶解性和还原性 C.工业上可用氮气和氢气在一定条件下反应制氨气 D.铵盐遇碱易放出氨气 解析:选B　NH3在水中溶解度是1∶700(体积比),极易溶于水,故A正确;氨的喷泉实验体现了氨的溶解性大的性质,与还原性无关,故B错误;工业上可用氮气和氢气在高温、高压、催化剂的条件下反应制氨气,故C正确;铵盐遇碱在加热的条件下,易放出氨气,故D正确。 6.一种盐X与烧碱混合共热,可放出无色气体Y,Y经一系列氧化后再溶于水可得Z溶液,Y和Z反应又生成X,则X是 (　　) A.(NH4)2SO4 B.NH4NO3 C.NH4Cl D.NH4HCO3 解析:选B　一种盐与烧碱混合共热,可放出无色气体Y,则Y为NH3,氨气经一系列氧化后的产物再溶于水可得Z溶液,Z溶液为HNO3溶液,Y和Z溶液反应又可生成X,则盐X是硝酸铵,故选B。 7.某化学兴趣小组为了制取并探究氨气的性质,按下图装置进行实验,制取氨气的原理:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,下列说法不正确的是 (　　) A.装置B中的干燥剂可以是P2O5 B.装置C中的试纸不变色,D中试纸变蓝色 C.在装置E中滴入几滴浓盐酸会出现白烟 D.装置F中的漏斗能起防倒吸作用 解析:选A　氨气为碱性气体,应选择碱性干燥剂碱石灰,不能用P2O5,故A错误;氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,所以D中颜色发生变化,C中的试纸不变色,故B正确;装置E中因有氨气,当滴入几滴浓盐酸时会生成氯化铵晶体,产生白烟,故C正确;因为氨气极易溶于水,所以F中吸收氨气时用倒扣漏斗来防倒吸,故D正确。 8.下列装置用于实验室制氨气或验证氨气的化学性质,其中能达到实验目的的是 (　　) A.用装置甲制取氨气 B.用装置乙除去氨气中的水蒸气 C.用装置丙验证氨气具有还原性 D.用装置丁吸收尾气 解析:选C　实验室采用装置甲制取氨气时,分液漏斗中盛装浓氨水,圆底烧瓶中盛放氢氧化钠固体或生石灰,题图所示药品使用不正确,不能用来制取氨气,A项错误;氨气与浓硫酸反应生成硫酸铵,不能用浓硫酸干燥氨气,B项错误;丙装置中发生反应:2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O,可以验证氨气具有还原性,C项正确;氨气与水直接接触,会发生倒吸,D项错误。 (三)硝酸 ①Cu+4HNO3(浓) ===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O ②3Cu+8HNO3(稀) ===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O ③4NO2+O2+2H2O===4HNO3 　　[综合训练] 9.下列有关硝酸的说法正确的是 (　　) A.工业硝酸的质量分数约为69%,常因溶有少量NO而略显黄色 B.硝酸是一种氧化性很强的酸,可以与金、铂等金属反应 C.将木炭放入浓硝酸中,可立即观察到有气泡生成 D.工业制备硝酸第三步为用水吸收二氧化氮生成硝酸 解析:选D　工业硝酸的质量分数约为69%,常因溶有少量NO2而略显黄色,而不是NO,故A错误;硝酸是一种氧化性很强的酸,可以和很多金属(除金、铂)反应,故B错误;将木炭放入浓硝酸中,由于木炭的活泼性较弱,反应速率很慢,不能立即观察到有气泡生成,中学阶段一般理解为要加热才反应,故C错误;工业制备硝酸第三步为用水吸收二氧化氮生成硝酸,发生3NO2+H2O===2HNO3+NO反应,故D正确。 10.下列叙述正确的是 (　　) A.FeO与稀硝酸的反应属于复分解反应 B.常温下Fe与浓硝酸不反应 C.铜片与浓硝酸发生反应的离子方程式:Cu+N+4H+===Cu2++NO2↑+2H2O D.向Fe(NO3)2稀溶液中加入盐酸发生反应的离子方程式:3Fe2++4H++N===3F+NO↑+2H2O 解析:选D　A不正确,FeO与稀硝酸的反应,表现硝酸的氧化性和酸性,因此该反应属于氧化还原反应;B不正确,浓硝酸使Fe钝化属于氧化还原反应;C不正确,离子方程式中电荷和原子不守恒;D正确,在酸性条件下Fe2+被N氧化。 11.(2025·深圳高一开学考试)将铜丝插入浓硝酸中进行如图所示的实验,下列说法正确的是 (　　) A.装置a中出现红棕色气体,只体现HNO3的酸性 B.一段时间后抽出铜丝,向装置b中U形管内注入水,液体在U形管内逐渐变成蓝色 C.注入水后装置b中铜片表面产生气泡,说明Cu与硝酸生成H2 D.装置c用NaOH吸收尾气,说明NO和NO2均是酸性氧化物 解析:选B　Cu和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮,所以浓硝酸体现酸性和氧化性,故A错误;装置a中出现的红棕色NO2气体进入b中,向装置b中U形管内注入水,二氧化氮与水反应:3NO2+H2O===2HNO3+NO,铜与生成的稀硝酸反应生成硝酸铜,液体在U形管内逐渐变成蓝色,故B正确;Cu与稀硝酸反应生成NO,不会生成氢气,故C错误;NO和NO2均是不成盐氧化物,不是酸性氧化物,故D错误。 三、迁移应用——在课题活动中践行 课题活动　氮元素的相互转化 　　随着科学技术的进步和工农业生产的发展,人类开发和利用自然资源的规模越来越大,化石燃料的消耗量急剧增加,化学合成氮肥的量逐渐上升,豆科植物的种植面积也在陆续扩大,人类的固氮量大大增加,这一趋势虽然有助于农产品产量的提高,但也会给全球生态环境带来压力,其中酸雨、光化学烟雾、雾霾、水体富营养化等环境问题都与氮元素的排放有关。以氮元素的相互转化为主线,融会贯通本专题的相关知识,提高学生迁移运用能力。 探究目标(一)　氮的氧化物及硝酸 　　酸雨根据其成分分为硫酸型酸雨和硝酸型酸雨。硝酸型酸雨主要是人类活动产生的二氧化氮和一氧化氮气体在空气中形成硝酸而产生的。硝酸是强氧化性酸,不但具有酸的通性,还能与一些平常不与酸反应的物质发生氧化还原反应,造成土壤中的养分流失并酸化。 1.工业上用水吸收NO2生产HNO3,生成的气体经多次氧化、吸收的循环操作而充分转化为硝酸(假定上述过程无其他损失)。该过程中所发生的反应是什么? 提示:4NO2+O2+2H2O===4HNO3。 2.为了证明NO也可以与氧气和水共同反应生成HNO3,该小组同学设计了如图所示装置(有关夹持装置已略去)。 (1)检查装置气密性良好后,为观察到NO气体生成,打开K1,关闭K2,应从U形管的长管口注入稀硝酸至U形管右侧胶塞下沿后,迅速关闭K1,观察到U形管内出现什么现象? 提示:U形管左端液面高于右端,铜丝慢慢溶解,溶液逐渐变蓝,产生无色气体。 (2)蘸NaOH溶液的棉花团的作用是什么? 提示:吸收氮的氧化物防止污染环境。 (3)打开K2,至装置Ⅱ中长玻璃管中的气体呈无色后,打开K3,反应一段时间后,长玻璃管中并未充满液体。如何设计简单方法检验长玻璃管中的气体是否含NO? 提示:再打开K3,若观察到长玻璃管中气体迅速变为红棕色,则证明余气含NO;若无颜色变化,则证明不含NO。 3.若要证明浓硝酸有强氧化性,某实验小组按如图所示装置将铜片置于具支试管的底部,在分液漏斗中加入约5 mL蒸馏水,往具支试管中放入约2 mL浓硝酸,用排水法收集产生的气体。 实验中观察到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象有哪些? 提示:铜与浓硝酸反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓) ===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,实验中具支试管中溶液变蓝,且有红棕色气体产生。 4.上述反应完成后,欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性,紧接的简便、合理的实验操作是什么? 提示:向试管中加水将浓硝酸稀释后,可以继续进行铜与稀硝酸反应的实验,这样可以利用Cu与浓硝酸反应产生的NO2排出具支试管中的空气,有利于观察铜与稀硝酸反应的产物。 探究目标(二)　氨气及铵盐的性质 　　水体富营养化指的是水体中N、P等营养元素含量过多而引起的水质污染现象。其实质是由于营养元素的输入输出失去平衡性,从而导致水生态系统物种分布失衡,单一物种疯长,破坏了系统的物质与能量的流动,使整个水生态系统逐渐走向灭亡。 1.铵盐与碱生成氨气,实验室中利用如图所示的装置进行氨气的制备。 (1)A中所发生的反应是什么? 提示:实验室用氯化铵晶体与氢氧化钙反应制备氨气,反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。 (2)如何证明氨气已集满? 提示:实验室常用湿润的红色石蕊试纸检验氨气是否收集满,过程为将湿润的红色石蕊试纸靠近C中右侧的导管口,试纸变成蓝色。 2.含氮废水会加速藻类和其他浮游生物的大量繁殖,使水质恶化。利用微生物对含氮废水进行处理的流程如下: 蛋白质NH3HNO2HNO3N2 (1)过程Ⅲ发生化合反应的化学反应是什么? 提示:过程Ⅲ中亚硝酸与氧气在硝化菌作用下反应生成硝酸,反应的化学方程式为2HNO2+O22HNO3。 (2)根据图1和图2,推断使用亚硝化菌的最佳条件是什么? 提示:根据图1可知当pH=8时,N的生成率最大;由图2可知当温度为32 ℃时,N的生成率最大,因此使用亚硝化菌的最佳条件为pH=8,温度为32 ℃。 (3)利用微生物处理含氮废水的优点有哪些? 提示:分析微生物对含氮废水进行处理的流程可知,微生物处理含氮废水的优点为反应条件温和、过程中使用的物质无毒无害、最终产物无污染。 探究目标(三)　含氮化合物的污染及消除方法 　　雾霾,是雾和霾的组合词。雾霾常见于城市,中国不少地区将雾并入霾一起作为灾害性天气现象进行预警预报,统称为“雾霾天气”。雾霾是特定气候条件与人类活动相互作用的结果,高密度人口的经济及社会活动必然会排放大量细颗粒物(PM2.5),一旦排放超过大气循环能力和承载度,细颗粒物浓度将持续积聚,此时如果受静稳天气等影响,极易出现大范围的雾霾。 1.雾霾的形成机理 某地区大气颗粒物中部分物质在霾日和非霾日的质量浓度年平均值如下表所示。 浓度/ (μg·) N S N SO2 NH3 HNO2 HNO3 霾日 26.80 29.05 19.16 22.99 6.78 4.19 1.54 非霾日 13.58 17.69 9.93 28.17 5.72 3.30 1.70 (1)推测SO2和NOx污染物在大气中可能发生哪些变化? 提示:对比表中数据可知,污染物SO2转化为S,NOx转化为N、HNO2、HNO3。 (2)研究发现,过度使用氮肥,会加剧雾霾的形成。请分析原因。 提示:过度使用氮肥,挥发到大气中的NH3与硫酸、硝酸生成盐,形成的无机颗粒物会加剧霾的形成。 2.雾霾消除方法 (1)中科院大气研究所研究员张仁健课题组与同行合作研究发现,北京地区PM2.5有6个重要来源,其中,汽车尾气和燃煤分别占4%、18%。用于净化汽车尾气的反应为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g),但是该反应进行得很慢。下列哪些说法是错误的? ①装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或CO ②提高尾气净化效率的常用方法是升高温度 ③提高尾气净化效率的最佳途径是使用高效催化剂 提示:①②错误。由于该反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,所以装有尾气净化装置的汽车排出的气体中也含有一定量的NO和CO,①错误;尾气温度已经很高,再升高温度,反应速率提高有限,且消耗更多能源,意义不大,②错误;上述反应很慢,所以有必要研制高效催化剂以提高反应速率,解决反应极慢的问题,有利于尾气的转化,③正确。 (2)目前科学家也在尝试用Cu+作催化剂,将汽车尾气中NO2转化为无毒的N2,其原理如图所示。 ①该过程中,哪种物质是还原剂? 提示:该过程发生的反应为6NO+3O2+2C2H43N2+4CO2+4H2O。该反应中,C元素的化合价升高,被氧化,所以还原剂是C2H4。 ②若某辆汽车的NO排放为0.09 g·km-1,则该车行驶100 km,完成上述转化理论上需消耗乙烯(C2H4)的质量为多少? 提示:NO排放量为0.09 g·km-1,则该车行驶100 km,排放的NO为9 g,即0.3 mol,消耗的乙烯为0.1 mol,质量为2.8 g。 [素养训练] 1.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.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体,是酸雨的主要成因 B.汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5 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 解析:选D　SO2是无色气体,A错误;汽车尾气中含有氮氧化物、一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、含铅化合物、固体颗粒物等,B错误;植物不能直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料,C错误;石灰(CaO)可与SO2反应生成CaSO3,进一步生成CaSO4,故可采用石灰法脱除工业废气中的SO2,D正确。 2.现已确认,NOx的排放是造成酸雨及光化学烟雾的罪魁祸首,如图表示了我国某地区在1959~2019年间,空气中NOx含量因燃料燃烧、工业生产、交通运输以及其他因素的影响而发生变化的统计数据。 (1)结合上图数据,判断下列说法正确的是　　　(填字母)。  A.在交通运输中排放的NOx与燃料的不充分燃烧有关 B.1 mol氮氧化物(NOx)形成酸雨时转移电子(5-2x)mol C.N2转化为NO的过程不属于氮的固定 D.随着汽车工业的发展,交通运输的NOx排放量所占比重在逐渐增大 (2)汽车尾气中常常含有CO、NOx等气体,为减轻污染,现代汽车都加装了“三效催化净化器”,可将汽车尾气中的有毒气体处理为无污染的气体(假设CO、NOx均不能完全转化)。某小组在实验室模拟汽车尾气处理,设计了如图所示装置(部分仪器已略去)。 ①装置(Ⅲ)的主要作用是 ; 在反应过程中装置(Ⅳ)中可观察到的现象是 　　　　　　　　　　。  ②加热停止后,打开旋塞K,放入适量氧气时,装置(Ⅱ)中可观察到的现象是 　。 ③该套装置中有不完善之处,还应在装置(Ⅳ)后增加　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)工业上常用碱液来吸收NOx,有关的化学反应为①NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O,②2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O。现有一定条件下a mol NO2和b mol NO的混合气体恰好被200 mL NaOH溶液完全吸收,则a、b应满足的关系为　　　　　　　,NaOH溶液的物质的量浓度为　　　　　mol·L-1。  解析:(1)交通运输主要使用的燃料为汽油等化石能源,燃烧不充分释放出的主要是CO,而不是NOx,A项错误;NOx形成酸雨可表示为4NOx+(5-2x)O2+2H2O===4HNO3,1 mol NOx转移电子(5-2x)mol,B项正确;N2转化为其化合物的过程是氮的固定,C项错误;根据题图,随着汽车工业的发展,交通运输所产生的NOx逐渐增加,D项正确。(2)①CO和NO在催化剂和加热条件下转化为N2和CO2,CO2与澄清石灰水反应生成CaCO3,所以装置(Ⅲ)的主要作用是检验CO是否转化为CO2;由于有部分CO没有转化为CO2,装置(Ⅳ)中CO会与CuO反应生成Cu,黑色粉末变红。②由于有部分NO没有转化为N2,向装置中通入氧气时,装置(Ⅱ)中的NO与O2反应生成红棕色的NO2气体。③尾气中仍残留有未反应的CO、NO气体,所以应增加尾气处理装置。(3)根据题中反应可知,NO2和NO的物质的量之比应大于等于1∶1,NO气体才能反应完全,故a≥b,参与反应①的NaOH的物质的量为2b mol,与NO2单独反应的NaOH的物质的量为(a-b)mol,故c(NaOH)=(2b+a-b)mol÷0.2 L=5(a+b)mol·L-1。 答案:(1)BD　(2)①检验CO是否转化为CO2　黑色粉末变红　②出现红棕色气体　③尾气处理装置　(3)a≥b　5(a+b) 学科网（北京）股份有限公司 $