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课件网) 专题7 氮与社会可持续发展 第一单元 氮的固定 自主预习·新知导学 合作探究·释疑解惑 课 堂 小 结 课标定位 素养阐释 1.通过分析氮的原子结构和N2的分子结构,能够推断氮气可能的化学性质,理解结构与性质的关系。 2.能够说出氮的固定的含义,能从科学的视角认识氮的固定对生活的意义。 3.能够从宏观与微观相结合的角度说出NO、NO2的主要性质和用途,感受化学变化的奇妙。 自主预习·新知导学 一、氮气 1.分子的结构。 2.存在。 在自然界中,绝大多数氮元素以游离态的氮气存在于空气中。 3.物理性质。 氮气是一种无色、无味的气体,约占空气总体积的78%。 4.化学性质。 一般认为,氮气分子是由两个氮原子通过共用三对电子结合而成的,氮气分子中存在氮氮三键,断开该化学键需要较多的能量,所以氮气分子很稳定。但在高温或放电等特殊条件下,也能与一些金属或非金属单质反应,生成含氮化合物。 【自主思考1】 金属镁在空气(不考虑空气中的二氧化碳)中燃烧可生成哪些产物 写出有关反应的化学方程式。 二、氮的固定 1.定义:将空气中游离态的氮转化为含氮化合物叫作氮的固定,简称固氮。 2.分类:氮的固定主要有自然固氮和人工固氮两种方式。 3.自然固氮。 (1)生物固氮。 自然界中的一些微生物种群(如豆科植物的根瘤菌)将空气中的氮气通过生物化学过程转化为含氮化合物(氨或铵态氮肥)作为自身的养分,约占自然固氮的90%。 (2)高能固氮。 通过闪电、火山爆发等途径产生含氮化合物,约占自然固氮的10%。 俗话说,“雷雨发庄稼”。其中的原理是:雷电发生时,N2与O2化合生成NO(化学方程式为N2+O2 2NO ),NO迅速被氧化为NO2(化学方程式为2NO+O2══2NO2 ),NO2溶于水生成HNO3(化学方程式为3NO2+H2O══2HNO3+NO ),HNO3与土壤中的矿物质作用生成硝酸盐, 可被植物吸收。 4.人工固氮———合成氨。 (1)工业合成氨的意义。 哈伯和博施等化学家经过无数次的失败和不懈努力,最终实现了合成氨,化学方程式为N2+3H2 2NH3。合成氨工业的成功,为植物生长提供足够的氮肥,使人类免受饥荒之苦。 (2)工业合成氨的措施: 三、NO和NO2 【自主思考2】 汽车尾气中含有CO、NO等多种污染物,已成为城市空气的主要污染源。汽车尾气中的NO是如何产生的 写出有关反应的化学方程式。 提示:汽车尾气中的NO是由空气中的氮气与氧气在内燃机中高温条件下反应生成的,N2+O2 2NO。 【自主思考3】 实验室中一般用什么方法收集NO和NO2 提示:NO微溶于水,所以实验室中一般用排水法收集NO。因为常温常压下NO与空气中的氧气发生反应生成NO2,因此不能用排空气法收集。 NO2的密度比空气的密度大,实验室中一般用向上排空气法收集NO2。因为NO2与水发生反应:3NO2+H2O══2HNO3+NO,因此不能用排水法收集。 【效果自测】 1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。 (1)实验室能用排空气法收集N2、NO和NO2。( ) (2)向一定容积的容器中充入1 mol N2和3 mol H2,充分反应能得到2 mol NH3。( ) (3)氮气可在氧气中燃烧生成NO。( ) (4)电闪雷鸣的雨天,雨水中含有一定量的硝酸,此时空气中可能发生的反应有N2+2O2 2NO2。( ) × × × × (5)除去NO中的NO2气体可以使混合气体通过蒸馏水。( ) (6)NO、NO2、N2O3、N2O5都属于酸性氧化物。( ) √ × 2.下列叙述与氮的固定无关的是( )。 A.工业上氮气与氢气化合生成氨气 B.工业上将氨转化为硝酸和其他含氮化合物 C.豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为含氮化合物 D.电闪雷鸣的雨天,空气中的氮气会与氧气发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收 答案:B 解析:氮的固定是指把空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。 3.下列关于NO和NO2的说法中正确的是( )。 A.NO2是红棕 ... ...
