7.1 氮的固定 【学习目标】 1.能依据氮分子的微观结构预测其性质。 2.了解氮气的性质和氮的固定,认识氮气在生产生活中的应用。 3.了解一氧化氮、二氧化氮的主要性质,认识它们之间转化的价值。 【合作探究】 【学习情境】 在新疆和青海交界处有一狭长山谷,每当牧民和牲畜进入后,风和日丽的晴天顷刻间电闪雷鸣,狂风大作,人畜往往遭雷击倒下,奇怪的是这里的牧草茂盛、四季常青,被当地牧民称为“魔鬼谷”。你知道“魔鬼谷”牧草茂盛、四季常青的原因吗 任务1 氮分子的结构和性质 【新知生成】 一、氮气的结构 1.电子式: ,结构式: 。 2.破坏氮气分子中氮氮三键需要 的能量,所以氮气分子 ,化学性质 。 二、氮气的性质 1.物理性质 通常状况下,氮气是 色 味的气体,难溶于水,密度略 空气。 2.化学性质 在 或 等特殊条件下,氮气能与一些金属或非金属单质发生反应,生成含氮化合物。 【答案】一、 1.︰N N︰ N≡N 2.很大 很稳定 很不活泼 二、 1.无 无 小于 2.高温 放电 【核心突破】 典例1 氮元素在海洋中的循环,是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用下图表示。下列说法正确的是( )。 A.N2易溶于水 B.N2的结构式为︰N≡N︰ C.④的离子方程式为3N+4O2N+2H++N2O+5H2O D.反硝化作用可实现从化合态氮向游离态氮的转化 【答案】D 【解析】N2难溶于水,A项错误;N2的结构式为N≡N,B项错误;④的离子方程式为4N+5O22N+N2O+6H++5H2O,C项错误。 【归纳总结】 N2分子结构稳定,化学性质不活泼,常见的反应有: 1.3Mg+N2Mg3N2 2.3H2+N22NH3 3.N2+O22NO 训练1 实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2的装置如图所示(夹持和加热装置略 下列说法正确的是( )。 A.装置A、B中可依次加入浓硫酸、NaOH溶液 B.若去掉装置C,对产品纯度无影响 C.实验时应先加热C,通入一段时间空气后再加热D D.E中碱石灰的作用是吸收尾气 【答案】C 【解析】要制备氮化镁,需要除去空气中的氧气、CO2和水蒸气,则装置A、B中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸,A项错误;若去掉装置C,镁与氧气反应生成氧化镁,对产品纯度有影响,B项错误;实验时,应先加热C,通入一段时间空气除去氧气,然后再加热D,C项正确;装置E中碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置D与镁粉反应,D项错误。 任务2 氮的固定 【新知生成】 一、概念 将空气中 转化成 叫作氮的固定,简称固氮。 二、分类 氮的固定主要有 和 两种方式。 三、途径 1.生物固氮:N2NH3(或 态氮肥) 2.高能固氮:N2 ———…→硝酸盐 3.人工固氮:N2 【答案】游离态的氮 氮化合物 自然固氮 人工固氮 铵 NO NH3 【核心突破】 典例2 下列反应属于氮的固定的是( )。 ①N2和H2在一定条件下合成NH3 ②NO2和H2O反应生成HNO3和NO ③Mg在N2中燃烧生成Mg3N2 ④NO被空气氧化为NO2 A.①② B.②③ C.①③ D.①④ 【答案】C 【解析】氮的固定是将游离态的氮转化为含氮化合物,①③符合题意。 【归纳总结】 固氮,游离态氮转变为化合态氮的过程包括: 训练2 中国科学院科研团队研究发现,在常温常压和可见光下,基于LDH(一种固体催化剂)合成NH3的原理如图所示。下列说法不正确的是( )。 A.该过程将太阳能转化成为化学能 B.消耗18 g水时,将生成11.2 L O2 C.该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3 D.该过程属于氮的固定 【答案】B 【解析】由图可知,该过程是将太阳能转化成化学能,A项正确;该反应的化学方程式为2N2+6H2O4NH3+3O2,每消耗18 g水,将生成0.5 mol O2,但是没有指明是标准状况,因此O2的体积不一定是11.2 L,B项错误;反应中N元素的化合价由0变为-3,化合价降低,O元素的 ... ...
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