基础课时4 氮及氮的氧化物 学习目标 1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解N2、NO和NO2的主要性质。2.能从物质类别和氮元素化合价的角度认识氮氧化物的性质与转化。3.认识N2、NO和NO2在生产中的应用和对生态环境的影响。 一、氮气与氮的固定 (一)知识梳理 1.氮原子结构和氮元素的存在 (1)氮原子的“位、构、性” (2)氮元素在自然界中的存在 2.氮气的性质 (1)物理性质 颜色 密度 气味 溶解性 无 比空气略小 无 难溶于水 (2)化学性质 ①稳定性 氮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,所以氮气的化学性质很稳定,通常情况下很难与其他物质发生化学反应。 ②氮气的常见反应:在高温、放电等条件下,氮气也可以与镁、氧气、氢气等物质发生化合反应(写出化学方程式)。 还原性:N2+O22NO。 氧化性:3Mg+N2Mg3N2、 N2+3H22NH3。 3.氮的固定 (1)氮的固定:将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。 (2)类型 自然固氮 大自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气转化为含氮的化合物 通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨 人工固氮 人类则通过控制条件,将氮气氧化或还原为氮的化合物,如工业合成氨 4.氮的循环 (二)归纳总结 1.氮气的性质:氮元素常见化合价有-3、0、+2、+4、+5价等;氮气中氮元素呈0价,处于中间价态,故氮气既有氧化性(与H2、镁等反应),又有还原性(与O2等反应)。 2.氮的固定:将游离态的N2转化为化合态含氮物质的过程,实现了氮元素化合价的升高或降低,体现了氮气的还原性或氧化性。 1.下列关于氮气性质的说法中正确的是 ( ) A.点燃条件下,N2在氧气中燃烧生成NO B.点燃时,N2与金属Mg反应生成Mg3N2,N2作还原剂 C.合成氨反应中,N2发生氧化反应 D.氮气的化学性质稳定,其原因是两个氮原子之间以共价三键结合 答案 D 解析 A项,氮气与氧气在放电或高温条件下生成一氧化氮;B项,点燃时,N2与金属Mg反应生成Mg3N2,N2得电子化合价降低作氧化剂;C项,合成氨反应中,N2得电子化合价降低发生还原反应;D项,氮气的化学性质稳定,其原因是两个氮原子之间以共价三键结合,键能大,不易断裂,物质化学性质稳定。 2.氮是各种生物体生命活动不可缺少的重要元素,氮的循环为生物体提供氮元素。下列过程不属于氮的固定的是 ( ) A.根瘤菌把氮气转化为氨 B.氮气和氢气在适宜条件下合成氨 C.镁在氮气中燃烧 D.工业上用氨和二氧化碳合成尿素 答案 D 解析 A项,氮由游离态转化为化合态,属于氮的固定,根瘤菌把氮气转化为氨,属于氮的固定;B项,氮气和氢气在适宜条件下合成氨,氮由游离态转化为化合态,属于氮的固定;C项,镁在氮气中燃烧,生成氮化镁,氮由游离态转化为化合态,属于氮的固定;D项,工业上用氨和二氧化碳合成尿素,属于不同化合态的氮之间的转化,不属于氮的固定。 二、一氧化氮和二氧化氮 (一)知识梳理 1.一氧化氮、二氧化氮的物理性质 氧化物 颜色 状态 气味 水溶性 毒性 NO 无色 气态 无味 不溶 NO2 红棕色 气态 刺激性气味 易溶 2.一氧化氮、二氧化氮的化学性质 (1)在常温下,NO很容易与O2反应,化学方程式为2NO+O2===2NO2。 (2)NO2溶于水时发生反应,化学方程式为3NO2+H2O===2HNO3+NO。 (二)互动探究 二氧化氮溶于水的实验探究 操作一:在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO,然后吸入5 mL水,用乳胶管和弹簧夹封住管口,振荡注射器,观察现象。 操作二:打开弹簧夹,快速吸入10 mL空气,夹上弹簧夹,观察现象。 操作三:振荡注射器,再观察现象。 【问题讨论】 问题1 NO能否溶于水 能否与水反应 提示 NO不溶于水;不能与水反应。 问题2 操作三中振荡注射器观察到什么现象 注射器会有什么气体剩余 提示 开始无色气体变红棕色,后来颜色逐渐变浅或消失,气体体积变小;NO2与水反应生成硝酸和NO;剩余气体中除含有氮气 ... ...
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