第3講氮及其化合物（1）（課件）高一化學(xué)寒假銜接課（人教版2019）

【基礎(chǔ)知識梳理】一、氮?dú)馀c氮的固定1．氮元素的結(jié)構(gòu)及存在(1)氮元素位于元素周期表的第二周期、第ⅤA族。氮原子最外層有5個(gè)電子，既不容易得到3個(gè)電子，也不容易失去5個(gè)電子。一般通過共用電子對與其他原子相互結(jié)合成物質(zhì)。(2)氮元素在自然界中的存在氮元素主要以N2分子的形式存在于空氣中，部分氮元素以化合物的形式存在于動(dòng)植物體內(nèi)的蛋白質(zhì)中，還有部分存在于土壤、海洋里的硝酸鹽和銨鹽中。2．氮?dú)?1)物理性質(zhì)通常情況下，氮?dú)馐菬o色、無味的氣體，密度比空氣的稍小，難溶于水。(2)N2的化學(xué)性質(zhì)氮分子內(nèi)兩個(gè)氮原子間以共價(jià)三鍵(N≡N)結(jié)合，斷開該化學(xué)鍵需要較多的能量，所以氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定。在一定條件下氮?dú)庖部梢院鸵恍┪镔|(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。①金屬鎂：②氫氣：③氧氣：N2＋3Mg====Mg3N2點(diǎn)燃N2＋3H22NH3N2＋O2=========2NO放電或高溫3．氮的固定(1)含義：將大氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過程。(2)分類：①自然固氮：大自然通過閃電釋放能量將氮?dú)廪D(zhuǎn)化為含氮的化合物（高能固氮），或者通過豆科植物的根瘤菌將氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氨（生物固氮）。②人工固氮：工業(yè)合成氨?！菊n堂鞏固】判斷正誤：(1)氮元素有多種化合價(jià)，其最高正價(jià)為＋5價(jià)(

)(2)氮原子與其他原子只能形成共價(jià)鍵，不能形成離子鍵(

)(3)氮?dú)獬Ｓ米骱附咏饘佟⑻畛錈襞?、保存食品的保護(hù)氣()(4)氮的固定中氮元素一定被氧化(

)(5)豆科植物的根瘤菌固氮屬于自然固氮中的高能固氮(

)(6)工業(yè)上將NH3轉(zhuǎn)化為其他銨態(tài)化肥屬于人工固氮(

)(7)N2和O2在放電條件下會生成NO2(

)(8)N2中N元素價(jià)態(tài)為0價(jià)，處于中間價(jià)態(tài)，因此既有氧化性，又有還原性(

)答案：√×√××××√二、一氧化氮和二氧化氮1．一氧化氮、二氧化氮的物理性質(zhì)氧化物顏色狀態(tài)氣味水溶性NO無色氣態(tài)無味難溶NO2紅棕色氣態(tài)刺激性氣味與水反應(yīng)2．一氧化氮、二氧化氮的相互轉(zhuǎn)化操作一：在一支50mL的注射器里充入20mLNO，觀察顏色，然后吸入5mL水，用乳膠管和彈簧夾封住管口，振蕩注射器?，F(xiàn)象：一氧化氮為無色氣體，注射器內(nèi)無明顯變化。結(jié)論：NO難溶于水操作二：打開彈簧夾，快速吸入10mL空氣，夾上彈簧夾。現(xiàn)象：注射器內(nèi)氣體變?yōu)榧t棕色。結(jié)論：NO和O2反應(yīng)生成NO2。操作三：振蕩注射器現(xiàn)象：氣體紅棕色消失，得到無色溶液。結(jié)論：NO2和H2O反應(yīng)生成了HNO3和NO。2NO＋O2===2NO23NO2＋H2O===2HNO3＋NO【課堂鞏固】1．判斷正誤(1)由于NO極易與O2反應(yīng)，并且其密度與空氣相差不多，因此收集NO只能用排水法(

)(2)由于NO2極易與水反應(yīng)且密度比空氣大，因此收集NO2只能用向上排空氣法(

)(3)NO2易溶于水生成HNO3，故NO2是酸性氧化物(

)(4)N2與O2反應(yīng)時(shí)，不論O2是否足量，其一步反應(yīng)都只能得到NO，不能生成NO2(

)(5)NO和NO2都是有刺激性氣味的有毒氣體，它們都是大氣污染物(

)答案：√√×√×

2．俗話說“雷雨發(fā)莊稼”，試說出其中的原理，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。雷電發(fā)生時(shí)，N2和O2化合生成NO，NO迅速被氧化為NO2，NO2溶于水生成HNO3，HNO3跟土壤作用生成硝酸鹽，NO3-可被植物吸收。N2＋O2====2NO，2NO＋O2===2NO2，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。放電3．在NO、NO2性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中(1)如果要將注射器中的NO充分轉(zhuǎn)化，應(yīng)采取的措施是_______________________________。(2)上述實(shí)驗(yàn)對工業(yè)上生產(chǎn)硝酸的啟示是____________________________________________。(1)繼續(xù)通入過量的空氣(2)在用水吸收NO2制取硝酸的反應(yīng)過程中，要不斷地補(bǔ)充一些空氣，使NO2盡可能多地轉(zhuǎn)化為硝酸【核心知識突破】1．NO、NO2性質(zhì)的對比物質(zhì)NONO2色、態(tài)、味、毒性無色、無臭、有毒氣體，密度比空氣大紅棕色、有刺激性氣味、有毒氣體，密度比空氣大，易液化水溶性不溶于水易溶于水與氧氣反應(yīng)2NO＋O2===2NO2(還原性)不反應(yīng)與水反應(yīng)不反應(yīng)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO(自身氧化還原)氧化性6NO＋4NH3======5N2＋6H2O6NO2＋8NH3======7N2＋12H2ONO2能將I－氧化為I2，能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{(lán)【問題解決】NO與NO2中氮元素的價(jià)態(tài)均處于中間價(jià)態(tài)，則NO與NO2均既有氧化性又有還原性。(1)NO極易與氧氣反應(yīng)表現(xiàn)________性，化學(xué)方程式為_______________________________；在一定條件下與氨氣發(fā)生歸中反應(yīng)生成N2，其化學(xué)方程式為__________________________。(2)NO2可發(fā)生自身歧化反應(yīng)，NO2與H2O的化學(xué)方程式為____________________，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為________，NO2與NaOH溶液反應(yīng)可生成兩種鹽，其中一種是NaNO3，化學(xué)方程式為___________________________________________。答案：(1)還原2NO＋O2===2NO2

4NH3＋6NO=====5N2＋6H2O(2)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

1∶2

2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O催化劑【歸納小結(jié)】(1)NO和O2反應(yīng)，不能用排空氣法收集，可以用排水法收集，NO2和水反應(yīng)，不能用排水法收集，可用向上排空氣法收集。(2)NO不能和堿反應(yīng)，NO2可以和堿反應(yīng)生成硝酸鹽、亞硝酸鹽和水，但NO2不是酸性氧化物。(3)NO2可以使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{(lán)色，不能用濕潤的淀粉碘化鉀試紙鑒別NO2氣體和溴蒸氣。2．氮的氧化物溶于水的計(jì)算【課堂探究】將一支充有12mLNO2氣體的試管倒置于水槽中，充分反應(yīng)。(1)下列圖示正確的是________。(2)如水不能充滿試管，需再向試管中緩緩充入O2，現(xiàn)象為________________，最終充入________mL氧氣，才能使水全部充滿。答案：(1)C

(2)無色氣體變?yōu)榧t棕色，液面逐漸上升3【歸納小結(jié)】1．NO2溶于水或NO2(混有NO)通入水，由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可知：剩余氣體是NO，氣體減少的體積是NO2體積的1/3。2．NO和O2通入水中由4NO＋3O2＋2H2O