2021-2022学年新教材人教版高中化学必修第二册5.2氮及其化合物 学案讲义 知识点汇总及配套习
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5.2氮及其化合物1氮与氮的氧化物 ........................................................................................................ - 1 - 2氨和铵盐 ................................................................................................................... - 8 - 3硝酸、酸雨及防治 .................................................................................................. - 18 - 4 含氮化合物的转化、计算和综合实验 .................................................................. - 25 -1 氮与氮的氧化物 学 习 任 务 1.结合氮元素在周期表中的位置和原子结构,理解N 2的主要性质和氮的固定,培养“宏观辨识与微观探析”的核心素养。
2.根据实验认识NO 与NO 2的主要性质,培养“科学探究与科学态度”的核心素养。
知识点一 氮气及氮的固定1.氮元素的位置、结构与存在(1)氮元素位于元素周期表的第二周期、第ⅤA 族。
氮原子的最外电子层有5个电子,既不容易得到3个电子,也不容易失去5个电子。
因此,氮原子一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质。
(2)氮元素在自然界中主要以氮分子的形式存在于空气中,部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中,还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。
2.氮气的物理性质N 2是一种无色、无味的气体,ρ(N 2)<ρ(空气),难溶于水。
《氮及其化合物》第二课时教学设计教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课我们经常在城市的广场上看到美丽的喷泉,那么你知道,在实验室里也可以形成美丽的喷泉吗?这一节课,我们就讲一种可以形成喷泉的物质---NH3。
讲授新课第一节氮及其化合物一、氨-----NH31、氨分子的电子式和结构式:电子式:结构式:氨分子的空间结构:分子形状:三角锥形键角:107°18′分子极性:极性分子2、物理性质无色、有刺激性气味;密度比空气小,标准状况下密度0.771g/L;易液化,(可作致冷剂);极易溶于水(1体积水溶解约700体积的氨气1:700)。
【启发并实验】氨极易溶解于水,用什么实验可以证明这一性质呢?3.【实验5-6】如图5-11所示,在干燥的圆底烧瓶里充满NH3,用带有玻璃管和胶头滴管(预先吸入水)的橡胶塞塞紧瓶口,倒置烧瓶,使玻璃管插入盛有水的烧杯中(预先在水里滴入少量酚酞溶液),打开弹簧夹,挤压胶头滴管,使水进入烧瓶,观察并描述现象,分析出现这些现象的可能原因。
如何引发喷泉?①打开止水夹,挤出胶头滴管中的水。
②打开止水夹,用热毛巾将烧瓶捂热,氨气受热膨胀,排走导管中的空气并溶于水,使烧瓶内气压减少,产生喷泉。
③城市中常见的人造喷泉及火山爆发的原理与上述的原理相似吗?想想看:(1)氨为什么会形成喷泉(该实验的原理)?氨极易溶于水,使烧瓶内外形成较大的压差;图5-13为实验室制取氨的简易装置示意图。
请仔细观察实验装置,思考如何试管中已收集满氨,如何吸收处理实验中多余的氨。
①原理:2NH4Cl+Ca(OH)2==CaCl2+2NH3↑+2H2O②药品:氯化铵晶体、熟石灰固体③装置:固+固,加热型(与O2的发生装置相同)④干燥:用碱石灰(CaO 与NaOH固体混合物)思考:干燥时,能否用浓硫酸、无水CaCl2或者P2O5来代替碱石灰?⑤收集:向下排空气法,并在试管口塞上棉花,防止NH3和空气对流,保证NH3的纯度。
第二节 氮及其化合物课时1 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮课标解读 内容要求学业要求1.了解N 2、NO 和NO 2的主要物理和化学性质。
2.结合实例认识氮的固定,认识N 2、NO 和NO 2在生产中的应用和对生态环境的影响。
1.能运用原子结构模型说明氮元素的性质。
能结合真实情境中的应用实例或实验说明N 2、NO 和NO 2的性质与应用之间的关系。
2.通过学习氮气、氮的固定等化学知识,能将化学知识与生产、生活实际结合,认识化学对人类生产和生活所做的贡献。
学习任务一 氮气与氮的固定为了更好地保护文物,部分博物馆启用“真空充氮杀虫灭菌消毒机”来处理和保护文物,将文物放入该机器内(氮气浓度可高达99.99%),密封三天,好氧菌和丝状霉菌都会被灭杀。
该机器具有此类功能,主要与氮气的性质有关。
请你结合相关化学知识回答,下列关于氮气的哪些说法是正确的?①氮气的化学性质不活泼 ②氮气不能供给呼吸 ③氮气能抑制菌类的生长 ④氮气能吸收部分水分 ⑤氮气不能与任何物质反应答案 ①②③正确。
1.氮元素及其存在(1)原子结构:氮元素位于元素周期表的第① 二 周期、第② ⅤA 族,其原子结构示意图为,氮原子一般通过③ 共用电子对 与其他原子相互结合构成物质,常见化合价为④ -3、+5 。
(2)自然界中的存在形态a.游离态:以⑤氮分子的形式存在于空气中。
b.化合态:存在于动植物体内的蛋白质中,以及土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。
2.氮气的性质(1)物理性质:无色、无味、难溶于水,密度与空气的相近,约占空气体积的4/5。
(2)化学性质a.由于氮分子内两个氮原子间以共价三键()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,通常情况下难以与其他物质发生化学反应,无法被大多数生物体直接吸收。
b.在高温、放电等条件下,氮气能够与镁、氧气、氢气等物质发生化合反应,化学方程式分别为⑥N2+3MgMg3N2、⑦N2+O22NO 、⑧N2+3H22NH3。
课题:第二节氮及其化合物第1课时雷雨茂盛的庄稼课标要求能从物质类别和元素化合价的角度,预测氮气及氮的氧化物的性质及转化教学目标通过实验探究,了解氮的氧化物的主要性质,结合真实情境认识氮的氧化物在生产中的应用和对生态环境的影响。
教学重难点一氧化氮和二氧化氮的主要性质及应用【情景导入】学习过程设计某山谷经常电闪雷鸣、雷雨交加,但树木、灌木、草等植被非常茂密,但很少有人敢进入这个山谷。
你能解释该山谷植被茂密的原因吗?下面我们就来学习氮的氧化物。
【问题探究D1.No和NOz分别采用什么方法收集?说明原因。
提示:常温下NO能与O?反应,只能用排水法收集;NO,能与水反应生成N0,故只能用排空气法收集。
2.NO?转化为No的变化中,NO?只能作氧化剂吗?提示:NO?与水反应转化为No的同时生成HN(λ,NOz既作氧化剂又作还原剂。
【问题探究2】某山谷经常电闪雷鸣、雷雨交加,但树木、灌木、草等植被非常茂密,但很少有人敢进入这个山谷。
你能解释该山谷植被茂密的原因吗?提示:雷雨天时在闪电的作用下,空气中氮气与氧气反应生成N0,然后发生NOfNO2fHNO3的反应,HNOs随雨水进入土壤,为植被提供了丰富的氮肥。
【问题探究3】1.要使充满N(λ和。
2混合气体的试管倒扣水槽中,让水充满试管,必须按什么样的体积比混合?提示:由3NO2+H2O===2HNO3+NO和2NO+O2==2NO2得4N02+02+2⅛0===4HN03,即当NOZ和。
2的体积比为4:1时可完全溶于水。
2.将IOmL充满NO?和O?的混合气体的试管,倒置在水槽中,反应停止后试管内剩余2mL的无色气体,则原混合气体中为多少毫升?提示:①若剩余的是N0,由反应3NO2+H2O=2HNO3+NO,得NO2体积为2mLX3=6mLo则原有。
2体积为(10mL-6mL)×^γ=0.8mL0②若剩余的是。
2,则有10mL-2InL=8mL叫和的混合气体按反应4NO2+O2+2HQ=4HNO3进4行。
第二节氮及其化合物第1课时氮气与氮的氧化物学习目标1.通过认识自然界中氮的循环及氮的固定,培养观察能力、归纳总结能力和合作互助意识。
2.通过探究氮的氧化物的性质,培养科学探究精神,提高分析解决问题的能力。
3.通过学习氮及其氧化物的用途,培养学生用辩证观点看化学与生产、生活的关系,增强环保意识。
重、难点含氮物质的性质及相互转化。
课堂探究【自主学习】认识重要的含氮物质。
任务一:请确定以下含氮物质在坐标系中的位置。
N2NO NO2HNO3NaNO3NH3NH4Cl NH3·H2O【合作学习】了解含氮物质间的转化。
任务二:1.认真观察实验,及时记录实验现象。
探究实验实验步骤现象Ⅰ将放电装置放置于透明的矿泉水瓶之中,通电Ⅱ①将装有8mLNO的注射器快速吸入20mL空气,封闭管口,观察现象;②再向注射器内吸入5mL水,振荡注射器,观察现象;③再次吸入10mL空气,充分振荡,观察现象;④然后测定溶液的pH11~12续表任务三:你还知道哪些与含氮物质转化有关的事实或现象吗?含氮物质之间的转化对人类的生产、生活都是有益的吗?【评测反响】目前,汽车尾气已成为许多大城市空气的主要污染源。
汽车尾气中含有CO和NO等多种污染物。
内置贵金属催化剂(1)治理汽车尾气中NO和CO的一种方法是在汽车的排气管上装一个催化转化装置(右图),使NO和CO反响,生成CO2和N2,写出反响的化学方程式。
(2)汽车尾气是形成硝酸型酸雨的主要原因之一,请写出有关反响的化学方程式。
核心素养专练1.以下气体不会造成空气污染的是( )3222.以下气体中,不能用排水法收集的是( ),不能用排空气法收集的是( )2223.不属于氮的固定的变化是( )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4.在NO2被水吸收的反响中,复原产物和氧化产物的物质的量比为( )A.3∶1B.1∶3C.1∶2D.2∶15.同温同压下,在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体,它们是①NO和NO2,②NO2和O2,③NO 和O2。
第3课时 硝酸 酸雨及其防治新课程标准学业质量目标1.结合实验探究,了解硝酸的主要性质——不稳定性和强氧化性,知道硝酸是重要的化工原料。
2.了解酸雨的概念,知道酸雨形成的主要原因是二氧化硫和二氧化氮进入大气;知道酸雨会严重危害环境,增强环保意识,培养社会责任感。
合格性 考试1.能从氮元素的化合价角度认识硝酸的强氧化性。
(宏观辨识与微观探析-水平1) 2.通过硝酸与铜反应的实验探究,发现现象并分析产生现象的原因,设计探究实验。
(科学探究与创新意识-水平2)等级性 考试1.通过硝酸对人类发展的贡献,深刻认识化学对创造物质财富和精神财富、满足人们日益增长的美好生活需要的重大贡献,具有节约资源、保护环境的可持续发展意识。
(科学态度与社会责任-水平3) 2.关注硫的有关热点问题(如漂白剂),认识环保的重要性(如SO 2的污染,酸雨等),具有可持续发展的意识(如绿色化学)。
(科学态度与社会责任-水平4)必备知识·自主学习答案P160一、硝酸1.物理性质2.硝酸的化学性质(1)硝酸的酸性硝酸溶于水的电离方程式为(2)硝酸的不稳定性浓硝酸见光或受热会分解,化学方程式为(3)硝酸的强氧化性①实验探究实验物质稀硝酸浓硝酸实验步骤在橡胶塞侧面挖一个凹槽,并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。
向两支具支试管中分别加入2 mL浓硝酸和2 mL 稀硝酸,用橡胶塞塞住试管口,使铜丝与硝酸接触。
向上拉铜丝,终止反应。
实验装置实验现象试管内开始产生少量色气体,反应逐渐加快,气体在试管口变为色,溶液逐渐变,铜丝逐渐变细。
试管内产生大量色气体,溶液逐渐变,铜丝逐渐变细。
实验结论常温下,稀硝酸与铜缓慢反应生成常温下,浓硝酸与铜迅速剧烈反应生成②硝酸的强氧化性 性质 解释或化学方程式 金属与铁和铝常温时浓硝酸使铁、铝与 铜浓硝酸稀硝酸非金属与碳反应3.硝酸的用途与工业制法 (1)用途:(2)工业制法: ①工业流程:②写出有关化学方程式: N 2→NH 3: 。
第五章化工生产中的重要非金属元素5.2氮及其化合物第1课时教学设计一、教学目标1.知识与技能(1)了解氮的固定及其类型;(2)掌握氮气、氨气、氮的氧化物的性质及其应用;(3)了解氮的氧化物对大气污染与防治方法。
2.过程与方法(1)培养学生发现问题、分析问题、解决问题的综合能力。
(2)在构建氮及其化合物等有关知识网络的过程中,学会提炼化学知识的方法。
3.情感态度与价值观(1)逐步培养勤于思考,勇于探究的科学品质,严谨求实的科学态度。
(2)培养学生能主动关心与环境保护,资源综合利用等有关的社会热点问题,形成与环境和谐共处,合理利用自然资源的观念。
教学重难点1.教学重点氨的性质及制备、氮的氧化物溶于水的计算2.教学难点氮的氧化物溶于水的计算二、教学过程2高温、高压催化剂2NH【师】以前我们经常会听到这样一句话:为什么雷雨天庄稼会长得好呢?这就涉及到氮的固定的知识了,我们一起来学习!PPT】2高温、高压催化剂2NH→硝酸盐,植物生长需要O NH3•H O NH4+ + OH+ HCl = NH4ClSO4= (NH SO44NO + 6H2O+ 5O2催化剂△【师】氨与水反应生成氢氧根,溶液显碱性,所以可用湿润的红色石蕊试纸检验NH3。
氨与氯化氢气体反应产生大量白烟。
可用浓盐酸检验氨气。
氨气与氧气反应生成一氧化氮是工业制硝酸的基础。
现象:烧杯中的溶液由玻璃管进入烧杯,形成喷泉,瓶内液体呈红色。
结论:氨极易溶于水,水溶液呈碱性。
【师】除了氨还可以用哪些物质做喷泉实验?氯化氢气体与水或氢氧化钠溶液、氨气与水或盐酸、CO2(Cl2、H2S、或SO2)与氢氧化钠溶液、NO2和O2与水。
【师】氨有哪些用途?【学生】①氨是氮肥工业、有机合成工业、制造硝酸、铵盐和纯碱的原料。
②液氨可做制冷剂。
【板书】四、氨的制备【师】如何制备氨?我们有三种方法:【展示PPT】方法一铵盐与碱共热实验原理:2NH4Cl + Ca(OH)2 △CaCl2 + 2NH3↑ + 2H2OO NH四.板书设计5.2硫及其化合物第一课时一、氮气二、氮的氧化物氮的氧化物溶于水的计算①NO2和O2混合气体溶于水的计算:4NO2 + O2 + 2H2O=4HNO3 V(NO2):V(O2)< 4:1 剩余O2V(NO2):V(O2)= 4:1 恰好完全反应V(NO2):V(O2)> 4:1 剩余NO②NO和O2同时通入水中的计算:4NO + 3O2 + 2H2O=4HNO3 V(NO):V(O2)< 4:3 剩余O2V(NO):V(O2)= 4:3 恰好完全反应V(NO):V(O2)> 4:3 剩余NO③NO、NO2、O2混合通入水中可先将NO和O2转化为NO2,在按上述分情况讨论。
《5.2 氮及其化合物》教案【教学目标】(1)掌握氮的重要性质,了解氮在我们生活中的重要用途。
(2)掌握氮的氧化物的性质,氮的重要化合物的用途及硝酸的相关注意事项。
(3)掌握氮族元素的性质,理解氮族元素原子结构与性质递变规律。
【教学重点】氮及其重要化合物的性质及转化【教学难点】氮及其重要化合物的性质及相关实验【教学过程】一、导入我们上节课学习了硫的相关性质,掌握非金属元素的学习方法,那我们又知道空气中含量最多的元素为氮气,这节课我们就带着已有的学习方法,对氮及其化合物知识展开学习!二、知识讲解使用建议说明:《氮及其化合物》知识内容丰富,涉及面广,是高考命题的热点内容之一。
试题常以氮元素及其化合物知识为载体,考查基本概念、基本理论、实验、计算等,具有较强的综合性。
考点1 氮气、氮的氧化物、硝酸使用建议说明:考纲要求了解氮及其化合物的主要性质;了解氮的氧化物及其对环境的影响;了解硝酸的主要性质;通过浓硫酸、硝酸分别与不活泼金属、非金属的反应,认识浓硫酸、硝酸的强氧化性;通过比较浓硫酸与稀硫酸,浓硝酸与稀硝酸性质的差异,认识浓度、反应条件对反应产物的影响。
一、氮气(N)2(1)分子结构:电子式为,结构式为N N,氮氮叁键键能大,分子结构稳定,化学性质不活泼。
(2)物理性质:纯净的氮气是无色无味的气体,难溶于水,空气中约占总体积的78%。
(3)化学性质:常温下性质稳定,可作保护气;但在高温、放电、点燃等条件下能与2H 、2O 、IIA 族的Mg 、Ca 等发生化学反应,即发生氮的固定(将空气中的氮气转变为含氮化合物的过程,有自然固氮和人工固氮两种形式)。
2N 中N 元素0价,为N 的中间价态,既有氧化性又有还原性。
①与2H 反应:223N 3H 2NH +高温、高压催化剂②与2O 反应:22N O 2NO +放电③与活泼金属反应:232N 3Mg Mg N +点燃(4)氮气的用途:化工原料;液氮是火箭燃烧的推进剂;还可用作医疗、保护气等。
高中化学必修二第五章第二节氮气及其化合物第二课时学案【学习目标】1.掌握氨气、铵盐的化学性质。
2.掌握NH3的制法及铵盐的检验方法。
【目标一】氨气的性质1.氨的物理性质:氨是、的气体,密度是比空气。
氨溶于水,常温常压下,1体积水可溶体积氨气。
氨很容易液化,液化时放出大量热。
液态氨汽化时要_____大量的热,使周围的温度急剧下降,所以液氨常用作。
NH3是易液化气体,易液化气体还有,氨对人的眼、鼻、喉等粘膜有刺激作用,接触时应小心。
【喷泉实验】操作:打开弹簧夹,挤压胶头滴管,使水进入烧瓶。
现象:结论:【思考】若将NH3换为NO2,能否形成喷泉?若能形成,则实验后液体能否充满烧瓶?2.氨的化学性质:⑴与水反应一水合氨是一元弱碱,NH3 + H2ONH3·H2O呈碱性,能使酚酞【思考】①如果用湿润的红色石蕊试纸接触氨,现象:②NH3是中学化学唯一能使湿润的石蕊试纸变的气体。
③氨水中所具有的微粒:④一水合氨的不稳定性:受热分解⑤氨水的储存方法:⑥ 氨水的密度 ,氨水的浓度越大,密度越⑦ 用电解质、非电解质区分:氨水、液氨、一水合氨⑧ 密度比空气小的气体有 ,密度比水小的溶液有⑵ 与酸的反应NH 3 + HCl=== 实验现象为:因此可以用蘸有浓盐酸的玻璃棒检验NH 3。
NH 3 + H 2SO 4 === ,离子方程式为因此NH 3不能用浓硫酸干燥。
⑶ 与盐溶液的反应NH 3·H 2O + Fe 3+===NH 3·H 2O + Al 3+=== (实验室制Al(OH)3)NH 3 + H 2O + CO 2 + NaCl===NaHCO 3↓+ NH 4Cl (侯氏制碱)⑷ NH 3的还原性NH 3 + O 2 催化剂 △这一反应叫氨的催化氧化,是工业上制硝酸的基础。
【实验设计】浓氨水和氧气在红热铂丝催化下反应,实验装置如图:反应现象有哪些?① ②NH 3可以在纯氧中燃烧:4NH 3 + 3O 2(纯) =====点燃 2N 2 + 6H 2O2NH 3 + 3Cl 2===6HCl + N 26NH 3 + 6HCl===合并可得总反应方程式为:8NH 3 + 3Cl 2===NH 3 + CuO =====△NH 3 + NO=== ,NH 3 + NO 2=== (均为归中反应) 【目标二】氨气的制法1.氨气的实验室制法:⑴ 原理——固体铵盐与固体强碱的复分解化学方程式:【思考】① 为什么不在相应的溶液中进行?_________________________② 能否用离子方程式:NH 4++OH- △ NH 3↑+H 2O表示该反应过程?③ 实验室制氨气能否用NH 4NO 3、(NH 4)2CO 3、NH 4HCO 3代替NH 4Cl ,NaOH 代替Ca(OH)2? 为什么?④ 在制取氨的实验装置中,使用棉花的作用是什么?⑵ 装置:略微向下倾斜的大试管,加热(此装置还可制 )⑶ 除杂:通过 (除水蒸气),不能用 、、 干燥NH 3⑷ 收集: 法⑸ 检验:湿润的红色石蕊试纸,变 , 或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近,有 现象。
高中化学必修二第五章第二节氮气及其化合物第一课时学案【学习目标】1.认识氮气的化学稳定性,熟知氮气与镁、氧气、氢气的化学反应及其条件;2.能从物质类别和氮元素的化合价认识氮氧化物的性质与转化;3.掌握NO、NO2与O2、H2O反应的有关计算。
【目标一】氮气与氮的固定1.氮元素的结构及存在⑴氮元素位于元素周期表的____________族,原子结构示意图为____________,一般通过共用电子对与其他原子相互结合成物质。
⑵氮元素的存在自然界中,氮元素主要以______的形式存在于空气中,部分存在于动植物的蛋白质中以及存在于土壤、海洋里的________和______中。
2.N2⑴物理性质:通常情况下,氮气是____、____的气体,密度比空气的____,____于水。
通常状况下,1体积水中只能溶解大约0.02体积的氮气。
熔点-210℃,沸点-196℃。
⑵化学性质:氮气的化学性质,通常很难与其他物质发生化学反应。
但是,在一定条件下,如高温、高压、放电等,就能与一些物质如H2、O2等发生化学反应。
①氮气与氧气:,N2表现_______性。
2NH3(工业上合成氨),N2表现_______性。
②氮气与氢气:N2+3H2高温、高压催化剂③氮气与金属镁:,N2表现_______性。
3.氮的固定⑴含义:将大气中_______的氮转化为___________的过程叫做氮的固定。
⑵分类:氮的固定分为___________和___________。
4.氮气的用途⑴在工业上,氮气是合成氨制硝酸的原料;⑵因化学性质不活泼,所以常用它作为保护气;⑶在医学上,常用液氮作为冷冻剂;⑷在高科技领域中常用液氮制造低温环境。
【目标二】氮的氧化物氮有多种化合价:-3、0、+1、+2、+3、+4、+5,五种正价可形成六种氧化物:、、、、、氮的氧化物都是大气污染物。
1.NO和NO2的物理性质氧化物颜色状态气味水溶性NO 色气态味溶NO2色气态气味溶2.NO和NO2的性质探究实验装置:⑴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。
第二节氮及其化合物第1课时氮气与氮的氧化物学习目标1.通过了解自然界中氮的循环,了解自然固氮和人工固氮,掌握N2、NO、NO2的性质。
2.通过信息的整理,培养归纳总结的能力;通过实验探究,提高操作、观察、分析、总结的能力。
3.通过学习自然固氮,体会大自然的神奇魅力;通过重温人工固氮的发展历程,感受科学技术对人类的巨大贡献。
4.通过氮的循环中重要物质的学习,培养学生严谨的态度、不畏艰难的勇气和为科学献身的精神。
重、难点氮的固定、氮氧化性的性质。
课堂探究主题学习探究过程提升素养自主学习1.结合视频阅读教材,分析自然界中氮的循环有哪些途径?2.自然界中氮的固定方式有哪些?知道氮循环的重要意义。
知识回顾试结合氮原子的结构和氮气的分子结构,分析氮气的性质。
形成结构决定性质的学科分析思维。
一、氮气与氮的固定【合作交流】【问题1】借鉴自然固氮,思考人工固氮的研究方向,你能设计出哪几种方案?了解科学研究的一般思路。
【问题2】结合相关资料,讨论你所设计方案在工业生产中的可行性。
化学方程式反应条件方案评价【问题3】结合材料,交流合成氨有什么重大意义?【问题4】你认为未来固氮技术应该朝着哪个方向发展?培养科学探索的精神。
二、氮的氧化物【实验探究】【探究1】观察盛有NO和NO2的集气瓶,简单归纳其物理性质。
【探究2】联系N2与O2放电的实验现象,分析NO有什么性质?如何对NO进行验证?【探究3】认真阅读实验步骤,仔细观察实验现象,对实验现象进行分析。
实验步骤实验现象结论或解释1.向瓶1(NO)中缓慢注入O22.向瓶2(NO2)中注入2 mL水,振荡3.继续向瓶2中注入少量O2,观察现象,再次振荡总结研究物质性质的基本程序。
续表主题学习探究过程提升素养二、氮的氧化物【探究4】从氧化还原的角度分析步骤1、2中的产物,写出化学方程式。
【探究5】NO2、O2、H2O能否完全转化为产物?【探究6】以上设计对工业生产硝酸有什么启示?【探究7】结合教材和材料,分析氮的氧化物有哪些应用,又有哪些危害?【评价反馈】【练习1】下列说法不正确的是( )A.氮元素在自然界中既以游离态存在,又以化合态存在B.大气、陆地、水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环C.仿生固氮是一种生物固氮D.氮元素是构成生命的基本元素【练习2】在NO2被水吸收的反应中,发生还原反应和发生氧化反应的物质,其质量比为( )A.3∶1B.1∶3C.1∶2D.2∶1培养绿色化学的理念。
第二节氮及其化合物第3课时硝酸酸雨及其防治学习目标1.利用氧化还原观点和对比的方法分析反应特点,感悟质疑、崇实、探索和求真的科学精神,激发学习化学的兴趣,培养求真务实的科研精神。
2.通过实验探究和问题讨论的过程,使学生初步掌握实验研究的方法,提高探究能力,培养敢于质疑、勤于思考、团结合作的学习习惯。
3.通过学习认识酸雨的形成与防治,体会科学价值,培养环保意识和社会责任意识。
4.通过分析浓度对硝酸氧化性的影响,认识硝酸的用途,引导学生用辩证的观点认识客观物质,体会化学的科学和应用价值。
重、难点硝酸的化学性质。
课堂探究主题学习探究过程提升素养自主学习1.硝酸有哪些用途?2.工业上如何制备硝酸?体现了含氮物质的什么化学性质?【价态观】总结元素价态与物质性质的关系。
知识回顾【思考】结合学习过的酸,推测硝酸有哪些化学性质?试举例说明,属于离子反应的写出离子方程式。
总结酸的通性。
续表主题学习探究过程提升素养一、硝酸的性质【观察思考】1.硝酸具有什么物理性质?2.盛放硝酸的试剂瓶是棕色的,这是什么原因呢?如何设计实验来验证呢?【实验Ⅰ】验证硝酸的酸性。
实验操作现象结论或解释1向稀硝酸中滴加少量紫色石蕊溶液2向浓硝酸中滴加少量紫色石蕊溶液【实验Ⅱ】探究硝酸的漂白原理。
1.总结硝酸的物理性质。
2.总结硝酸的保存方法。
【总结】硝酸的化学性质1.不稳定性。
2.酸性。
3.氧化性。
1.加热褪色的滴有紫色石蕊溶液的浓硝酸。
2.铜与浓、稀硝酸的反应。
实验步骤:(1)把内置一小段铜丝的一次性注射器直接插入小药瓶的胶塞,吸取0.5 mL浓硝酸(或稀硝酸),拔出后立即将针尖插入胶塞,以防漏液。
观察并记录现象。
(2)拿去胶塞,再往针筒里吸蒸馏水至2.5 mL(注意与前者反应剧烈程度的比较),插上胶塞,观察并记录现象。
(3)把针筒倒立,拿去胶塞,往针筒里吸入适量空气,观察并记录现象。
(4)最后,往针筒里吸入2.5 mL的氢氧化钠溶液,将针尖插入胶塞。
课时2 氨和铵盐课标解读内容要求学业要求1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解氨的主要性质和制备。
2.通过实验探究,了解铵盐的主要性质,认识铵盐在农业生产中的应用和对生态环境的影响。
1.能在讨论交流的基础上提出有关氨的制备、性质检验的实验方案,基于实验现象和数据进行分析并得出结论。
2.能从物质类别和元素化合价的角度,预测氨和铵盐的性质及转化。
学习任务一 氨的性质1918年,举世瞩目的诺贝尔化学奖,在因第一次世界大战停发两年后,终于重新颁发,而获奖者是来自德国的化学家弗里茨·哈伯。
在经历无数次失败后,哈伯终于在实验室采用600 ℃、200个大气压和金属铁作催化剂的条件下,人工固氮成功,这种人工固氮技术具有世界性意义。
合成氨的原料来自空气、煤和水,因此是最经济的人工固氮法,从而结束了人类完全依靠天然氮肥的历史,给世界农业发展带来了福音。
你能写出哈伯法生产氨的反应的化学方程式吗? 答案 哈伯法生产氨的反应的化学方程式为N 2+3H 22NH 3。
1.氨的物理性质(1)氨是无色、有① 刺激性 气味的气体,密度比空气的小。
(2)氨很容易液化,液化时放热。
液氨汽化时要吸收大量的热,使周围温度急剧降低,可用作② 制冷剂 。
(3)氨极易溶于水,在常温常压下,1体积水大约可溶解③ 700 体积氨。
2.氨的喷泉实验实验装置操作及现象结论a.打开弹簧夹,挤压胶头滴管;b.烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶,形成喷泉,烧瓶内液体呈④ 红 色 氨⑤ 极易 溶于水,水溶液(俗称氨水)呈⑥ 碱 性,能使无色酚酞溶液变红3.氨水的化学性质4.氨的化学性质判断下列说法的正误(正确的画“√”,错误的画“✕”)。
1.氨溶于水能电离出氢氧根离子,所以氨属于碱( ✕ ) 2.液氨和氨水都属于纯净物( ✕ )3.浓氨水与所有酸反应均可产生白烟( ✕ )4.NH 3可以与水做喷泉实验,说明NH 3易溶于水( √ )1.如图是工业制硝酸流程图的一部分。
5.2氮及其化合物1氮与氮的氧化物 ........................................................................................................ - 1 - 2氨和铵盐 ................................................................................................................... - 8 - 3硝酸、酸雨及防治 .................................................................................................. - 18 - 4 含氮化合物的转化、计算和综合实验 .................................................................. - 25 -1 氮与氮的氧化物 学 习 任 务 1.结合氮元素在周期表中的位置和原子结构,理解N 2的主要性质和氮的固定,培养“宏观辨识与微观探析”的核心素养。
2.根据实验认识NO 与NO 2的主要性质,培养“科学探究与科学态度”的核心素养。
知识点一 氮气及氮的固定1.氮元素的位置、结构与存在(1)氮元素位于元素周期表的第二周期、第ⅤA 族。
氮原子的最外电子层有5个电子,既不容易得到3个电子,也不容易失去5个电子。
因此,氮原子一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质。
(2)氮元素在自然界中主要以氮分子的形式存在于空气中,部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中,还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。
2.氮气的物理性质N 2是一种无色、无味的气体,ρ(N 2)<ρ(空气),难溶于水。
3.氮气的结构与化学性质(1)N 2的结构N 2的结构式为N ≡N ,氮氮键很难断裂,化学性质很稳定。
(2)化学性质N 2在高温、放电等条件下,N 2获得足够的能量,使N ≡N 断裂。
写出N 2与Mg 、H 2、O 2反应的化学方程式。
①3Mg +N 2=====点燃Mg 3N 2;②;③N 2+O 2===========高温或放电2NO 。
4.氮的固定:将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。
(1)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,或者通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨。
(2)人工固氮:人类通过控制条件,将氮气氧化或还原为氮的化合物,最重要的人工固氮途径就是工业合成氨。
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)在自然界中只有氮的化合态。
(×) (2)N 2在化学反应时只能作氧化剂。
(×) (3)NO 在空气中易被氧化为NO 2,此过程属于氮的固定。
(×)(4)豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮气属于氮的固定,是化学变化。
(√)(5)N 2的电子式为N ⋮⋮N 。
(×)知识点二 一氧化氮和二氧化氮1.物理性质颜色 状态 气味 毒性 水溶性 NO无色 气态 无味 有毒 不溶 NO 2 红棕色 气态 有刺激性气味 有毒 易溶 2.化学性质(1)NO 在空气中易转化为红棕色的NO 2,反应方程式为2NO +O 2===2NO 2。
(2)NO 2与H 2O 反应生成HNO 3和NO ,反应方程式为3NO 2+H 2O===2HNO 3+NO 。
对于3NO 2+H 2O===2HNO 3+NO 反应,氧化剂,还原剂是什么物质?二者物质的量之比为多少?提示:NO 2 NO 2 1∶2N 2的性质及氮的循环1.在国民经济和日常生活中,氮气有广泛的用途。
首先,利用它“性格孤独”的特点,我们将它充灌在电灯泡里,可防止钨丝的氧化延长灯泡的使用寿命。
还可用它来代替惰性气体作焊接金属时的保护气。
氮气为什么可以作保护气?提示:N 2的化学性质很稳定,常温下不与O 2反应,可作保护气。
2.根据教材“氮气的熔点:-210 ℃,沸点:-196 ℃,密度:1.25 g·L -1”数据,分析医生为什么可以利用液氮给手术刀降温即被称为“冷刀”?提示:液氮沸点低,气化时吸收热量,造成环境温度降低。
3.打雷放电时,N 2如何反应?写出化学方程式。
提示:N 2+O 2=====放电2NO 。
1.N 2的性质与氮的固定2.自然界中氮循环的主要形式游离态→化合态 (1)豆科植物根部的根瘤菌把空气中的氮气转变为硝酸盐等含氮的化合物。
(2)在放电条件下,空气中少量的氮气与氧气化合生成氮的氧化物,这些氮的氧化物随降水进入土壤和水体。
(3)合成氨工厂、汽车发动机将一部分氮气转化为化合态的氮化合态→游离态 硝酸盐在某些细菌作用下转化为氮气化合态→化合态 化石燃料的燃烧、森林和农作物的枝叶燃烧所产生的氮氧化物通过大气进入陆地和海洋,参与氮的循环1.下列关于氮气的说法错误的是( )A .氮气在通常情况下不燃烧,也不支持燃烧,不能供给呼吸B .液氮可用于医学和高科技领域,制造低温环境C .利用氮气的稳定性,工业上用来替代稀有气体作焊接金属的保护气D .在高温高压、催化剂条件下与氢气反应时,氮气作还原剂D[氮气的化学性质很稳定,在通常情况下不燃烧,也不支持燃烧,不能供给呼吸,A项正确;液氮汽化吸热,可用于制造低温环境,B项正确;氮气的化学性质很稳定,可用作焊接金属的保护气,C项正确;氮气与氢气生成氨气的反应中,N的化合价从0降低到-3,作氧化剂,D项错误。
]2.下列过程不属于氮的固定的是()A.闪电时大气中氮的氧化物的生成B.由NH3制备NH4ClC.用N2和H2合成氨D.豆科植物的根瘤菌把大气中的氮气转化成含氮化合物[答案]B3.(2021·郑州高一检测)下列说法不正确的是()A.豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮是化学变化B.汽车尾气中排放的氮氧化合物是由游离态氮转化来的C.化石燃料燃烧通常不释放出氮氧化合物D.植物秸秆燃烧时放出氮氧化合物,参与了氮的循环[答案]CNO、NO2的化学性质及其转化NO2、NO溶于水的实验探究,根据探究填下表中的空白。
实验操作实验现象实验结论如图所示,在一支50 mL的注射器里充入20 mLNO,然后吸入5 mL水,用乳胶管和弹簧夹封住管口,振荡注射器无明显现象NO不溶于水打开弹簧夹,快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹注射器中气体由无色变为红棕色,注射器塞子向左NO与空气中的O2发生反应生成红棕色的NO2:移动 2NO +O 2===2NO 2(填化学方程式)振荡注射器 注射器中气体由红棕色变为无色,注射器塞子继续向左移动 NO 2与水发生反应生成了无色的NO :3NO 2+H 2O===2HNO 3+NO223提示:为了NO 2中氮原子完全转化为HNO 3,可充入适量空气或O 2,增大O2的量。
1.NO 、NO 2的性质及转化①2NO +O 2===2NO 2②3NO 2+H 2O===2HNO 3+NO③2NO +2CO =====催化剂△N 2+2CO 2 ④2NO 2+4CO =====催化剂△N 2+4CO 2 2.NO 、NO 2与NaOH 溶液的反应2NO 2+2NaOH===NaNO 3+NaNO 2+H 2ONO 2+NO +2NaOH===2NaNO 2+H 2O4.下列关于NO 和NO 2的说法正确的是( )A .NO 2是红棕色气体,易溶于水,属于酸性氧化物B .NO 2可由N 2和O 2直接化合得到C .NO 和NO 2均既可以用排空气法收集又可以用排水法收集D .NO 和NO 2在一定条件下可以相互转化D [NO 2不是酸性氧化物,A 项错误;在高温或放电条件下,N 2和O 2直接化合生成NO ,NO 与O 2反应生成NO 2,B 项错误;NO 易与空气中的氧气反应生成NO 2,只能用排水法收集,NO 2能与水反应,只能用排空气法收集,C 项错误;NO和O2反应生成NO2,NO2与H2O反应生成HNO3和NO,D项正确。
] 5.如图所示,试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物),当倒扣在盛有水的水槽中时,试管内水面上升,但不能充满试管,当向试管内鼓入氧气后,可以观察到试管中水柱继续上升,经过多次重复后,试管内完全被水充满。
原来试管中盛装的()A.可能是N2与NO2的混合气体B.可能是O2与NO2的混合气体C.不可能是NO与NO2的混合气体D.只能是NO2一种气体B[若是N2与NO2的混合气体,无论鼓入多少氧气,最后都有N2剩余,试管内不可能完全被水充满;若是O2与NO2的混合气体,由4NO2+O2+2H2O===4HNO3,水可以充满试管;若是NO与NO2的混合气体通入适量O2,水可以充满试管。
]6.(素养题)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。
(1)NO2被烧碱溶液吸收时,生成两种钠盐,其物质的量之比为1∶1,写出该反应的化学方程式:__________________。
(2)NO与NO2按物质的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一种钠盐,该钠盐的化学式是________。
[答案](1)2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O(2)NaNO2随堂练习1.(素养题)发射卫星的运载火箭,其推进剂引燃后发生剧烈反应,产生的大量高温气体从火箭尾部喷出。
引燃后产生的高温气体主要是CO2、H2O、N2、NO,这些气体均为无色,但在卫星发射现场看到火箭喷出大量红烟。
产生红烟的原因是()A.高温下N2遇空气生成NO2B.NO遇空气生成NO2C.CO2与NO反应生成CO和NO2D.NO和H2O反应生成H2和NO2B[高温下N2遇空气不会直接生成NO2,A错误;NO遇氧气发生反应2NO +O2===2NO2,生成红棕色的NO2,B正确;高温条件下一氧化碳在空气中不可能为反应产物,CO2与NO高温条件下不反应,C错误;一氧化氮和水之间不会发生反应,D错误。
]2.下列反应属于氮的固定的是()①N2和H2在一定条件下合成NH3②NO2和H2O反应生成HNO3和NO ③Mg在N2中燃烧生成Mg3N2④NO被空气氧化为NO2A.①②B.②③C.①③D.①④C[氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮。
]3.某集气瓶中的气体呈红棕色,加入足量水,盖上玻璃片振荡,得橙色溶液,气体颜色消失。
再拿走玻璃片后,瓶中气体又变为红棕色,则该气体可能是下列混合气体中的()A.N2、NO2、Br2B.NO2、NO、N2C.NO2、NO、O2D.N2、O2、Br2A[气体呈红棕色说明含有NO2和Br2中的至少一种,溶于水得橙色溶液说明气体中必定含有溴蒸气,所得无色气体遇空气重新变为红棕色说明无色气体含NO。