氮气和氮的氧化物新

氮及其化合物氮元素是一种典型的变价元素，掌握氮元素形成的单质和化合物的有关知识，应抓住以 下线索（N 元素化合价为线索）化合价 -3 0 +2 +4 +5 物 质 NH3 N 2 NO NO 2 HNO 3 （铵盐） （硝酸盐） 而对其中每种物质都从结构、性质（物理、化学）、制法、用途四方面来认识理解记忆，最后在各物质（不同价态间）间形成相互转化的知识网络。

一、氮气及氮的氧化物 1．氮气（N 2）（1）分子结构：电子式为∶N ┇┇N ∶，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H 2、O 2、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）N 2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H 2反应：N 2 +3H 22NH 3 ②与O 2反应：N 2+O 2＝2NO③与活泼金属反应： N 2 +3Mg ＝ Mg 3N 2（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。

二、氮的氧化物（2）NO 和NO 2的重要性质和制法 ①物理性质：NO ：无色无味气体，有毒，密度比空气大，不溶于水；NO 2：红棕色有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易溶于水； ②化学性质：2NO+O 2＝2NO 2（易被氧气氧化,无色气体转化为红棕色）； 2NO 2 (红棕色)N 2O 4(无色）（平衡体系）； 3NO 2+H 2O ＝2HNO 3+NO （工业制硝酸）； NO+NO 2+2NaOH ＝2NaNO 2+H 2O （尾气吸收）；注：NO 2有较强的氧化性,能使湿润的KI 淀粉试纸变蓝。

高温、高压 催化剂放电 点燃③制法： NO ：3Cu+8HNO 3(稀)＝3Cu(NO 3)2+2NO↑+4H 2O （必须用排水法收集NO ）； NO 2：Cu+4HNO 3(浓)＝Cu(NO 3)2+2NO 2↑+2H 2O （必须用向上排空气法收集NO 2） （3）氮的氧化物溶于水的计算：①NO 2或NO 2与N 2（非O 2）的混合气体溶于水可依据3NO 2+H 2O ＝2HNO 3+NO 利用气体体积变化差值进行计算。

第3节氮的循环第1课时氮气与氮的氧化物核心素养发展重点学业要求能应用物质性质及物质转化关系，分析和探讨某些化学过程对人类健康、社会可持续发展可能带来的双重影响，并对这些影响从多个方面进行评估，从而更加科学、合理地选择和应用物质及其变化。

1.能依据元素化合价列举、描述、辨识含氮元素的典型物质——N2、NO、NO2重要的物理性质和化学性质及其实验现象，能用化学方程式正确表示典型物质的主要性质。

2．能从元素化合价的角度，依据氧化还原反应原理预测N2、NO、NO2的性质及物质间的转化，设计实验进行初步验证，并能分析解释有关实验现象。

3．能分别根据N2、NO、NO2的性质分析生产、生活以及环境中的某些问题和对社会发展的价值及对环境的影响。

1．自然界中氮的循环(1)自然循环(2)人类活动的影响01N2→NH3→氮肥、硝酸等含氮化合物。

02氮氧化物。

(3)03游离态和化合态。

2．氮气(1)氮气的物理性质04无色、无味、无毒的气体；密度比空气的稍小；难溶于水。

(2)氮气的化学性质氮气分子的结构稳定，通常状况下，氮气的化学性质05不活泼，但在一定条件下能与某些物质发生反应。

写出下列反应的方程式：①与O 2反应：06N 2＋O 2=====放电2NO 。

②与H 2反应：07N 2＋3H 2高温、高压催化剂2NH 3。

(3)氮的固定①定义：将空气中08游离态的氮转化为含氮化合物的过程叫作氮的固定，简称固氮。

②氮的固定的分类3．NO 和NO 2的性质比较 NONO 2物理 性质13无色、14难溶于水的气体15红棕色、16有刺激性气味、17易溶于水的气体化学性质与水反应 不反应183NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO(工业上利用这一原理制取HNO 3)与O 2 反应 192NO ＋O 2===2NO 2不反应毒性有毒，结合血红蛋白的能力比CO 还强20有毒1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。

氮的循环闪电：人工固氮：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5 都是大气污染物N2O3是HNO2 的酸酐②氧化反应：NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O 6 NO + 4 NH3 = 5N2 + 6H2O (催化剂) NO2+ 2KI + H2O = NO + 2KOH+I2（使KI碘化钾淀粉试纸变蓝，可用于NO2 的检验）歧化反应：3NO2+H2O = 2HNO3+NO 4NO2+O2 +2H2O = 4HNO32NO2+2NaOH = NaNO2+NaNO3+H2O（尾气吸收）③NO2和溴蒸气在性质上的相似之处： A ．均有氧化性 B ．溶于水后溶液呈酸性C ．能与碱溶液反应，颜色消失鉴别两者不能用淀粉 KI 试纸、碱溶液等。

NO2和溴蒸气在性质上的差异之处：A ．通入水中，NO2溶于水发生反应后溶液无色而溴蒸气溶于水溶液呈橙色B ．通入AgNO3溶液，有淡黄色沉淀生成的为溴蒸气C ．通入CCl4有机溶剂中， 溶于CCl4而且CCl4溶液呈橙红色的为Br2(g)D ．将盛有溴蒸气和 NO2 气体试管放入冷水中冷却，气体颜色变浅的为 NO2②氨水中含有三种分子（H2O 、NH3•H2O 、NH3）和三种离子（OH —、NH4+、H+），含量最多的是NH3•H2O ，但计算其浓度时要将所有的含氨微粒换算为NH3 ③氨水是一种弱碱，当反应物时，在离子方程式中用分子式表示。

4.氨的制备 ① 反应原理 2NH4Cl+Ca(OH)2==2NH3↑+2H2O+CaCl2 反应装置 固固加热装置 净化 用碱石灰干燥 收集 向下排空气法验满方法 ①用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色 ②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生尾气处理 收集时，一般在试管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花，可减少NH3与空气的对流速度，收集到纯净的NH3△棉花的作用：防止空气对流不能用氢氧化钠代替氢氧化钙：氢氧化钠易吸水，易结块，不易产生NH3；热的氢氧化钠对玻璃有腐蚀作用。

氮及其化合物知识点归纳总结一、氮气、氮的氧化物1、氮气：无色无味的气体，难溶于水。

氮的分子结构：电子式_______ 结构式______________。

（1） 氧化性：N 2+3H 22NH 3，N 2+3Mg=Mg 3N 2其产物的双水解反应：（2）还原性：与O 2的化合（放电或高温条件下）NO O N 222放电+ 2、氮的固定将空气中游离的氮气转化为氮的化合物的方法，统称为氮的固定。

氮的固定的三种途径：（1） 生物固氮：豆科植物根瘤菌将氮气转化为化合态氮（2） 自然固氮：打雷闪电时，大气中的氮气转化为NO NO O N 222放电+ （3） 工业固氮：工业合成氨N 2+3H 22NH 33、氮氧化物种类 物理性质 稳定性 N 2O 笑气NO 无色气体，溶于水中等活泼NO 2红棕色色气体，易溶于水，有毒较活泼，易发生二聚反应N 2O 4 无色气体 较活泼，受热易分解 N 2O 无色气体较不活泼N 2O 3 （亚硝酸酸酐） 蓝色气体（—20°C ）常温不易分解为NO 、NO 2N 2O 5（硝酸酸酐）无色固体 气态不稳定，常温易分解（1） NO 2与水反应：NOHNO O H NO +=+32223（2） NO 、NO 2的尾气吸收：OH NaNO NaOH NO NO O H NaNO NaNO NaOH NO 22222322222+=++++=+（3） NO 的检验：2222NO O NO =+ 现象无色气体和空气接触后变为红棕色。

（4） 两个计算所用的方程式： 4NO+3O 2+2H 2O=4HNO 34NO 2+O 2+ 2H 2O =4HNO 3氮的氧化物溶于水的计算（1）NO 2或NO 2与N 2（非O 2）的混合气体溶于水时可依据：3NO 2+H 2O ✂2HNO 3+NO 利用气体体积变化差值进行汁算。

（2）NO 2与O 2的混合气体溶于水时．由4 NO 2＋O 2十2 H 2O ✂4HNO 3，可知，当体积比：=4：1，恰好完全反应V(NO 2)：V(O 2) >4：1，NO 2过量，剩余气体为NO <4：1，O 2过量，剩余气体为O 2(3) NO 与O 2同时通如水中时．由4 NO ＋3O 2十2 H 2O ✂4HNO 3，可知，当体积比： =4：3，恰好完全反应 V(NO)：V(O 2) >4：3，剩余气体为NO <4：3，剩余气体为O 2（4）NO 、NO 2、O 2三种混合气体通人水中，可先按（1）求出NO 2与H 2O 反应生成的NO 的体积，再加上原混合气体中的NO 的体积即为NO 的总体积，再按（3）方法进行计算。

氮气和氮氧化物1．了解氮的固定和自然界中氮的循环。

2．了解氮气的主要化学性质。

3．认识氮氧化物的性质与转化。

一、氮气与氮的固定 1．氮元素的原子结构和性质(1)氮元素的原子结构氮元素位于元素周期表的第二周期第ⅤA 族，氮原子最外层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。

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)氮元素在自然界中的存在①游离态：主要以氮气分子的形式存在于空气中，约占78%（体积分数）。

②化合态：存在于动植物体内的蛋白质中，土壤、海洋的硝酸盐和铵盐中。

2．氮气的性质(1)物理性质通常情况下，氮气是无色、无味的气体，密度比空气的稍小，难溶于水。

(2)化学性质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，但在高温、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。

写出氮气与下列物质反应的化学方程式。

①金属镁：N 2＋3Mg=====点燃Mg 3N 2，氮气表现氧化性； ②氢气：N 2＋3H 2高温、高压催化剂2NH 3，氮气表现氧化性；③氧气：N 2＋O 2=======放电或高温2NO ，氮气表现还原性。

(3)用途①氮气常用作保护气，如焊接金属、填充灯泡、保存食品等。

②氮气是合成氨、制硝酸的重要原料。

③液氮可用作制冷剂，应用于医学、科技等领域。

3．氮的固定(1)含义：将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。

(2)分类：①自然固氮：大自然通过闪电释放能量将氮气转化为含氮的化合物（高能固氮），或者通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨（生物固氮）。

②人工固氮：工业合成氨。

二、一氧化氮和二氧化氮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NO无色气态无味难溶NO2红棕色气态刺激性气味与水反应2．一氧化氮、二氧化氮的相互转化操作一：在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，观察颜色，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发展目标体系构建1.结合氮元素在周期表中的位置和原子结构，理解N2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NO2的主要性质，培养“科学探究与科学态度”的核心素养。

一、氮气与氮的固定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N2是一种无色、无味的气体，ρ(N2)＜ρ(空气)，难溶于水。

3．氮气的结构与化学性质(1)N2的结构N2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N2在高温、放电等条件下，N2获得足够的能量，使N≡N断裂。

写出N2与Mg、H2、O2反应的化学方程式。

①3Mg ＋N 2=====点燃Mg 3N 2；②N 2＋3H 2高温、高压催化剂2NH 3； 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。

Mg 在空气中燃烧时可以发生的反应有哪些？写出化学方程式。

提示：2Mg ＋O 2=====点燃2MgO ，3Mg ＋N 2=====点燃Mg 3N 2，2Mg ＋CO 2=====点燃2MgO ＋C 。

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.(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。

氮气及氮的氧化物的性质1．氮元素在自然界中的存在形态及氮的固定2．氮气（1）物理性质：无色无味气体，密度比空气略小，难溶于水。

（2）化学性质：①与氧气反应：N 2＋O 2=====放电2NO(导致汽车尾气中产生氮的氧化物和雷电固氮)②与氢气反应：N 2＋3H 2高温、高压催化剂2NH 3(工业合成氨的反应原理)3．氮的氧化物（1）氮有多种价态的氧化物，如N 2O 、NO 、NO 2、N 2O 4、N 2O 3、N 2O 5等，其中属于酸性氧化物的是N 2O 3、N 2O 5。

（2）NO 和NO 2的比较NO NO 2 颜色 无色 红棕色 毒性 有毒有毒 溶解性 不溶于水易溶于水与O 2反应 2NO ＋O 2===2NO 2与H 2O 反应3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO对人体、环境的影响（1）与血红蛋白结合，使人中毒（2）转化成NO 2形成酸雨、光化学烟雾形成酸雨、光化学烟雾【重难点指数】★★★【重难点考向一】NO 、NO 2的性质及对环境的影响【典型例题1】汽车尾气主要含有CO 2、CO 、SO 2、NO x 等物质，这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。

（1）汽车尾气中的CO 来自于________________，NO 来自于________________。

汽车尾气对环境的危害主要有________________(至少填两种)。

（2）NO x 能形成酸雨，写出NO 2转化为HNO 3的化学方程式：_________________________________。

（3）汽车尾气中的CO 、NO x 在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。

写出NO 被CO 还原的化学方程式：________________________________。

【答案】（1）汽油的不完全燃烧 N 2与O 2在汽车汽缸内的高温环境下的反应 形成硝酸型酸雨、导致光化学烟雾、产生温室效应(任填两种即可) （2）3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO （3）2CO ＋2NO =====催化剂N 2＋2CO 2【名师点睛】氮氧化物对环境的污染及防治（1）常见的污染类型①光化学烟雾：NO x 在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生的一种有毒的烟雾。

氮气和氮的氧化物的性质一、氮气1．氮气的化学性质N2 分子中，氮原子与氮原子之间存在着“N≡N”，键长短，键能大，损坏此键需较高的能量，所以氮气分子的构造很稳固。

在往常状况下，氮气的性质不开朗，但在高温或放电条件下也能够与其余物质反响。

（1）非金属的通性：①氮气的 O2 反响 N2+O2 2NO（无色气体）②与氢气反响 N2+3H2 2NH 3③氮气和某些金属反响 N2+3Mg Mg3N22．氮的固定（1）将空气中游离的氮转变为氮的化合物的方法称为氮的固定。

（2）氮的固定分为自然固氮和人工固氮两大类。

二、一氧化氮：1、物理性质： NO往常为色、味的体。

溶于水，有毒。

2、NO的化学性质：（1）NO不与水反响。

（2）NO与 O2的反响：在常温下很简单与空气中的氧气氧化成为 N O2。

化学方程式：（NO2 的生成）3、NO的采集方法—排水法：实验室常用的气体采集方法有、，因为NO易与 O2反响，不溶于水也不与水反响，所以， NO ( 填“能”或“不可以” ) 与氧气大批共存；实验室中采集 NO 只好用法，而不用法。

三、二氧化氮：1、N O2的物理性质：二氧化氮是色、味的有气体。

密度比空气的，易液化，溶于水。

2、N O2的化学性质：（1）N O2与水的反响：二氧化氮溶于水生成硝酸和 NO。

化学方程式：应用：利用二氧化氮与水反响生成硝酸，这是工业上生产硝酸的主要方式。

（2）在往常状况下，二氧化氮还可以自己化合生成无色的四氧化二氮气体。

N2O42NO2 N 2O4因为二氧化氮和四氧化二氮易互相转变，故往常它们均无纯净可言。

（3）二氧化氮有较强的氧化性，可使润湿的碘化钾淀粉试纸变蓝。

（4）N O2不与 O2 反响，难被氧气氧化。

3、N O2的采集方法—向上排空气法：因为 N O2 易与水反响，难被 O2 氧化，所以， N O2 ( 填“能”或“不可以” ) 与氧气大批共存；实验室中采集 N O2 用法，而不可用法。