13-14高一化学全程学习方略配套课件：第3章 第2节 1 自然界中氮的循环 氮气(鲁科版必修1)

二、氮的固定 1．氮气 (1)物理性质：无色无味的气体，难 溶于水。 (2)化学性质：通常状况下，化学性质不活泼。
2．氮的固定 (1)定义：使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。 (2)分类。
氮自然 的 固
高能固氮N2＋O2=放==电==2NO
固氮 生物 固氮豆科植物的根
瘤菌固氮
定
人工
解析：(1)NO 遇 O2 迅速反应生成 NO2∶2NO＋O2===2NO2，然后 NO2 与水反应：3NO2
＋H2O===2HNO3＋NO，导致试管中的液面上升，最终剩余的气体是无色的 NO。
(2)将(1)中两个反应合并可得：
4NO＋2H2O＋3O2===4HNO3
4
3
V(NO)
1.5 mL
解得 V(NO)＝2.0 mL，故最终试管内剩余 NO 气体，其体积为 1.0 mL。
4．一氧化氮对 SARS 病毒的抑制作用明显。下列关于 NO 的说法正确的是( ) A．NO 是酸性氧化物 B．NO 只能通过人工合成 C．NO 是大气污染物，会形成酸雨 D．NO 可以用向下排空气法收集 答案：C
5．下列反应属于氮的固定的是( ) A．工业合成氨 B．由氨气制备碳酸氢铵 C．铜与浓硝酸反应产生 NO2 D．NH4Cl 与 Ca(OH)2 反应生成 NH3
2．在通常状况下，氮气很稳定，这句话是指氮气的( )
A．物理性质
B．化学性质
C．物理变化
D．化学变化
答案：B
3．下列反应中氮元素只发生还原反应的是( ) A．N2＋O2=放==电==2NO B．2NO＋O2===2NO2 C．N2＋3H2高催温化、剂高压2NH3 D．3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 答案：C

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 来试管中盛装的气体不可能是( )
A．N2 与 NO2 的混合气体 B．O2 与 NO2 的混合气体 C．NO 与 NO2 的混合气体 D．NO2 一种气体
●新课导入建议 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”。学习过本节后同学们就可以用简单 的化学原理来解释此地牧草茂盛的原因了。
●教学流程设计
演示结束
【解析】
如果气体是 N2 与 NO2 的混合气体，则水不
会充满整个试管，因为 N2 不溶于水；如果是 NO2(或 O2 和 NO2 的混合气体 )，发生反应：4NO2＋ 2H2O＋ O2===4HNO3， 水会充满试管；如果是 NO 与 NO2 的混合气体，通入 O2 会 发生反应 4NO2 ＋ 2H2O ＋ O2===4HNO3 和 4NO ＋ 2H2O ＋ 3O2===4HNO3，而使水充满试管。
3． 4NO2＋ O2 和 4NO＋ 3O2 从组成上看均相当于 2 个 N2O5，即总反应式都与 N2O5＋H2O===2HNO3 等效。这不仅 是记忆上述 1、2 两式的方法，也为上述问题的解决提供了新 的思路，即利用混合气体中的 N、 O 原子个数比进行分析判 断： <2∶5，剩余 O2 N(N)∶N(O)＝ 2∶5，完全反应 >2∶5，剩余 NO
V(NO)∶V(O2)>4∶3 时， NO 有剩余。 由题意， V(NO)∶V(O2) ＝5∶3 可知，NO 剩余 2 mL，则试管内液面上升。 【答案】 B

【解析】选 C。N2 性质稳定，但在高温下可与 H2 等物质反应表现出氧化性，与 O2 在放电条件下反应表现出还原性，A、D 项不正确；氮气密度与空气相近，且 不是 N2 能大量存在于空气中的根本原因，B 项不正确。
(1)汽车尾气中含有 CO、NO 等多种污染物，已成为城市空气的主要污染源。汽油 和柴油中基本不含氮元素，那么汽车尾气中的 NO 是如何产生的？写出有关反应 的化学方程式(忽略空气中二氧化碳)。(关键能力——探究与创新) 提示：汽车尾气中的 NO 是由空气中的氮气和氧气在内燃机中高温条件下反应而 生成，N2＋O2=高==温== 2NO。
能力形成·合作探究
氮气的性质和应用
材料一：氮气在正常情况下是一种安全的气体。通常用来作保护气体，很多电灯 泡里都灌有氮气，因为这样可以减慢钨丝的氧化速度，使灯泡经久耐用。 材料二：豆科植物的根瘤菌具有特殊的固氮能力，它能巧妙地把空气中的氮气转 化为植物能吸收的氮肥。化学家正在努力研究生物固氮的奥秘。
在高温、高压、放电等条件下，N2 能与 H2、O2、Mg 等发生化学反应。 1．氮气与氢气反应：
N2＋3H2
2NH3，该反应是工业合成氨的原理。
2．氮气与氧气反应：N2＋O2=放==电== 2NO。
3．氮气与镁反应：3Mg＋N2=点==燃== Mg3N2。
【典例】(2021·济南高一检测)氮气在大气中虽多于氧气，由于它的性质不活泼， 所以人们在认识氧气之后才认识氮气的。不过它的发现却早于氧气。D·卢瑟福 发现这气体不能维持生命，具有灭火性质，可以分离空气获得。氮气能大量存 在于空气中的根本原因是( ) A．氮气性质稳定，即使在高温下也很难与其他物质发生反应 B．氮气比空气轻，且不溶于水 C．氮分子中两个氮原子间结合得很牢固，分子结构稳定 D．氮气无氧化性，也无还原性，不与其他物质反应

中乙。
第55页，共86页。
选取三个250 mL干燥的烧瓶及瓶塞，用于收集三种制法的氨气。 请填空：
(1)写出②法制取氨气的化学方程式_________________。
(2)说明用③法制取氨气的原理_____________________。 (3)检验氨气已收集满的方法_______________________。
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请填写下列空白： (1)A的化学式是_________________； (2)B与C两气体相遇时，观察到的现象是______________；
(3)写出A与浓NaOH溶液共热时发生反应的离子方程式： _________________________________________________；
(4)集满氨气的烧瓶做喷泉实验，装置如图中丙(烧杯内盛酚酞溶液)，解 释现象及其原因_____________________。
第56页，共86页。
【解析】碳酸氢铵与氢氧化钠反应生成碳酸钠、氨气、水；氢氧化 钠固体加入浓氨水中放出热量，同时吸水，加快氨水分解得到氨气。
第57页，共86页。
答案：(1)NH4HCO3+2NaOH====NH3↑+Na2CO3+2H2O (2)氢氧化钠固体加入浓氨水中放出热量，同时吸水，加快氨水分 解得到氨气
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4.下列离子方程式正确的是( ) A.硫酸铵溶液与氢氧化钡溶液共热：
NH4++OH- ==△==NH3↑+H2O
B.氯化铵溶液中加入稀氢氧化钠溶液，加热： NH4++OH- △ NH3·H2O
C.氨水与=盐=酸==反应：NH3·H2O+H+====NH4++H2O