《高中化學(xué) 3.2.1 自然界中氮的循環(huán) 氮?dú)?一氧化氮和二氧化氮（精講優(yōu)練課型）課件 魯科版必修1.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中化學(xué) 3.2.1 自然界中氮的循環(huán) 氮?dú)?一氧化氮和二氧化氮（精講優(yōu)練課型）課件 魯科版必修1.ppt（60頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第2節(jié)氮的循環(huán)第1課時(shí)自然界中氮的循環(huán)氮?dú)庖谎趸投趸?一、自然界中的氮的循環(huán)1.氮元素在自然界中的存在形式:_____態(tài)和_____態(tài)。2.自然界中氮的循環(huán):,游離,化合,硝酸鹽,氮的氧化物,3.人類活動(dòng)的影響:(1)氮?dú)鈅__→氮肥、硝酸等含氮化合物。(2)燃燒反應(yīng)產(chǎn)生的_________參與氮的循環(huán)。,氨,氮氧化物,二、氮?dú)獾男再|(zhì)及氮的固定1.氮?dú)獾慕Y(jié)構(gòu)和性質(zhì):(1)結(jié)構(gòu):由氮原子形成的_______分子。(2)物理性質(zhì):無色無味的氣體,密度比空氣略___,___溶于水,無毒。,雙原子,小,難,(3)化學(xué)性質(zhì)(寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式):①與氧氣反應(yīng)生成NO,表現(xiàn)還原性:_____________。②與氫氣反應(yīng)生成氨氣,表現(xiàn)氧化性:_____________________。(4)用途:作保護(hù)氣,制造氮肥、炸藥等。【微點(diǎn)撥】可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式必須用“”(可逆號(hào))表示。,N2+O22NO,N2+3H22NH3,2.氮的固定:(1)定義:使空氣中_______的氮轉(zhuǎn)化為___________的過程。(2)分類。,游離態(tài),含氮化合物,生物,仿生,【微點(diǎn)撥】含氮化合物之間的轉(zhuǎn)化不屬于氮的固定。,三、一氧化氮和二氧化氮1.氮的氧化物:,NO,NO2,2.NO和NO2:(1)物理性質(zhì):,無色,無味,不,紅棕色,刺激性,大,易,(2)相互轉(zhuǎn)化(寫出有關(guān)化學(xué)方程式):①NO→NO2:______________;②NO2→NO:____________________。【微點(diǎn)撥】NO2不是酸性氧化物。,2NO+O2====2NO2,3NO2+H2O====2HNO3+NO,【自我小測(cè)】1.思考辨析:(1)由于氮?dú)獾男再|(zhì)較穩(wěn)定,所以氮元素在自然界中只能以游離態(tài)的形式存在。()分析:。雖然氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定,但是氮元素在自然界中的存在形式既有游離態(tài)也有化合態(tài)。,(2)氮?dú)饧扔醒趸砸灿羞€原性。()分析:√。氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)時(shí)表現(xiàn)氧化性,與氧氣反應(yīng)時(shí)表現(xiàn)還原性。(3)氮?dú)饪稍谘鯕庵腥紵?生成一氧化氮。()分析:。二者在放電或高溫下反應(yīng)生成NO,不屬于燃燒。,(4)NO與O2生成NO2屬于氮的固定。()分析:。氮的固定必須是游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物。(5)NO、NO2都可以用排水集氣法收集。()分析:。NO2易溶于水,不能用排水法收集。,2.下列說法不正確的是()A.豆科植物通過根瘤菌吸收空氣中的氮是化學(xué)變化B.汽車尾氣中排放的氮氧化合物是由游離態(tài)氮轉(zhuǎn)化來的C.化石燃料燃燒通常不釋放出氮氧化合物D.植物秸稈燃燒時(shí)放出氮氧化合物,參與了氮的循環(huán),【解析】選C。氮的固定是游離態(tài)的氮變成化合態(tài)的氮,是化學(xué)變化;汽車尾氣中排放的氮氧化合物是由氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)生成的;化石燃料中含有氮的化合物,燃燒時(shí)會(huì)釋放出氮氧化合物;植物秸稈燃燒時(shí)放出氮氧化合物,參與了氮的循環(huán)。,3.(LK必修1P84改編)下列氣體中,易溶于水的氣體是()A.N2B.NOC.NO2D.O2【解析】選C。氮?dú)?、氧氣及一氧化氮均不易溶于?NO2易溶于水。,4.在通常狀況下,氮?dú)夂芊€(wěn)定,這句話是指氮?dú)獾?)A.物理性質(zhì)B.化學(xué)性質(zhì)C.物理變化D.化學(xué)變化【解析】選B。氮?dú)庠谕ǔＧ闆r下是一種無色無味的氣體,化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定,一般不與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),它的穩(wěn)定性需要通過化學(xué)變化才能表現(xiàn)出來,因此是化學(xué)性質(zhì)。,5.(LK必修1P74改編)氮?dú)饽艽罅看嬖谟诳諝庵械母驹蚴?)A.氮?dú)庑再|(zhì)穩(wěn)定,即使在高溫下也很難跟其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)B.氮?dú)獗瓤諝廨p,且不溶于水C.氮分子中兩個(gè)氮原子結(jié)合很牢固,分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定D.氮?dú)鉄o氧化性,也無還原性,不跟其他物質(zhì)反應(yīng),【解析】選C。氮分子是由氮原子構(gòu)成的雙原子分子,兩個(gè)氮原子之間共用三對(duì)電子,使每個(gè)原子都能達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。要破壞這種牢固的結(jié)構(gòu),需要很高的能量。,一、NO、NO2的性質(zhì)對(duì)比典題探究:1.(2014天津高考改編)實(shí)驗(yàn)室制備下列氣體時(shí),所用方法正確的是()A.制氧氣時(shí),用Na2O2或H2O2作反應(yīng)物可選擇相同的氣體發(fā)生裝置B.制氯氣時(shí),用飽和NaHCO3溶液和濃硫酸凈化氣體C.制一氧化氮時(shí),用排水法或向上排空氣法收集氣體D.制二氧化氮時(shí),用水或NaOH溶液吸收尾氣,【解題指南】解答本題時(shí)需注意以下兩點(diǎn):(1)氣體發(fā)生裝置的選擇取決于反應(yīng)物的狀態(tài)及反應(yīng)條件;(2)氣體的收集方法由氣體密度、水溶性以及化學(xué)性質(zhì)決定。,【解析】選A。Na2O2和水或H2O2在二氧化錳的催化下都能制取氧氣,二者都是固體與液體反應(yīng),可以選用相同的氣體發(fā)生裝置,A正確;實(shí)驗(yàn)室制取氯氣時(shí)氯氣中含有氯化氫和水分,常用飽和的食鹽水和濃硫酸凈化氣體,B錯(cuò)誤;一氧化氮與空氣中的氧氣反應(yīng),不能用排空氣法收集,C錯(cuò)誤;二氧化氮與水作用生成一氧化氮,仍會(huì)污染空氣,所以不能用水吸收,D錯(cuò)誤。,2.(2015岳陽(yáng)高一檢測(cè))把少量NO2氣體通入過量小蘇打溶液中,再使逸出的氣體通過裝有足量的過氧化鈉顆粒的干燥管,最后收集到的氣體是()A.氧氣B.二氧化氮C.二氧化氮和氧氣D.二氧化氮和一氧化氮,【解題指南】解答本題時(shí)需注意以下兩點(diǎn):(1)將NO2通入NaHCO3溶液時(shí)發(fā)生了NO2與水、HNO3與NaHCO3兩個(gè)反應(yīng);(2)各反應(yīng)中生成物之間的比例關(guān)系。,【解析】選C。少量NO2氣體通入過量小蘇打溶液中,逸出的氣體為NO、CO2,二者物質(zhì)的量之比為1∶2,同時(shí)還有少量水蒸氣逸出,再使逸出的氣體通過裝有足量的過氧化鈉顆粒的干燥管,CO2與過氧化鈉反應(yīng)生成的O2與NO反應(yīng)生成NO2,O2有剩余,同時(shí)逸出的少量水蒸氣與過氧化鈉反應(yīng)生成O2,所以最后收集到的氣體是NO2和O2。,【歸納總結(jié)】NO和NO2的性質(zhì)比較,【拓展深化】氮氧化物與酸性氧化物(1)NO2與水反應(yīng)生成HNO3,但是同時(shí)還生成NO,而且NO2與HNO3中的氮元素化合價(jià)不同,因此NO2不是HNO3對(duì)應(yīng)的酸性氧化物;(2)NO2雖然不是酸性氧化物,但是可以與堿反應(yīng),如2NO2+2NaOH====NaNO3+NaNO2+H2O;(3)NO也不是酸性氧化物,但是NO2與NO的混合氣可以被堿液吸收,如NO2+NO+2NaOH====2NaNO2+H2O。,【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練】(2015六安高一檢測(cè))無色的氣體甲,可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的幾種,將100mL甲氣體經(jīng)過如圖所示實(shí)驗(yàn)的處理,結(jié)果得到酸性溶液,而幾乎無氣體剩余,則甲氣體的組成可能為(),A.NH3、NO2、N2B.NH3、NO、CO2C.NH3、NO2、CO2D.NO、CO2、N2【解析】選B。無色混合氣體,證明沒有NO2的存在,故A、C錯(cuò)誤。又經(jīng)過系列實(shí)驗(yàn)的處理得酸性溶液,且通過足量Na2O2后顯紅棕色,最后通入水中幾乎無氣體剩余,證明氣體甲中無N2,應(yīng)存在NH3、NO、CO2氣體,故B正確。,【補(bǔ)償訓(xùn)練】常溫下,將充滿等體積混合氣體的試管倒立在水槽中,試管內(nèi)氣體體積不會(huì)明顯減小的一組是()A.NO2、N2B.Cl2、CO2C.NO、COD.NO、O2【解析】選C。A中的NO2溶于水,氣體體積減小;B中的Cl2、CO2均能溶于水,氣體體積減小;C中的NO、CO均不溶于水,氣體體積無明顯變化;D中的NO與O2生成的NO2溶于水,氣體體積減小。,二、氮氧化物、氧氣與水的反應(yīng)思考探究:,用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn):①將充滿NO2氣體的試管倒置于水槽中,發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)液面逐漸上升;②待液面靜止后,沿導(dǎo)管向試管內(nèi)慢慢充入O2,發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)液面繼續(xù)上升,最終充滿試管。試分析上述實(shí)驗(yàn)過程,思考下列問題:(1)實(shí)驗(yàn)①②中分別發(fā)生了哪些反應(yīng)?(2)若試管容積為VmL,實(shí)驗(yàn)②中充入O2的體積為多少?,【歸納總結(jié)】氮氧化物溶于水的計(jì)算氮氧化物溶于水的計(jì)算常涉及以下幾個(gè)方面:混合氣體的組成;反應(yīng)后剩余氣體的種類和量;反應(yīng)后溶液的濃度。計(jì)算的依據(jù)是化學(xué)反應(yīng)方程式,根據(jù)化學(xué)方程式分析各反應(yīng)物的量、判斷剩余氣體的種類。應(yīng)用守恒法進(jìn)行計(jì)算。,1.有關(guān)化學(xué)方程式:3NO2+H2O====2HNO3+NO①4NO2+O2+2H2O====4HNO3②4NO+3O2+2H2O====4HNO3③2NO+O2====2NO2④,2.分析思路:(1)有關(guān)NO、NO2、O2混合氣體與H2O反應(yīng)后剩余氣體問題,因NO2與H2O反應(yīng),NO與O2反應(yīng),所以剩余的氣體只可能為NO或O2中的一種。(2)②③兩反應(yīng)是根據(jù)循環(huán)反應(yīng)中電子守恒法得出的。例如,NO與O2混合通入水中,發(fā)生反應(yīng):2NO+O2====2NO2,3NO2+H2O====2HNO3+NO,在這當(dāng)中,存在著NO向NO2轉(zhuǎn)化,NO2向HNO3轉(zhuǎn)化的同時(shí)又生成NO的循環(huán)反應(yīng)。但總體來講,NO→HNO3,N的化合價(jià)升高是由于被O2氧化,因此我們可以寫出:4NO+3O2+2H2O====4HNO3,得出反應(yīng)③,同理,得出反應(yīng)②。,【警示】(1)氮氧化物、氧氣與水反應(yīng)時(shí),若有氣體剩余,可能為NO或O2,不可能是NO2。(2)反應(yīng)過程中要遵循質(zhì)量守恒原理和電子守恒原理。,【拓展深化】氮氧化物溶于水后剩余氣體的情況分析,【典題訓(xùn)練】(雙選)同溫同壓下,將NO2、NO、O2按一定的體積比充滿一容器,再倒置于盛有水的水槽中,片刻后液體充滿了容器,則反應(yīng)的NO2、NO、O2的體積比可能是()A.1∶1∶1B.4∶3∶1C.4∶24∶19D.2∶8∶7,【解題指南】解答本題時(shí)需注意以下兩點(diǎn):(1)氣體恰好被完全吸收時(shí)溶液中溶質(zhì)的成分。(2)氧化還原反應(yīng)中還原劑與氧化劑遵循電子轉(zhuǎn)移守恒。,【解析】選A、C。利用電子轉(zhuǎn)移守恒法解題。NO、NO2、O2恰好轉(zhuǎn)化為HNO3,在轉(zhuǎn)化過程中1個(gè)NO分子失去3個(gè)電子,1個(gè)NO2分子失去1個(gè)電子,1個(gè)O2分子得4個(gè)電子,根據(jù)得失電子守恒有n(NO2)+3n(NO)=4n(O2),把各選項(xiàng)代入驗(yàn)證,故正確答案為A、C。,【互動(dòng)探究】(1)若按B項(xiàng)中的氣體的體積比進(jìn)行上述操作,最終容器中剩余氣體是什么?提示:B項(xiàng)中NO2、NO、O2的體積比為4∶3∶1,其中NO2與O2按4∶1可以被水完全吸收,最終剩余的氣體為NO。,(2)假設(shè)容器中的液體不擴(kuò)散,上述A、C形成的溶液濃度相等嗎?提示:不相等。A中氮的氧化物占容器體積的2/3,多于C中的28/47,再根據(jù)氮原子守恒可知,A中生成的HNO3多,形成溶液的濃度大。,【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練】按如圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn),試管內(nèi)裝有12mLNO,然后間歇而緩慢地通入8mLO2,下面有關(guān)實(shí)驗(yàn)最終狀態(tài)的描述正確的是()A.試管內(nèi)氣體呈紅棕色B.試管內(nèi)氣體為無色的NOC.試管內(nèi)氣體為無色的O2D.試管內(nèi)充滿了液體,【解析】選B。據(jù)題意在裝有NO的試管內(nèi)通入O2時(shí)依次發(fā)生反應(yīng)2NO+O2====2NO2,3NO2+H2O====2HNO3+NO,二者相加得總反應(yīng)為4NO+3O2+2H2O====4HNO3,由于即NO過量,試管內(nèi)剩余氣體為無色的NO,液體未充滿試管。,【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.(2015蕪湖高一檢測(cè))將充有amLNO和bmLNO2氣體的試管倒立于水槽中,然后通入amLO2。氣體體積均在同溫同壓下測(cè)定,且b>a,則充分反應(yīng)后,試管中氣體在同溫同壓下的體積為()A.(b-a)/3mLB.(a-b)/3mLC.(4b-1)/13mLD.3/(b-a)mL,【解析】選A。已知反應(yīng)4NO2+O2+2H2O====4HNO3,4NO+3O2+2H2O====4HNO3;由這兩個(gè)反應(yīng)可得NO+NO2+O2+H2O====2HNO3,b>a,則同溫同壓下反應(yīng)中NO2過量(b-a)mL,而過量的NO2與水反應(yīng)生成(b-a)/3mLNO。,2.一定條件下,將34mLNO和O2的混合氣體充入試管中,并將試管倒立于水中,充分反應(yīng)后剩余氣體為6mL,剩余氣體遇到空氣立刻變?yōu)榧t棕色。則混合氣體中NO與O2的體積分別為()A.22mL、12mLB.13mL、21mLC.16mL、18mLD.21mL、13mL,【解析】選A。剩余氣體遇到空氣變紅棕色,說明為NO。參與反應(yīng)的氣體總體積為34mL-6mL=28mL,依反應(yīng)4NO+3O2+2H2O====4HNO3知,反應(yīng)的V(NO)=28mL=16mL,V(O2)=28mL-16mL=12mL。則V(NO)=16mL+6mL=22mL,V(O2)=12mL,A項(xiàng)符合。,“體積差量法”1.體積差量法:根據(jù)化學(xué)方程式中氣體反應(yīng)物與氣體生成物之間存在的體積差量關(guān)系列式計(jì)算的一種方法。,2.體積差量法的應(yīng)用:(1)確定“理論差值”。即反應(yīng)前后氣體反應(yīng)物的總量與氣體生成物的總量的差值:該差值的大小與參加反應(yīng)的氣體的體積成正比。如3NO2+H2O====2HNO3+NOΔV312,(2)找出實(shí)際差值。依據(jù)題設(shè)條件,找出“氣體增重或減少”的試劑差值,如反應(yīng)3NO2+H2O====2HNO3+NO的實(shí)際差量可表示為V(NO2)-V(NO)。,(3)列式求解。3NO2+H2O====2HNO3+NOΔV312V(NO2)V(NO)V(NO2)-V(NO)列比例式為可根據(jù)具體題設(shè)條件求得未知量,或?qū)Ρ壤竭M(jìn)行變形等求解。,【即時(shí)演練】將裝有50mLNO2、NO混合氣體的量筒倒立于水槽中,反應(yīng)后氣體體積縮小為30mL,則原混合氣體中NO2和NO的體積比是()A.5∶3B.3∶5C.3∶2D.2∶3,【審題指導(dǎo)】,【解析】選C。設(shè)混合氣體中NO2的體積為x,差量法:3NO2+H2O====2HNO3+NOΔV3mL1mL2mLx50mL-30mL=20mL解得x=30mL。則原混合氣體中NO的體積為50mL-30mL=20mL,所以V(NO2)∶V(NO)=30mL∶20mL=3∶2。,【補(bǔ)償訓(xùn)練】一定條件下,將12mL的NO2和O2的混合氣體置于試管中,并將試管倒立于水槽中,充分反應(yīng)后剩余氣體的體積為2mL,則原混合氣中NO2的體積可能為()A.4mLB.6mLC.8mLD.10mL,【解析】選C。設(shè)原混合氣體中NO2的體積為V(1)若剩余氣體為O24NO2+O2+2H2O====4HNO3ΔV45V(12-2)mL=10mL解得V=8mL,(2)若剩余氣體為NO3NO2+H2O====2HNO3+NO31V(NO2)2mLV(NO2)=6mL4NO2+O2+2H2O====4HNO3ΔV45(V-6)(12-2-6)mL=4mL解得V=9.2mL故選C。,