苏教版 (2019)必修 第二册专题7 氮与社会可持续发展第一单元 氮的固定课文内容课件ppt

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1 | 氮气及氮的固定
第一单元 氮的固定
必备知识 清单破
1.氮元素的存在　　在自然界中,氮元素既有游离态,也有化合态,但大部分氮元素以游离态的氮气分子形式 存在于空气中。2.氮气(1)氮分子的结构　　氮分子的电子式为··N︙︙N··,结构式为N N。(2)氮气的物理性质
(3)氮气的化学性质　　通常状况下,氮气较稳定,与其他物质不反应。①氮气能与氧气在放电条件下直接化合,反应的化学方程式为N2+O2  2NO。②氮气能与氢气反应,化学方程式为N2(g)+3H2(g)  2NH3(g)。该反应是工业合成氨的反应原理。③氮气能与金属镁反应,化学方程式为3Mg+N2  Mg3N2。3.氮的固定(1)概念　　将空气中游离态的氮转化成含氮化合物叫作氮的固定,简称固氮。
1.“雷雨发庄稼”的原因:在雷雨天气,空气中的N2、O2在放电的条件下会发生反应生成NO, 而NO在空气中很不稳定,与空气中的O2反应生成NO2,NO2随雨水降落到地面的过程中又与 水反应生成了HNO3,生成的HNO3与土壤中的矿物质作用生成硝酸盐,其中的硝酸根离子被 植物的根系吸收,转化为植物生长所需的养料。2.NO的性质:常温下,NO是一种无色、无味、微溶于水的气体,很容易与空气中的O2化合生 成NO2,反应的化学方程式为2NO+O2  2NO2。3.NO2的性质:常温下,NO2是红棕色、有刺激性气味的气体,密度比空气的大,易被液化。二氧 化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,化学方程式为3NO2+H2O  2HNO3+NO。工业上利用这一原理制取硝酸。
2 | 一氧化氮和二氧化氮
知识辨析1.N2既有氧化性又有还原性。这种说法对吗?2.氮的固定不一定是氧化还原反应。这种说法对吗?3.NO2属于酸性氧化物。这种说法对吗?4.NO和NO2都是有刺激性气味的有毒气体,它们都是大气污染物。这种说法对吗?5.N2与O2反应可直接生成NO2。这种说法对吗?6.收集NO只能用向下排空气法,收集NO2只能用排水法。这种说法对吗?
一语破的1.对。N2中N元素的化合价是0价,处于中间价态,既有氧化性又有还原性。2.不对。氮的固定是指将游离态的氮转化成含氮化合物的过程,一定是氧化还原反应。3.不对。NO2与水反应除了生成HNO3,还生成NO,NO2不属于酸性氧化物。4.不对。NO没有刺激性气味。5.不对。N2与O2反应生成NO,不能直接生成NO2。6.不对。NO极易与O2反应,收集NO不能用排空气法,可用排水法;由于NO2易与水反应且密度 比空气大,故收集NO2不能用排水法,可用向上排空气法。
氮的氧化物与O2、H2O反应的计算
关键能力 定点破
 1.主要反应的化学方程式:2NO+O2  2NO2、3NO2+H2O  2HNO3+NO。当体系中同时存在NO、O2和H2O时,最终反应可表示为4NO+3O2+2H2O  4HNO3;当体系中同时存在NO2、O2和H2O时,最终反应可表示为4NO2+O2+2H2O  4HNO3。
2.氮的氧化物与氧气混合后通入水中的计算(1)NO2和O2的混合气体溶于水(足量)时,反应可表示为4NO2+O2+2H2O 4HNO3。情况分析见下表:
(2)NO和O2的混合气体通入水(足量)中时,反应可表示为4NO+3O2+2H2O  4HNO3。情况分析见下表:
(3)NO、NO2、O2三种混合气体通入水(足量)中的计算:方法一:先将NO和O2转化为NO2,再按上述各种情况分别处理,或先将NO2和H2O反应转化为 NO,再按上述各种情况处理。方法二:原子守恒法。在4NO+3O2+2H2O  4HNO3、4NO2+O2+2H2O  4HNO3反应中,4NO+3O2和4NO2+O2从组成上均相当于2N2O5,都与反应N2O5+H2O  2HNO3等效。当NO、NO2、O2的混合气体溶于水时利用混合气体中N、O原子个数比进行分析判断。N(N)∶N(O) 
典例1 将相同条件下a mL NO、b mL NO2和c mL O2混合于同一试管中,将试管倒置于水中, 充分反应后,试管内气体全部消失,则a∶b∶c不可能是 (　    )A.1∶1∶1　　　　　　B.2∶1∶1C.3∶7∶4　　 D.1∶5∶2
思路点拨    体系中同时存在NO、NO2和O2,与水充分反应后气体无剩余,需结合反应4NO+3O2+2H2O  4HNO3、4NO2+O2+2H2O  4HNO3分析。
解析    充分反应后,试管内气体全部消失,即NO、NO2、O2三种气体恰好完全反应生成了硝 酸;根据反应4NO+3O2+2H2O  4HNO3可知,a mL NO完全转化为HNO3需要O2  mL;根据反应4NO2+O2+2H2O 4HNO3可知,b mL NO2完全转化为HNO3需要O2  mL;所以 + =c,选项B中的数据不能使关系式成立,故选B。
   方法技巧    解答此题还可以利用得失电子守恒法。充分反应后,试管内气体全部消失,即 NO、NO2、O2三种气体恰好完全反应生成了硝酸,假设气体是x ml NO、y ml NO2和z ml O2,反应中x ml NO失去3x ml电子,y ml NO2失去y ml电子,z ml O2得到4z ml电子,根据反 应中得失电子守恒可得3x+y=4z。
典例2 在相同温度和压强下,将9 mL NO2和一定体积NO的混合气体通入试管中,并将试管倒 立于盛有水的水槽中,待试管内液面不变后再通入6 mL O2,充分反应后,剩余1.5 mL气体,则原 混合气体中NO的体积可能为(　    )①2 mL　　②3 mL　　③4 mL　　④4.5 mL ⑤6.5 mLA.①③　　B.①⑤　　C.③④　　D.②⑤
思路点拨    根据3NO2+H2O  2HNO3+NO、4NO+3O2+2H2O  4HNO3,剩余的1.5 mL气体可能为NO,也可能为O2。