第二节氮的循环

第1课时 氮循环中的物质-氮气与氮的氧化物【学习目标】1、了解氮的循环过程及人类活动的影响，认识氮循环过程中的重要物质。2、了解氮的固定的定义和形式。3、掌握氮气、一氧化氮和二氧化氮的相关性质及用途。【课前自主探究】、自然界中氮的循环1、自然界中氮元素的存在状态:态和态。生物固氮：通过豆科植物的 为把空气中的氮气转化三.一氧化氮和二氧化氮的性质氮循环中的物质有多种氧化物，如等（氧化物中氮元素的化合价为+ 1、+ 2、+ 3、+ 4、+ 5）。其中NO、NO均为毒气体，是大气污染物。NO为色溶于水的气体，它与结合的能力比CO还强；另外，它在生物学方面有独特的作用。NO分子作为一种传递神经信息的“信息分子”，在使血管扩张、免疫、增强记忆力等方面有及其重要的作用。1992年，NO分子被世界著名杂志Science评为 分子。NO为色溶于水的气体。在通风厨内打开盛NO的集气瓶，观察到的现象为。请用化学方程式表示 NO与NO的相互转化（1）N0tNC2: ;（2）NO2 NO 。2、氮的固定二、氮气- r高能固氮：合成氨：反应的方程式人工固氮k仿生固氮自然固氮1、氮气的性质氮气是一种色、氮气是由氮原子构成的味、毒的气体，溶于水。分子，两个氮原子间共用 对电子，使每个原子都达到稳定结构。要破坏这种牢固的结合，需要很高的能量。故常温下，氮气的化学性质不活泼，很 难与其他物质发生反应。但在一定条件下，氮气也可以发生反应：（1）氮气和氧气反应（反应方程式） （2）氮气和氢气反应（反应方程式） 思考：、用化学方程式解释农谚“雷雨肥庄稼”。【预习检测】1、 下列过程不属于氮的固定的是（）A、雷电时生成氮的氧化物B、植物的根瘤菌吸收氮气，使之转化为植物蛋白质C、工业上用氢气与氮气合成氨D、NO2溶于水得到硝酸2、 关于氮气的性质的说法中，错误的是（）A. 通常情况下，氮气性质很不活泼B. 可在氧气中燃烧，生成一氧化氮C. 在水中溶解度小（通常情况下）D. 跟氢所在一定条件下发生反应，氮气是氧化剂3、盛满NO气体的试管，倒置在水槽中，反应完毕后，液面上升的高度是试管的（）A . 1/2 B . 1/3 C . 2/ 3 D . 5/6、什么是可逆反应?【课内合作探究】【探究点1】自然界中氮的循环过程1. 请从动植物体，自然界中的雷雨放电、人类的活动三方面分析氮在自然界中的循环。 氮的循环过程中出现的含氮元素的微粒有哪些？试按元素价态的高低排列。2.归纳Na的化学性质有哪些特点？ 了解物质结构与性质的关系。 试说明可逆反应的特点有哪些？例题2将10 mL充满NO?和。2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 无色气体，求原混合中 NO?和。2各多少mL ?探（3） NO和Q同时通入水中NONQ颜色状态气味毒性水溶性相互转化例题3.将10ml的NO与10mlQ的同时通入到盛满水的试管中，反应后试管内剩余气体的体积是多少？【探究2】NO与NO的性质1. 阅读教材第76页有关内容，完成下表。2. 氮的氧化物溶于水的计算：（1）NO 2或NO与NO的混合气体溶于水。例题1.盛满等体积NO和NQ的混合气体的试管，倒置在水槽中，反应完毕后，液面上升的高度是试管的（）A . 1/2 B1/3 C5/6NO 2和O2的混合气体溶于水。4. 标准状况下NO装满一烧瓶，倒置于水槽中，所得溶液的物质的量浓度是多少?5、 将盛有12mLNO和Q的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2mL无色气体，则原混合气体中 Q的体积可能是（）A. 1.2mLB.2.4mLC.3.6mL D.4mL6、 一无色气体可能是由 CO、HCI、NH3、NO、NO Hb中的一种或几种组成。将此无色气体通过 装有浓硫酸的洗气瓶，发现气体体积减少一部分，继续通过装有足量固体NazQ的干燥管（假设 反应完全），发现从干燥管出气口一端出来的气体颜色显红棕色，再将该气体通入盛满水、倒立于水槽中的试管内，最后试管里仍然充满液体。由此可知：（1） 原气体中一定含有 , 一定不含有 。（2） 由最终结果可知，原气体中 气体的体积比为 。【课后训练】1、实验室制备下列气体，只能用排水法收集的是（）A. NQ B . NO C . Q D . CI22、 起固氮作用的化学反应是（）A. N2和H2在一定条件下反应生成 NHB. NO与Q反应生成NOC. NH催化氧化生成NOD. 由NH制“円日。0和（NH） 2SQ3、 在一定温度和压强下，将装有N2和NQ混合气体的试管倒立在水槽中，经足够长的时间后,3试管内气体的体积缩小为原体积的，则原混合气体中 N2与NO的体积比是多少？57、一氧化氮是大气污染物之一。目前，有一种治理方法在400 C左右、有催化剂存在的情况下，用氨将一氧化氮还原为氮气和水。该反应的化学方程式为，氧化剂为，还原剂为，氧化产物与还原产物的质量比为 。第2课时氮的循环-氨及铵态氮肥【目标引领】掌握氨气、铵盐的主要物理性质和化学性质，知道NH4+的检验方法，能书写相关反应的化学方程式。重点、难点：氨、铵盐的性质。【课前自学探究】1. 氨气是色味的气体，比空气，在常温、常压下 1体积水可溶解体积的氨。氨溶于水可用下列过程表示，所得溶液称，呈性。2、（ 1 ）氨的喷泉实验体现了氨具有下列性质 ， 。（2）氨与酸反应生成相应的铵盐， 若用一玻璃棒蘸取浓氨水靠近另一根蘸有浓盐酸的玻璃棒，可观察到反应化学方程式为,（3） 由于氨中氮元素的化合价为 -3,所以氨具有性。氨的催化氧化反应的化学方程式为：，这是工业上制备硝酸的基础。【预习检测】1某同学回农村老家陪爷爷下地干活时，发现爷爷家的庄稼矮小细弱，叶片发黄。如果你是这位同学的话，应该告诉爷爷及时（）A.施磷肥 B.施钾肥 C.施氮肥 D.浇水2摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。该化学物质是（）A .氯化钠B .固体硝酸铵C .固体氢氧化钠D .生石灰3阿波罗宇宙飞船升入太空是以N2H4 （联氨）和N2O4为推力源。反应温度高达2700C,反应式为2N2H4+ N2O4 = 3N2+ 4出0。对于该反应的说法正确的是（）A 联氨是氧化剂B .氧化产物和还原产物的质量比为1： 2C 属于置换反应3、化学氮肥主要包括氮肥（主要成分为）、氮肥（主要成分为）、有机态氮肥尿素CO(NH 2)24、铵盐都是晶体，都溶于水。铵盐的主要化学性质有：受热容易分解。女口： NH4CI受热分解的化学方程式为：现象为NH 4HCO 3受热分解的化学方程式：。将生成的气体通入新制的石灰水中，现象为。与碱共热都能生成氨气，因此铵态氮肥（填“能”或“不能”）与碱性物质如草木灰等混合使用。铵盐与碱溶液反应的离子方程式为。利用该性质可检验的存在。5实验室中可以用 （填化学式及状态）共热制 NH3,反应的化学方程式。D 联氨是还原剂【课内合作探究】【探究1】氨气的性质【观察思考】演示实验1氨的溶解性实验。演示实验2氨和氯化氢的反应。通过观察实验现象，思考、归纳完成下列表格实验实验现象结论实验1实验21、通过观察实验现象，你获得了氨的哪些物理性质?2、喷泉实验原理是什么？氨溶解于水仅是简单的溶解过程吗？喷泉呈红色说明什么问题？氨水中发生了哪些反应？含有哪些成分？3、实验2的现象为什么能发生？该实验说明浓盐酸和浓氨水各具有什么性质？若将浓盐酸用 浓硝酸、浓硫酸代替，会观察到同样的现象吗？4、氨中氮元素的化合价是 -3，请从化合价的角度分析，氨还可能具有什么性质？它可能与哪些 物质反应？【探究2.】氨的实验室制取1、常用药品有哪些？2化学反应原理是什么？3. 气体发生装置怎样？4 怎样收集氨气？5如何检验氨气是否收集满了？6、试管口棉花团有何作用？如何干燥氨气？拓展：快速制氨气法：(1) 加热浓氨水法：(2) 向生石灰或NaOH上滴加浓氨水。【训练巩固】1有关氨的性质叙述中正确的是()A.B.丑核站淬一-水.冠水屁腕件C.冠辽利酸#周占漩.-IlfflD.在反应NH3+H + = NHJ人-或火厶世于被氣牛2氨水中存在的粒子有NH3NH3 H2O H2O OH-NH4+A.只有B.只有 C.有 D.有3、在四片玻璃片上分别滴有下列溶液，当氨气靠近各玻璃片时，有白烟产生的是()A 浓硫酸B 浓磷酸C.浓硝酸D 浓的氢氧化钠溶液【探究3】铵态氮肥【观察思考】演示实验3取少量氯化铵固体放在试管中加热。演示实验4取少量碳酸氢铵固体放在试管中加热，并将生成的气体通入新制的石灰水中。演示实验5在试管中加入少量氯化铵固体，再滴加适量的10%氢氧化钠溶液，加热，并将湿润的红色石蕊试纸贴在玻璃棒上靠近试管口，观察现象。 通过观察实验现象，思考、归纳完成下列表格：实验实验现象结论及化学方程式实验3实验4实验51、铵盐具有哪些物理性质?2、铵盐与碱溶液反应的本质是什么？如何检验NH4+的存在？3、怎样合理地储存和施用铵态氮肥？【训练巩固】1、将碳酸氢铵在试管中加热 ，使放出的气体依次通过盛有足量过氧化钠和水的容器，最后得到的气体是 （）A . 02B . CO2C . NH3D . H2O2关于铵盐性质的叙述：铵盐都易溶于水铵盐一般是白色固体铵盐受热易分解铵盐都能与碱反应，且加热后一般有氨气放出铵盐都能与酸反应。其中，你认为哪个不应是铵盐所共有的（）A.B.C.D.【总结运用】本节课你的收获有哪些？还存在哪些疑惑？【课后拓展】1下列操作不能用于检验 NH3的是（）A.气体使滴有酚酞的水溶液变红B.气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝C.气体与浓H2SO4生成白烟D.气体遇浓盐酸产生白烟2. 一种盐X和NaOH溶液反应，生成一种有刺激性气味的气体Y，将Y经一系列氧化，再溶于水可得一种酸Z,再将Y和Z反应又可生成X，则盐X是（ ）A. NH 4NO3B. NH| C (NH 4)2SO4D. (NH 4)3PO43.氯化铵和氯化钠可用下列哪一种方法分离（)A.加入氢氧化钠C.加热法B .加入AgNO3溶液D .加入一种合适的酸E .加入水4用一充满氨气（标况）的烧瓶作喷泉实验，当水充满整个烧瓶后，烧瓶内氨水的物质的量浓度是A . 0.045mol / L B . 1mol / LC . 0.029mol / LD . 0.45mol / L5已知25%氨水的密度为 0.91g cm-3, 5%氨水的密度为 0.98g cm-3，若将上述两溶液等体积 混合，所得氨水溶液的质量分数是（）A.等于15%B.大于15% C .小于15% D .无法估算6. 某氮的氧化物是大气污染物之一， 在一定温度和有催化剂存在的条件下，该氧化物跟氨气反应只生成氮气和水，若生成的氮气和水的物质的量之比为5 : 6,该氮的氧化物的化学式为（）A. NO B. N 2O3 C. NO 2 D. N 2O57. 喷泉是一种常见的自然现象，其产生原因是存在内外压强差。在下图装置中，烧瓶中充满干燥气体a,将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打a（干燥气体）b（液体）ANO2H2OBCl24mol/LNaOH 溶液CNOH2ODHCl1mol/LNaOH 溶液开弹簧夹f，烧杯中的液体b呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶。则a和b分别是8. 有A、B、C三种气体,其相互转化关系为：A 吐些I C。其中A和B均为无色气体A和C都易溶于水，二者的水溶液的酸碱性恰好相反。则A为 ，B为，C为。第3课时硝酸【学习目标】1、掌握硝酸的物理性质和化学性质。2、理解浓、稀硝酸与金属反应的特点3、了解人类活动对氮循环的影响，知道造成酸雨、光化学烟雾和水体富营养化等环境问题的原因4、了解如何减少氮氧化物的排放，树立环保意识。【课前自主探究】【知识回顾】什么是酸？初中学过的酸通常有哪些通性？一、硝酸的物理性质-阅读P81有关内容三、人类活动对氮循环和环境的影响颜色状态气味密度溶解性挥发性通常用浓硝酸的质量分数约为，质量分数98%的硝酸叫做思考：以上的浓硝酸称发烟硝酸”发烟硝酸”是烟还是雾？ 二、硝酸的化学性质1. 具有酸的通性：硝酸的电离方程式为 遇石蕊试液显 色； 与碱性氧化物，如与 CuO反应的离子方程式： 与碱，如与 NaOH反应的离子方程式： 与某些盐，如与 CaCO3反应的离子方程式：与金属反应：硝酸具有强氧化性，与金属反应时一般不产生H2。 I水体富营养花K华2. 不稳定性见光或受热容易分解，反应的化学方程式： 注：硝酸浓度越大越易分解，因此，浓硝酸应储存在 S中，放置于 。3 强氧化性硝酸具有强氧化性，主要是指硝酸分子中氮显 价（N的最高价态），具有很强的得电子能力，可以和很多还原性物质反应。人类活动对自然界氮循环及环境的影响有哪些？如何减少人类活动对自然界中氮循环的影响？【预习检测】1.为什么久置的浓硝酸呈黄色？2在实验室中，储存在棕色试剂瓶中的药品是（）A.浓硫酸 B.浓硝酸 C 浓盐酸 D.氯水3.下列环境问题与二氧化氮的排放无关的是（）A.酸雨 B.光化学烟雾 C.臭氧空洞D.温室效应【课堂探究】硝酸的强氧化性【探究1】硝酸和金属的反应【实验2】在两支试管中各放入一小块铜片，分别加入稀硝酸（4mol -L1）和浓硝酸（15mol -L1）,立即用蘸有NaOH溶液的棉花封住试管口，观察试管中发生的现象。实验实验现象结论并写出相应化学方程式 硝酸几乎能与所有的金属（除金、铂等几种金属）发生氧化还原反应 硝酸与金属反应不放出 H 2;在反应中既体现酸性，又体现强氧化性反应一般规律：金属+ HNO3 （浓）一最高价金属硝酸盐+ NO2T +H2O 金属+ HNO3 （稀）一最高价金属硝酸盐+ NO f +出0 【探究2】.硝酸和非金属的反应写出浓，；常温下与Fe和A钝化。硝酸与非金属单质碳反应的化学方程式。并分析其中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还铜片中加入稀硝酸原产物硝酸表现了什么性质?铜片中加入浓硝酸【规律2】 硝酸与非金属反应时只显氧化性； 浓硝酸与部分非金属反应时，还原产物一般: 非金3与其它还原性物质的反应：是 NO?；属一般被氧化成最高价氧化物，如果最高价氧化物易溶于水，则生成相应的含氧酸。在酸性溶液NO3- / H+具有了强氧化性，与 、Fe2+、SO32-等不能共存。拓展1:王水思考：试写出上述两个化学反应的离子方程式。浓HN和浓盐酸的混合物（体积比 1 : 3）叫王水，它的氧化能力比硝酸更 强，能够使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。A、铜与稀硝酸B、银与浓硝酸C、镁与稀盐酸D、金与浓硝酸【实验3】在两支试管中各放入一小块铁片，分别加入稀硝酸（4mol -L-1 ）和浓硝酸（15mol -L-1）,立即用蘸有NaOH溶液的棉花封住试管口，观察试管中发生的现象。实验实验现象结论铁片中加入稀硝酸铁片中加入浓硝酸思考：铁片中加入浓硝酸，无明显现象，是否说明二者没有发生化学反应?【规律1】硝酸不论浓、稀均有强氧化性，浓度越大，氧化性越强;拓展2:酸的氧化性：实质上指H+的氧化性，任何酸都有。氧化性酸：是酸根离子中心原子获得电子的能力，酸根离子获得电子后，中心原子化合价降低，形成相应的低价含氧化合物甚至是单质.【当堂检测】1. 下列块状金属在常温时，能全部溶于足量的浓硝酸中的是（）A. Ag B.Cu C.Al D.Fe E. Pt2. 有关硝酸的性质的叙述中，正确的是（）A、稀硝酸能使红色石蕊试纸变蓝B、硝酸能与NqCO反应，但不能生成COC、硝酸的氧化性很强，能氧化所有金属D浓硝酸因分解放出NO又溶解于硝酸而呈黄色3. 下列各组物质中反应后能产生氢气的是（）【课后拓展】1.在下列变化中，能表明硝酸具有氧化性的是（）A.能使石蕊试剂变红色 B.能跟Ag反应生成AgNOC.能和醋酸钠反应D.能和FeO反应生成Fe（NQ）32下列反应中，硝酸既表现氧化性又表现酸性的是（）A. FeO+HNOsB.Fe2O3+HNO3C.Al(OH) 3+HNO3D.C+HNOs+2-+ -B、NH4、SO4、Na、NO3D、H+、Na+、HCO3-、SO423. 不能大量共存的离子组是（）A、H、Fe2、Cl、NO3C、Cu2+、Fe3+、NO3-、Cl-4. 为了除去镀在铝表面的铜镀层，可选用的试剂是（）A.稀硫酸B.稀硝酸C. 浓盐酸 D.浓硝酸5. 浅绿色的F e（NQ）2溶液中逐滴加入少量稀盐酸时，溶液的颜色变化是（）A.变浅 B.变为红色C.没有变化D.变为黄色6足量的Cu中加入少量的浓硝酸，可能会生成什么气体？反应停止后，如果在溶液中 再加入足量盐酸会出现什么情况？空格。（1）实验开始时，先将烧瓶加热，其目的是7.用如图所示装置（气球内先充有空气）进行铜与稀硝酸反应的实验，请填写下列（2）在不断摇动烧瓶的条件下，使反应充分进行。 可观察到的4个主要现象： 铜丝逐渐减小，但不完全消失，且表面有气泡生成; 气球先略变大，在摇动情况下变小，而后又变大； （3）在摇动情况下，导致气球变小的有关反应的化学方程式为