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第2节氮的循环第1课时氮气及其氧化物,一、自然界中氮的循环氮气以_态存在于大气中，以_态存在于动植物体内、土壤中和水体中。,游离,化合,二、氮循环中的重要物质及转化（一）氮气1.氮气的物理性质,2.氮气的化学性质氮气的化学性质_（填“活泼”或“不活泼”）。（1）N2与O2反应:_。（2）N2与H2反应（工业合成氨的反应）:_。可逆反应:在_下，能同时向_进行的反应，方程式中用_表示。,不活泼,N2+O22NO,N2+3H22NH3,相同条件,正反两个方向,3.氮的固定（1）定义:将_叫做氮的固定，简称_。,空气中游离态的氮转化为含氮化合物,固氮,（2）分类:,（二）氮的氧化物1.氮的氧化物（氮有多种价态的氧化物）其中_、_分别是HNO2（亚硝酸）和HNO3的酸酐。,N2O3,N2O5,2.NO和NO2（1）物理性质:,（2）化学性质:一氧化氮与氧气的反应:_；二氧化氮与水的反应:_。,2NO+O22NO2,3NO2+H2O2HNO3+NO,【思考】NO的收集方法:_。NO2的收集方法:_。（3）NO、NO2与人类的关系？NO:_；NO2:_。,排水法,向上排空气法,少量的NO在生物体内许多组织中存在，有扩张血管、,提高免疫、增强记忆力的功能，被称为传递神经信息的,“信使分子”，NO与血红蛋白结合的能力比一氧化碳还,强，使人因缺氧而中毒,空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素，也是形成,酸雨的成分之一；NO2能使多种织物退色，损坏多种织物和,尼龙制品，对金属和非金属材料也有腐蚀作用,1.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.氮气的化学性质比较稳定，其原因是两原子间结合非常牢固D.跟氢气在一定条件下发生反应，氮气是氧化剂,B,2.下列变化中，属于氮的固定的是()A.植物从土壤中吸收含氮的养料B.豆科植物的根瘤菌吸收空气中的氮气，使之转化成植物蛋白质C.工业上将氨转化成硝酸及其他氮的化合物D.从空气中分离出氮气,B,3.下列反应，氮元素只被还原的是()A.N2+O22NOB.2NO2N2O4C.3NO2+H2O2HNO3+NOD.N2+3H22NH3,D,探究一自然界中氮的循环1.存在及应用(1)氮元素在自然界中的存在形式:_和_。,游离态,化合态,(3)氮元素是一种营养元素，是组成蛋白质的重要元素。2.自然界中氮的循环,3.人类活动的影响(1)氮气合成氨氨氮肥、硝酸等含氮化合物。(2)燃烧反应产生的氮氧化物参与氮的循环。,【对点训练1】氮的循环在自然界的元素循环中具有重要意义，有些氮的转化是从氮气到氮的化合物，有些转化是从氮的一种化合物到氮的另一种化合物。下列过程中，不是以游离态的氮为原料最终产生含氮化合物的是()A.工业合成氨B.动物尸体腐烂C.豆科植物的根瘤菌固氮D.盛夏时节，雷雨肥田，植物茂盛,B,探究二氮气从元素化合价分析氮气具有既有氧化性又有还原性（填“氧化性”“还原性”或“既有氧化性又有还原性”），从分类的角度分析氮气可能具有的性质:与金属单质反应，与某些非金属单质反应。,1.化学性质（1）与非金属单质反应_。（表现了氧化性）应用:工业上制氨气可逆反应:在相同条件下能同时向正反两个方向进行的反应。_。（表现了还原性）（2）与金属反应镁条可以在N2中燃烧，化学方程式:_。（表现了氧化性）,N2+H22NH3,N2+O22NO,3Mg+N2Mg3N2,2.氮的固定(1)定义:使游离氮转化为_的过程。(2)分类:说明:高能固氮指N2在雷电作用下生成NO；生物固氮指植物根瘤菌把N2转化成、。,含氮化合物,3.氮气的用途(1)化学性质稳定做粮食、瓜果、焊接金属的保护气。(2)不燃烧、不支持燃烧灭火。(3)与H2反应生成氨气制造硝酸、氮肥的原料。(4)液态温度低、性质稳定、无毒做冷冻麻醉剂。,4.工业制法空气中含有大量的氮气，空气是工业制氮气的主要原料，生产方法主要是分离液态空气，并制得液氧。,（1）实验室收集N2的方法是什么？为什么？答案:只能用排水法收集，不能用排空气法。N2的密度与空气接近，实验室只能用排水法收集。,（2）从分子结构的角度解释氮气的性质为什么很稳定？对反应条件的要求是什么?答案:氮分子中两个氮原子之间共用三对电子，每个原子都达到了稳定结构，存在很强的作用力，要破坏这种牢固的结构，需要很高的能量，故N2性质常温下很稳定。但是在高能放电或高温、高压、催化剂等条件下也可以反应。（3）氮气不燃烧、不支持燃烧，可以灭火，是否任何物质都不能在氮气中燃烧？答案:氮气不支持燃烧是相对的，可以支持金属镁的燃烧:3Mg+N2Mg3N2，生成淡黄色的氮化镁。,（4）2H2O2H2+O2和2H2+O22H2O是否属于可逆反应？CO2+H2OH2CO3和H2CO3CO2+H2O是否属于可逆反应？答案:可逆反应必须满足“两同”:相同条件；正反方向同时进行。2H2O2H2+O2和2H2+O22H2O不是可逆反应，因为反应的条件不同；CO2+H2OH2CO3和H2CO3CO2+H2O是可逆反应，因为在相同的条件下，同时进行。,【对点训练2】判断正误。(1)实验室可用排空气法收集N2。()(2)N2在通常状况下与O2反应生成NO2。()(3)合成氨反应属于自然固氮中的高能固氮。()(4)任何物质在N2中都不能燃烧。()(5)N2与H2反应时，N2作氧化剂；N2与O2反应时，N2作还原剂。()（6）游离态氮转化成化合态氮时，氮元素被氧化。()（7）等质量的N2和CO所含分子数目相同。()(8)22.4LN2所含的电子数为2NA。(),探究三氮的氧化物1.NO和NO2的性质及其转化,（1）请写出NO2与H2O反应的离子方程式，并指出反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比以及电子转移的数目。答案:离子方程式:3NO2+H2O2H+NO氧化剂:NO2，还原剂:NO2n（氧化剂）n(还原剂)=12；转移电子数目2NA,（2）NO和NO2的尾气处理:用NaOH溶液吸收。化学方程式:NO+NO2+2NaOH_；2NO2+2NaOH_。,2NaNO2+H2O,NaNO2+NaNO3+H2O,（3）NO和NO2的功与过来源:空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等。功:少量的NO在生物体内许多组织中存在，有扩张血管、提高免疫、增强记忆力的功能，被称为传递神经信息的“信使分子”。NO2和水反应可以转化成硝酸制成重要的工业原料。过:氮的氧化物都是大气污染物，NO与血红蛋白结合的能力比一氧化碳还强，使人因缺氧而中毒。,空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素，也是形成酸雨的成分之一。NO2能使多种织物退色，损坏多种织物和尼龙制品，对金属、非金属材料都有腐蚀作用。常见气体的收集方法(1)排水法收集:NO、H2、O2、N2。(2)向下排空气法收集:H2、CH4、NH3。(3)向上排空气法收集:Cl2、NO2、CO2、O2。,（1）如何除去NO中的NO2？答案:洗气法，将混合气体通过盛有水的洗气瓶，NO2溶于水和水反应生成NO从而除去NO2。（2）放电条件下，N2和过量氧气反应的产物是什么？NO2能不能由单质直接化合而成？答案:放电条件下N2和O2反应的产物是NO，NO与过量的氧气反应生成NO2;NO2不能由单质直接化合而成。,（3）农谚“雷雨发庄稼”是何道理？写出该过程中的化学方程式。答案:原理：(氮肥)化学方程式:N2+O22NO，2NO+O22NO2，3NO2+H2O2HNO3+NO，HNO3硝酸盐(氮肥)。,【对点训练3】下列关于NO、NO2的描述正确的是()A.NO2与H2O反应生成HNO3，所以HNO3的酸酐是NO2B.氮的氧化物都既有氧化性，又有还原性C.NO、NO2在一定条件下可以相互转化，且二者都是大气污染物D.NO、NO2互为同素异形体，且NO是汽车尾气的有害成分之一,C,2.氮的氧化物的计算类型:（1）NO2和NO（或N2）的混合气体溶于水的计算反应:3NO2+H2O2HNO3+NO（2）NO2和O2的混合气体溶于水的计算反应:4NO2+O2+2H2O4HNO3（3）NO和O2的混合气体溶于水的计算反应:4NO+3O2+2H2O4HNO3,【对点训练4】(双选)将50mL的试管充满NO2和O2的混合气体，倒立于水中，充分反应后，试管内还有10mL无色气体，由此判断原混合气体中NO2和O2的体积分别是()A.20mL、30mLB.32mL、18mLC.40mL、10mLD.46mL、4mL,BD,解析:(1)若剩余10mL气体为O2,V(NO2)40mL32mL原混合气体中V(NO2)32mLV(O2)=50mL-32mL18mL。(2)若剩余10mL气体为NO，说明NO2过量V(O2)=20mL4mLV(NO2)50mL-4mL46mL。,1.下列有关氮气的说法正确的是()A.氮气是由氮原子构成的双原子分子，所以化学性质不活泼B.医学上常用液氮做冷冻剂，在冷冻麻醉条件下做手术，是利用氮气化学性质的不活泼性C.H2与N2在一定条件下反应生成NH3，反应中N2体现氧化性D.电闪雷鸣的雨天，雨水中会含有一定量的硝酸，其中可能发生的反应有N2+2O22NO2,C,2.下列关于氮气及氮的氧化物的叙述正确的是()A.1molN2含有7NA个电子B.氮气跟氢气在一定条件下发生反应时，氮气是氧化剂C.氮的氧化物都是无色气体D.氮的氧化物都难溶于水,B,3.下列气体不能用排水法收集的是()A.N2B.H2C.NOD.NO24.在NO2被水吸收的反应中，发生还原反应和氧化反应的物质的质量比为()A.31B.13C.12D.21,D,C,5.将充有20mLN2和NO2气体的试管倒立在水槽中，充分反应后，试管残留气体10mL，则原混合气体中N2和NO2的体积比是()A.11B.12C.13D.23,C,【知识小结】,
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