氮及其化合物学案(一)

氮及其化合物学案(一)

课标解读

知识再现

一、氮在自然界中的循环

二、氮气的结构和性质

1、 氮气的电子式________,两个氮原子间通过_______个共用电子对形成共价键，并破坏这种

_________,需要_________,因此氮气化学性质不活泼很难和其他物质发生化学反应。 2、 氮气的化学性质

（1）氮气和氢气反应（反应方程式）________________________,反应条件__________。

（2）氮气和氧气反应（反应方程式）_______________________,反应条件__________。

三、氮的氧化物及其性质

1、氮的氧化物简介

2、NO、NO2的性质、制法

(1)完成下列化学方程式

①NO和氧气的反应：_____________________________，条件___________。

②NO2和N2O4的相互转化：_______________________，条件___________。因此反应在______下进行，故通常“纯净”的NO2或N2O4并___纯。

③NO2和水反应：________________________。

④NO2和NaOH溶液反应：_______________________。

⑤硝酸工业用NaOH吸收尾气：_________________________。

（2）NO2具有较强的氧化性，能______SO2；能使湿润的淀粉KI试纸______。

（3）氮的氧化物溶于水计算的有关化学方程式

原理：2NO+O2 =2NO2………①

3NO2+H2O =2HNO3 + NO ………②

①x 3 + ②x 2可得反应方程式_____________________________。

①+ ②x 2可得反应方程式______________________________。

①+ ②可得反应方程式_______________________________。

（4）NO、NO2的制取

①实验室制取NO 的化学方程式为__________________________；用______法收集。

②实验室制取NO 2的化学方程式为_________________________；用______法收集。

典题解悟

【例1】氮的循环在自然界元素的循环中具有重要的意义，有些氮的转化是从氮气到氮的化合物。有的转化是从氮的化合物到氮的化合物。下列过程中，以游离态的氮为原料，最终产生氮的化合物的是 （ ） A ．工业合成氨 B ．硝化细菌的硝化过程 C ．动物尸体腐烂 D ．豆科植物的根瘤菌固氮 E ．盛夏时节，雷雨肥田，植物茂盛

【解析】工业合成氨的反应原理为：3H 2 + N 2 2NH 3 ，硝化细菌的硝化

过程是将氨或铵盐转化成硝酸盐；动物尸体腐烂是从高分子有机氮到小分子有机氮的过程；豆科植物的根瘤菌固氮过程是在固氮酶的作用下将氮气转化为氮的化合物；雷雨肥田的过程为氮气和氧气在放电条件下转化为一氧化氮，一氧化氮与氧气反应转化为二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸，硝酸进入土壤后转化为硝酸盐，被植物吸收，植物茂盛。 【答案】A 、D 、E

【例2】发射卫星的运载火箭，其推进剂引燃后发生剧烈反应，产生大量高温气体从火箭尾部喷出。引燃后产生的高温气体主要是CO 2、H 2O 、N 2、NO ，这些气体均为无色，但在卫星发射现场看到火箭喷出大量红烟，产生红烟的原因是 （ ）

A ． 高温下N 2遇空气生成NO 2

B ． NO 遇空气生成NO 2

C ． CO 2与NO 反应生成CO 和NO 2

D ． NO 和H 2O 反应生成H 2和NO 2

【解析】根据火箭喷出大量红烟这一明显现象可推知应为NO 2，因此答案为B 。

【例3】将盛有12mlNO 2和O 2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O 2的体积是 （ ） A ．1.2ml B.2.4ml C .3.6ml D .4ml 【解析】氮的氧化物溶于水的计算有以下几种情况：

高温、高压 催化剂

（1）NO 2或NO 2与N 2（非O 2）的混合气体溶于水时可依据：3NO 2 + H 2O 3HNO 3+NO ，利用气体体积差值进行计算。

（2）NO 2和O 2的混合气体溶于水时，由4NO 2 + O 2 +2H 2O 4HNO 3可知，当体积比V （NO 2） ：V （O 2）

= 4 ：1，恰好完全反应

> 4 ：1，NO 2过量，剩余气体为NO < 4 ：1，O 2过量，剩余气体为O 2

（3）NO 和O 2同时通入水中时，其反应是：2NO+O 2 2NO 2，4NO 2+O 2+2H 2O 4HNO 3， 总式为：4NO+3O 2+2H 2O 4HNO 3 当体积比V （NO ） ：V （O 2） = 4 ：3 恰好完全反应 > 4 ：3 剩余NO < 4 ：3 剩余O 2

（4）NO 、NO 2、O 2 三种混合气体通入水中，可先按（1）求出NO 2与H 2O 反应生成的NO 的体积，再加上原混合气体中的NO 的体积即为NO 的总体积，再按（3）方法进行计算。

值得注意的是：4NO 2 + O 2和4NO +3O 2从组成上均相当于N 2O 5的组成。即（2）（3）二式的方法，也为上述问题的解法提供了新的思路。即利用混合气体中的N 、O 原子个数比进行分析判断： < 2 ：5 O 2剩余 N ：O = 2 ：5 完全反应 > 2 ：5 剩余NO 本题依据的化学反应原理为： 4NO 2 + O 2 +2H 2O 4HNO 3 3NO 2 + H 2O 2HNO 3 + NO

设O 2的体积为x ，剩余的气体有两种可能： ①若剩余O 2，则V 剩= 2)12(4

1=--x x ，得x=4。

②若剩NO ，则V 剩= 2]4)12[(3

1=--x x ，得x=1.2。

【答案】A 或D

夯实双基

1． 实验室制备下列气体，只能用排水法收集的是 （ ）