人教版高中化学必修一第四章导学案：氮及其化合物

第一课时：氮及其化合物

1.氮元素概述

（1）元素周期表的位置：第二周期第VA族

（2）原子结构示意图：

（3）主要化合价：-3价，-2价，0价，+2价，+3价，+4价，+5价

（4）自然界存在形式：主要以游离状态的N2形式存在，在空气约占78%。

2.氮气的相关性质

氮气的结构

化学式：电子式：结构式：N≡N

氮气的物理性质

无色无味，气态，密度比空气略小，难溶于水，收集时用排水法而不用排空气法。氮气的化学性质

（1）分子中含有氮氮叁键，通常状况下性质很稳定。

（2）还原性（与O2反应）：

N2+O2==放电==2NO 雷电固氮的原理，光化学烟雾以及硝酸型酸雨的成因

（3）弱氧化性（与H2反应）：

N2+3H2==高温高压催化剂==2NH3工业合成氨的原理，即人工固氮的方法之一（4）弱氧化性与活泼金属单质反应（如金属Na、Mg、Al）

N2+3Mg==点燃==Mg3N2

【拓展】①Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2+2NH3 反应剧烈

②Mg在空气中燃烧会得到2中含Mg产物，MgO和Mg3N2。

Mg+CO2==点燃==2MgO+C 2Mg+O2==点燃==2MgO

N2+3Mg==点燃==Mg3N2

工业获取

分离液态空气，加压使其变为液态，利用N2和O2的沸点不同，蒸馏分离。

氮的固定

（1）概念：将游离态的氮转变为氮的化合物叫做氮的固定。

（2）类型：

①人工固氮：如工业合成氨N2+3H2==高温高压催化剂==2NH3

②自然固氮：如雷雨天产生N2+O2==放电==2NO

③生物固氮：如豆科植物的根瘤菌能够将空气中的氮转化为含氮化合物而促进自身生长。

④化学模拟生物固氮：利用化学方法模拟固氮酶的作用，在温和条件下将氮转化为氨。

氮气的用途

①焊接金属时作保护气；②液氮可作冷冻剂；③重要的化工原料，用来制取化肥、炸药等。

【随堂练习】

1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)N2分子的结构稳定，因而氮气不能支持任何物质的燃烧()

2．有关自然界中氮的循环的下列说法不正确的是()

A．雷电可以将大气中的氮转化为硝酸盐

B．夏天腐烂的蔬菜有毒是因为产生了亚硝酸盐

C．动物体内的蛋白质降解时直接变成氮气进入大气

D．合成氨是最主要的人工固氮方式

3.氮的氧化物

氮的氧化物

氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、N2O4、N2O5，其中N2O3和N2O5是酸性氧化物。氮的氧化物都有毒，都对环境产生一定负效应。

一氧化氮和二氧化氮

有关NO 与O 2或NO 2与O 2混合通入水中，液面上升一定高度时用的方程式 4NO 2 + O 2 + 2H 2O = 4HNO 3 4NO + 3O 2 + 2H 2O = 4HNO 3

氮氧化物对环境的影响

(1)光化学烟雾：NO x 在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生的一种有毒的烟雾。

(2)酸雨：NO x 排入大气中后，与水反应生成HNO 3和HNO 2，随雨雪降到地面。 反应的化学方程式为2NO ＋O 2===2NO 2

3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 。

(3)破坏臭氧层：科学研究表明，进入高空平流层的氮氧化物，可以加快臭氧层中臭氧的分解速率，从而像氟氯烃类物质一样破坏臭氧层，形成臭氧空洞：2O 3=====氮氧化物

3O 2。导致地面紫外线辐射量增加。 （4）NO x 尾气的处理方法 ①碱液吸收法

2NO 2＋2NaOH===NaNO 3＋NaNO 2＋H 2O NO 2＋NO ＋2NaOH===2NaNO 2＋H 2O

NO 2、NO 的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是： n (NO 2)≥n (NO)。一般适合工业尾气中NO x 的处理。 ②催化转化法

在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N 2)或NO x 与CO 在一定温度下催化转化为无毒气体(N 2和CO 2)。一般适用于汽车尾气的处理。 【随堂练习】

1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)制取二氧化氮时，用水或NaOH 溶液吸收尾气。( ) (2)标准状况下， L NO 2与水充分反应转移的电子数目为。( ) (3)NO 2与水反应的离子方程式：3NO 2＋H 2O===2H ＋＋2NO －3＋NO 。( )

(4)CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在。()

(5)用NaOH溶液吸收NO2的离子方程式是：2OH－＋2NO2===NO－3＋NO＋H2O。()

(6)NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象。()

(7)NO可用向上排空气法或者排水法收集。()

2．NO对环境的危害在于()

①破坏臭氧层②高温下能使一些金属被氧化③造成酸雨④与人体血红蛋白相结合

A．仅①③B．仅③④C．①②③ D．①③④

4.氨气

氨气的结构

化学式：电子式：结构式：

氨气的物理性质

无色，有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水（1:700），易液化。氨气的化学性质

（1）与水反应：NH 3+H2O NH3·H2O NH4++OH－氨气溶于水的溶液叫氨水。也可据此反应来吸收氨气，要注意防倒吸

（2）与酸反应：

①与挥发性的酸（如盐酸、氢溴酸、氢碘酸、浓硝酸）

与盐酸反应：

有白烟生成（NH4Cl固体），可据此检验氨气

与硝酸反应：