《最新鲁科版化学必修1 第三章 自然界中的元素 第2节 氮的循环 第1课时》由会员分享，可在线阅读，更多相关《最新鲁科版化学必修1 第三章 自然界中的元素 第2节 氮的循环 第1课时（7页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、最新精品资料化学第第 2 2 节节氮的循环氮的循环第第 1 1 课时课时自然界中的氮的循环以及氮循环中的重要物质自然界中的氮的循环以及氮循环中的重要物质1 1了解氮的固定以及氮在自然界中的循环。了解氮的固定以及氮在自然界中的循环。2 2了解氮气的性质。了解氮气的性质。3 3掌握掌握 NONO、NONO2 2的重要性质。的重要性质。知知识识清清单单一、氮在自然界中的循环一、氮在自然界中的循环1 1自然界中的氮的循环。自然界中的氮的循环。1 1 在自然界中在自然界中， 大豆大豆、 蚕豆等豆科植物不施肥蚕豆等豆科植物不施肥， 仍能表现出良好的长势仍能表现出良好的长势， 其原因是什么？其原因是什么？答
2、案：大豆、蚕豆等豆科植物根部的根瘤菌能把空气中的氮气转变为硝酸盐等含氮的化答案：大豆、蚕豆等豆科植物根部的根瘤菌能把空气中的氮气转变为硝酸盐等含氮的化合物合物，植物的根从土壤中吸收植物的根从土壤中吸收 NHNH4 4和硝酸盐。和硝酸盐。2 2人类活动对氮循环的影响。人类活动对氮循环的影响。(1)(1)人类在氮循环方面是通过人类在氮循环方面是通过化学方法化学方法把把空气中的空气中的 N N2 2转化为转化为氨氨，再进一步转化。再进一步转化。(2)(2)化石燃料燃烧、森林和农作物的枝叶燃烧所产生的化石燃料燃烧、森林和农作物的枝叶燃烧所产生的氮氧化物氮氧化物通过大气进入陆地和海通过大气进入陆地和海洋
3、洋，进入氮循环。进入氮循环。二、氮气二、氮气1 1氮气的性质。氮气的性质。在通常情况下在通常情况下，化学性质化学性质稳定稳定，很难很难与其他物质反应与其他物质反应，但是在一定条件下但是在一定条件下，能与能与氧气氧气、氢气氢气等物质发生反应。等物质发生反应。氮气物理性质氮气物理性质无无色色、 无无味味、 难难溶于水溶于水密度与空气密度与空气相近相近约占空气体积的约占空气体积的 78%78%化学性质化学性质 O O2 2表表现还原性：现还原性：N N2 2O O2 2= =放电放电2NO2NO H H2 2表现氧化性：表现氧化性：N N2 23H3H2 2高温、高压高温、高压催化剂催化剂2NH2N
4、H3 32 2可逆反应。可逆反应。在在相同条件相同条件下下，能同时向能同时向正反两个方向正反两个方向进行的反应进行的反应，为可逆反应为可逆反应，可逆反应的化学方程可逆反应的化学方程式用式用“”表示。表示。3 3氮的固定。氮的固定。(1)(1)概念：使空气中概念：使空气中游离态游离态的氮转化为的氮转化为含氮化合物含氮化合物的过程。的过程。(2)(2)分类。分类。氮的固定氮的固定自然自然固氮固氮高能高能固氮固氮生物生物固氮固氮人工人工固氮固氮合成氨合成氨仿生固氮仿生固氮三、一氧化氮和二氧化氮三、一氧化氮和二氧化氮1 1氮的主要氧化物。氮的主要氧化物。化合价化合价1 12 23 34 45 5对应对
5、应氧化物氧化物N N2 2O ONONON N2 2O O3 3NONO2 2、N N2 2O O4 4N N2 2O O5 52.2.一氧化氮和二氧化氮。一氧化氮和二氧化氮。(1)(1)物理性质。物理性质。NONONONO2 2颜色颜色无色无色红棕色红棕色状态状态气态气态气态气态气味气味无气味无气味刺激性气味刺激性气味毒性毒性有毒有毒有毒有毒水溶性水溶性难溶难溶易溶易溶(2)(2)相互转化。相互转化。NONONONO2 22NO2NOO O2 2=2NO=2NO2 2；NONO2 2NONO3NO3NO2 2H H2 2O O=2HNO=2HNO3 3NONO。2 2俗话说：俗话说：“雷雨发
6、庄稼雷雨发庄稼”，试说出其中的原理试说出其中的原理，写出反应方程式。写出反应方程式。答案：雷电发生时答案：雷电发生时，N N2 2和和 O O2 2化合成化合成 NONO，NONO 迅速被氧化为迅速被氧化为 NONO2 2，NONO2 2溶于水溶于水生成生成 HNOHNO3 3，HNOHNO3 3跟土壤中的矿物作用生成硝酸盐跟土壤中的矿物作用生成硝酸盐，NONO3 3可被植物吸收。可被植物吸收。N N2 2O O2 2= =放电放电2NO2NO，2NO2NOO O2 2=2NO=2NO2 2，3NO3NO2 2H H2 2O O=2HNO=2HNO3 3NONO。活活学学活活用用1 1( (双
7、选双选) )下列有关氮气的说法正确的是下列有关氮气的说法正确的是(CD)(CD)A AN N2 2可在氧气中燃烧生成可在氧气中燃烧生成 NONOB B医学上常用液氮作冷冻剂医学上常用液氮作冷冻剂，在冷冻麻醉条件下做手术在冷冻麻醉条件下做手术，是利用氮气化学性质的不活泼是利用氮气化学性质的不活泼性性C C镁能在氮气中燃烧生成镁能在氮气中燃烧生成 MgMg3 3N N2 2，反应中反应中 N N2 2体现氧化性体现氧化性D D工业合成氨的反应是可逆反应工业合成氨的反应是可逆反应解析解析：N N2 2只有在高压放电情况下才会与只有在高压放电情况下才会与 O O2 2发生反应发生反应，A A 项错误项
8、错误；液氮汽化时需要吸收大量液氮汽化时需要吸收大量的能量的能量，使周围环境温度降低使周围环境温度降低，与其化学性质不活泼无关与其化学性质不活泼无关，B B 项错误；反应方程式为项错误；反应方程式为 3Mg3MgN N2 2= =点燃点燃MgMg3 3N N2 2，反应中氮元素化合价降低反应中氮元素化合价降低，氮气作氧化剂氮气作氧化剂，C C 项正确项正确；氮气和氢气的反应是可逆氮气和氢气的反应是可逆反应反应，D D 项正确。项正确。2 2将空气中氮气转化成氮的化合物的过程称为固氮。如图中能实现人工固氮的是将空气中氮气转化成氮的化合物的过程称为固氮。如图中能实现人工固氮的是(D)(D)解析：通过
9、闪电等产生含氮化合物属于自然固氮中的高能固氮解析：通过闪电等产生含氮化合物属于自然固氮中的高能固氮，根瘤菌能够将空气中的根瘤菌能够将空气中的氮气通过生物化学过程转化为含氮化合物氮气通过生物化学过程转化为含氮化合物，属于自然固氮中的生物固氮。氨的工业合成是目属于自然固氮中的生物固氮。氨的工业合成是目前普遍使用的人工固氮方法前普遍使用的人工固氮方法。电解饱和食盐水与氮的固定无关。电解饱和食盐水与氮的固定无关。3 3下列对下列对 NONO、NONO2 2的描述的描述，正确的是正确的是(C)(C)A ANONO 是红棕色气体是红棕色气体，易溶于水易溶于水，是酸性氧化物是酸性氧化物B BNONO2 2可
10、用排水法收集可用排水法收集，且可由且可由 N N2 2和和 O O2 2直接化合而得到直接化合而得到C CNONO、NONO2 2在一定条件下可相互转化在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物D D一氧化氮密度比空气大一氧化氮密度比空气大，可用排空气法收集可用排空气法收集解析：解析：NONO 是无色难溶于水的气体是无色难溶于水的气体，NONO 不与碱不与碱反应反应，不是酸性氧化物，故，不是酸性氧化物，故 A A 项错误；项错误；NONO2 2与水反应与水反应：3NO3NO2 2H H2 2O O=2HNO=2HNO3 3NONO，N N2
11、 2和和 O O2 2反应生成反应生成 NONO，故故 B B 项错误项错误；NONO 和和 O O2 2发生反应发生反应：2NO2NOO O2 2=2NO=2NO2 2，NONO2 2与与 H H2 2O O 反应生成反应生成 NONO，光化学烟雾主要是由光化学烟雾主要是由 NONOx x引起的引起的，故故 C C 项正确；一氧化项正确；一氧化氮能与氧气反应氮能与氧气反应，不能用排空气法收集。不能用排空气法收集。水水平平测测试试1 1( (双选双选) )在自然界中在自然界中，把空气中的氮气转化为含氮化合物以实现氮的循环的途径有把空气中的氮气转化为含氮化合物以实现氮的循环的途径有(AB)(AB
12、)A A豆科植物根部的根瘤菌豆科植物根部的根瘤菌，把氮气转变为硝酸盐等含氮化合物把氮气转变为硝酸盐等含氮化合物B B在放电条件下在放电条件下，氮气与氧气化合生成氮的氧化物氮气与氧气化合生成氮的氧化物，并随降水进入土壤和水体并随降水进入土壤和水体C C通过化学方法把空气中的氮气转化为氨通过化学方法把空气中的氮气转化为氨，再进一步转化为其他含氮化合物再进一步转化为其他含氮化合物D D化石燃料燃烧所产生的氮氧化物通过大气进入陆地和海洋化石燃料燃烧所产生的氮氧化物通过大气进入陆地和海洋解析：在自然界中解析：在自然界中，氮由游离态的氮气转化为化合态的含氮化合物氮由游离态的氮气转化为化合态的含氮化合物，主
13、要是通过根瘤菌主要是通过根瘤菌和闪电转化的和闪电转化的，故故 A A、B B 两项正确。两项正确。2 2下列关于氮气的说法中下列关于氮气的说法中，错误的是错误的是(B)(B)A A通常情况下通常情况下，氮气性质比较稳定氮气性质比较稳定B B可在氧气中燃烧可在氧气中燃烧，生成一氧化氮生成一氧化氮C C通常情况下通常情况下，氮气在水中的溶解度很小氮气在水中的溶解度很小D D跟氢气在一定条件下发生反应时跟氢气在一定条件下发生反应时，氮气是氧化剂氮气是氧化剂解析：解析：N N2 2不能在不能在 O O2 2中燃烧中燃烧，与与 O O2 2在闪电时反应生成在闪电时反应生成 NONO。3.3. 下列过程属
14、于人工固氮的是下列过程属于人工固氮的是(C)(C)A A分离液态空气制氮气分离液态空气制氮气B B闪电使闪电使 N N2 2转化为转化为 NONOC C合成氨合成氨D D豆科植物将豆科植物将 N N2 2转化为转化为 NHNH3 3解析：固氮是将游离态的氮转化为化合态的氮解析：固氮是将游离态的氮转化为化合态的氮，A A 项中没有生成化合态氮项中没有生成化合态氮，B B、D D 两项是两项是自然固氮自然固氮，C C 项合成氨是人工固氮。项合成氨是人工固氮。4 4把少量把少量 NONO2 2气体通入过量小苏打溶液中气体通入过量小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗再使逸出的气体通过装
15、有足量的过氧化钠颗粒的干燥管粒的干燥管，最后收集到的气体是最后收集到的气体是(C)(C)A A氧气氧气B B二氧化氮二氧化氮C C二氧化氮和氧气二氧化氮和氧气D D二氧化氮和一氧化氮二氧化氮和一氧化氮解析：少量解析：少量 NONO2 2气体通入过量小苏打溶液中气体通入过量小苏打溶液中，逸出的气体为逸出的气体为 NONO、COCO2 2，二者物质的量比二者物质的量比为为1 12 2，同时还有少量水蒸气逸出同时还有少量水蒸气逸出，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，COCO2 2与过氧化钠反应生成的与过氧化钠反应生成的 O O2 2与与
16、 NONO 反应生成反应生成 NONO2 2，O O2 2有剩余有剩余，同时逸出的少量水蒸气与过氧化同时逸出的少量水蒸气与过氧化钠反应生成钠反应生成 O O2 2，所以最后收集到的气体是所以最后收集到的气体是 NONO2 2和和 O O2 2。5 5( (双选双选) )在氮的氧化物中在氮的氧化物中，氮元素和氧元素的质量比为氮元素和氧元素的质量比为 7 71616，则此氧化物的化学式可则此氧化物的化学式可能为能为(AD)(AD)A ANONO2 2B BNONOC CN N2 2O O3 3D DN N2 2O O4 4解析：氧化物中两原子个数之比为：解析：氧化物中两原子个数之比为：N N(N)
17、(N)N N(O)(O)7 71414161616161 12 2。6 6( (双选双选) )在一大试管中装入在一大试管中装入 1010 mLmL NONO 倒立于水槽中倒立于水槽中，然后向其中缓慢通入然后向其中缓慢通入 6 6 mLmL O O2 2( (气气体体积均在相同条件下测定体体积均在相同条件下测定) )，下面有关实验最终状态的描述下面有关实验最终状态的描述，正确的是正确的是(BD)(BD)A A试管内气体呈红棕色试管内气体呈红棕色B B试管内气体呈无色试管内气体呈无色，是是 2 2 mLmL NONOC C试管内气体呈无色试管内气体呈无色，是是 2 2 mLmL O O2 2D D
18、试管内试管内液面上升液面上升解析解析：根据根据 4NO4NO3O3O2 22H2H2 2O O=4HNO=4HNO3 3可知可知，V V(NO)(NO)V V(O(O2 2) )4 43 3 时时，NONO 有剩余有剩余。由题意由题意，V V(NO)(NO)V V(O(O2 2) )5 53 3 可知可知，NONO 剩余剩余 2 2 mLmL，则试管内液面上升。则试管内液面上升。7 7氮氧化物进入大气后氮氧化物进入大气后，不仅会形成硝酸型酸雨不仅会形成硝酸型酸雨，还可能形成光化学烟雾还可能形成光化学烟雾，因此必须对因此必须对含有氮氧化物的废气进行处理。含有氮氧化物的废气进行处理。(1)(1)用
19、氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化反应的化学方程式如下：学方程式如下：2NO2NO2 22NO2NO4NaOH4NaOH=4NaNO=4NaNO2 22H2H2 2O O ，2NO2NO2 22NaOH2NaOH=NaNO=NaNO2 2NaNONaNO3 3H H2 2O O ，在反应在反应中中，氧化剂是氧化剂是_，还原剂是还原剂是_。在反应。在反应中中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为氧化剂和还原剂的物质的量之比为_。(2)(2)汽车尾气中含有汽车尾气中含有 COCO 和和 NONO，消除这两种物质对大气的污染的方法是安装催化转化器消除这两种
20、物质对大气的污染的方法是安装催化转化器，使 它 们 发 生 反 应 生 成 对 大 气 无 污 染 的 气 体 ， 该 反 应 的 化 学 方 程 式 为使 它 们 发 生 反 应 生 成 对 大 气 无 污 染 的 气 体 ， 该 反 应 的 化 学 方 程 式 为_。解析解析：(1)(1)在反应在反应中中 NONO2 2中的氮元素化合价降低做氧化剂中的氮元素化合价降低做氧化剂，NONO 中氮元素化合价升高做还中氮元素化合价升高做还原剂；在反应原剂；在反应中氧化剂和还原剂中氧化剂和还原剂都是都是 NONO2 2，它们的物质的量之比为它们的物质的量之比为 1 11 1。(2)(2)根据质量守恒
21、定律结合题目信息可知根据质量守恒定律结合题目信息可知，一氧化氮与一氧化碳反应后生成的对大气无污一氧化氮与一氧化碳反应后生成的对大气无污染的物质应为氮气和二氧化碳。染的物质应为氮气和二氧化碳。答案：答案：(1)NO(1)NO2 2NONO1 11 1(2)2NO(2)2NO2CO2CO = =催化剂催化剂N N2 22CO2CO2 28 8 氮是地球上含量丰富的一种元素氮是地球上含量丰富的一种元素， 氮及其化合物在工农业生产氮及其化合物在工农业生产、 生活中有着重要作用生活中有着重要作用。请回答下列问题：请回答下列问题：(1)(1)氮气主要用于合成氨氮气主要用于合成氨，由此制造化肥由此制造化肥、
22、硝酸和炸药等硝酸和炸药等，写出工业合成氨反应的化学方写出工业合成氨反应的化学方程式：程式：N N2 23H3H2 2高温、高压高温、高压催化剂催化剂2NH2NH3 3。(2)(2)下列有关氮元素的说法正确的是下列有关氮元素的说法正确的是(AC)(AC)A A氮气因为其化学性质不活泼氮气因为其化学性质不活泼，可以用作保护气可以用作保护气，比如充填食品包装比如充填食品包装，充入电灯泡充入电灯泡，保保存贵重书画等存贵重书画等B B医学上常用液氮作冷冻剂医学上常用液氮作冷冻剂，在冷冻麻醉条件下做手术在冷冻麻醉条件下做手术，是利用氮气化学性质的不活泼是利用氮气化学性质的不活泼性性C C氮、磷、钾是植物生
23、长必需氮、磷、钾是植物生长必需的营养元素的营养元素D D工业上用工业上用 NONO2 2与水反应制取硝酸时与水反应制取硝酸时，水作还原剂水作还原剂(3)(3)豆科植物种植时不需施加氮肥的原因是豆科植物种植时不需施加氮肥的原因是豆科植物中的根瘤菌能够把空气中的豆科植物中的根瘤菌能够把空气中的 N N2 2转化转化为含氮化合物为含氮化合物，作为肥料供作物生长使用作为肥料供作物生长使用。素素能能提提高高9 9无色的混合气体甲无色的混合气体甲，可能含可能含 NONO、COCO2 2、NONO2 2、N N2 2中的几种中的几种，将一定量的甲气体经过下图将一定量的甲气体经过下图实验的处理实验的处理，结果
24、得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则甲气体的组成为，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则甲气体的组成为(B)(B)A ANONO2 2、N N2 2B BNONO、COCO2 2C CNONO2 2、COCO2 2D DNONO、COCO2 2、N N2 2解析：混合气体无色解析：混合气体无色，气体中不含气体中不含 NONO2 2，气体通过气体通过 NaNa2 2O O2 2后显红棕色后显红棕色，说明原混合气体中说明原混合气体中含有含有 NONO，且有与且有与 NaNa2 2O O2 2反应生成反应生成 O O2 2的气体的气体 COCO2 2，通入水中通入水中，溶液呈酸性溶液呈酸性，且几乎无
25、气体剩余且几乎无气体剩余，说明原气体说明原气体中不含中不含 N N2 2。1010 NONO 分子因污染空气而臭名昭著分子因污染空气而臭名昭著。 近年来近年来， 发现少量的发现少量的 NONO 在生物体内许多组织中存在在生物体内许多组织中存在，它有扩张血管、免疫、增强记忆的功能它有扩张血管、免疫、增强记忆的功能，而成为当前生命科学的研究热点而成为当前生命科学的研究热点，NONO 亦被称为亦被称为“明明星分子星分子”。请回答下列问题。请回答下列问题。(1)NO(1)NO 对环境的危害在于对环境的危害在于_(_(填以下项目的编号填以下项目的编号) )。A A破坏臭氧层破坏臭氧层B B高温下能使一些
26、金属被氧化高温下能使一些金属被氧化C C造成酸雨造成酸雨D D与人体血红蛋白结合与人体血红蛋白结合(2)(2)在含在含 CuCu离子的酶的活化中心中离子的酶的活化中心中， 亚硝酸根离子亚硝酸根离子(NO(NO2 2) )可转化为可转化为 NONO， 写出写出 CuCu和亚硝酸和亚硝酸根离子在酸性水溶液中反应的离子方程式：根离子在酸性水溶液中反应的离子方程式：_。(3)(3)在在常温下，把常温下，把 NONO 气体压缩到气体压缩到 100100 个大气压个大气压，在一个体积固定的容器里加热到在一个体积固定的容器里加热到 5050 ，发现气体的压力迅速下降发现气体的压力迅速下降，压力降至大约为原压
27、力的压力降至大约为原压力的2 23 3就不再改变就不再改变，已知其中一种产物为已知其中一种产物为 N N2 2O O，写出上述变化的化学方程式：写出上述变化的化学方程式：_。解析：解析：(1)NO(1)NO 中中 N N 的化合价为的化合价为2 2，所以所以 NONO 具有还原性具有还原性，能被臭氧氧化；能被臭氧氧化；NONO 排放到空气排放到空气中最终氧化成硝酸中最终氧化成硝酸；同同 COCO 一样一样，NONO 也能与人体内的血红蛋白结合使人体缺氧而死亡也能与人体内的血红蛋白结合使人体缺氧而死亡。故对环故对环境的危害为境的危害为 A A、C C、D D。(2)(2)根据信息可得此反应中亚铜
28、离子为还原剂根据信息可得此反应中亚铜离子为还原剂，亚硝酸根离子为氧化剂亚硝酸根离子为氧化剂，NONO 为还原产物为还原产物，CuCu2 2为氧化产物为氧化产物，再根据电子再根据电子、电荷电荷、原子守原子守恒可得方程式恒可得方程式：CuCuNONO2 22H2H=Cu=Cu2 2NONOH H2 2O O。(3)(3)据阿伏加德罗定律的推论和氧化还原反应规律以及质量守恒定律可得方程式：据阿伏加德罗定律的推论和氧化还原反应规律以及质量守恒定律可得方程式：3NO3NO = =100100 atmatm5050 NONO2 2N N2 2O O。答案：答案：(1)ACD(1)ACD(2)Cu(2)CuNONO2 22H2H=Cu=Cu2 2NONOH H2 2O O(3)3NO(3)3NO = =100100 atmatm5050 N N2 2O ONONO2 2
最新鲁科版化学必修1 第三章 自然界中的元素 第2节 氮的循环 第1课时
