2017鲁科版必修1 氮的循环时 学案.docx

第2节氮的循环
第1课时自然界中氮的循环氮的氧化物
[课标要求]
1．通过自然界中氮的循环，了解氮循环的基本过程，认识氮循环中的重要物质。
2．了解氮气的性质，了解氮的固定的相关知识。
3．了解氮的氧化物(一氧化氮和二氧化氮)的物理性质和化学性质，了解自然界中形成硝酸的过程。
1．氮的固定是指使空气中游离态的氮转化为含氮化合物。
2．工业合成氨反应的特点：高温、高压、催化剂、可逆反应。
3．一氧化氮是无色、无味、有毒、难溶于水的气体，在空气中迅速变
成红棕色。
4．二氧化氮是红棕色、有刺激性气味、有毒、能与水反应的气体。
5．主要的化学方程式：
2NO＋O2===2NO2
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
N2＋3H2eq\o(,\s\up7(高温、高压),\s\do5(催化剂))2NH3
eq\a\vs4\al(自然界中氮的循环氮气)
1．氮元素的存在及应用
(1)氮元素在自然界中的存在形式：游离态和化合态。
(2)氮原子最外电子层有5个电子，在反应中易得3个
电子，显－3价。
(3)氮元素有多种价态：－3、0、＋1、＋2、＋3、＋4、＋5。
(4)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．人类活动对氮循环的影响
(1)氮气eq\o(―――――――→,\s\up7(化学方法))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。
4．氮气的物理性质
在通常状况下，氮气是一种无色、无味、不溶于水的气体，密度与空气相近，约占空气体积的78%。
[特别提醒]N2和CO的相对分子质量相同，与空气接近，故N2、CO的密度与空气接近，实验室只能用排水法收集。
5．氮气的化学性质
(2)工业上常用氮气和氢气反应合成氨，此反应是可逆反应。
[特别提醒](1)氮分子中两个氮原子之间存在很强的作用力，故N2性质很稳定。
(2)可逆反应必须满足“两同”：①相同条件；②正反方向同时进行。
6．氮的固定
(1)概念：使空气中游离态的氮转化为化合态氮的过程。
(2)主要分类
①自然固氮：如高能固氮、生物固氮等；
②人工固氮：如合成氨、仿生固氮等。
[特别提醒]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NHeq\o\al(＋,4)、NOeq\o\al(－,3)。
1．判断正误。
(1)化合态的氮元素只显一种价态()
(2)游离态氮转化成化合态氮时，氮元素被氧化()
(3)NHeq\o\al(＋,4)、NH3、NOeq\o\al(－,3)中氮元素均显－3价()
(4)实验室可用排空气法收集N2()
(5)N2在通常状况下与O2反应生成NO2()
(6)合成氨反应属于自然固氮中的高能固氮()
答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×
2．自然界中存在着许多元素的循环，如图所示循环的元素是()
A．氢B．碳C．氮D．硫
解析：选C氮元素在地球的大气圈、岩石圈和生物圈中都有广泛的分布，由图中合成氨、氨或铵盐、亚硝酸盐等可判断循环的元素是氮。
3．下列叙述中与氮的固定无关的是()
A．工业合成氨
B．工业上将氨转化成硝酸和其他氮的氧化物
C．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
D．电闪雷鸣的雨天，N2与O2会发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收
解析：选B将氮气转化为氮的化合物叫氮的固定，B选项中，NH3→HNO3属于含氮化合物之间的转化，不是N2的转化，所以不是氮的固定。
eq\a\vs4\al(一氧化氮和二氧化氮)
1．氮的主要氧化物
化合价＋1＋2＋3＋4＋5对应氧化物N2ONON2O3NO2、N2O4N2O5[特别提醒]N2O3、N2O5属于酸性氧化物，对应酸为N2O3→HNO2，N2O5→HNO3，N2O、NO、NO2、N2O4均不是酸性氧化物。
2．NO和NO2的性质
(1)物理性质
NONO2颜色无色红棕色状态气态气态气味无味刺激性气味毒性有毒有毒水溶性难溶易溶(2)相互转化
①NO→NO2：2NO＋O2===2NO2。
②NO2→NO：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
[特别提醒]
(1)NO和NO2的收集方法：
①NO的收集：排水法。
②NO2的收集：向上排空气法。
(2)“雷雨发庄稼”的化学原理：
N2eq\o(―――→,\s\up7(O2/放电))NOeq\o(――→,\s\up7(O2))NO2eq\o(――→,\s\up7(H2O))HNO3eq\o(――→,\s\up7(土壤))硝酸盐(氮肥)
1．标准状况下，现将盛有NO2和O2体积比为4∶1的混合气体的烧瓶倒扣于水槽中充分反应后，烧瓶内无气体剩余，所得溶液中溶质的物质的