2019版高考化学一轮复习 第3章 自然界中的元素 第2节 氮的循环学案 鲁科版

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1、第2节　氮的循环1．了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。2．了解氮元素单质及其重要化合物对环境的影响。3．掌握氨气的实验室制法(包括所用试剂、反应原理、仪器和收集方法)。　4．以上各部分知识的综合应用。　氮及其氧化物[知识梳理]1．氮元素在自然界中的存在形态及氮的固定2．氮气(1)分子结构：N≡N，共价键牢固，分子稳定。(2)物理性质：无色无味气体，密度比空气略小，难溶于水。(3)化学性质(填化学方程式)①与氧气反应：N2＋O22NO。②与氢气反应：N2＋3H22NH3。③与镁反应：N2＋

2、3MgMg3N2。3．一氧化氮和二氧化氮的比较性质NONO2物理性质通常为无色、无味的气体，不溶于水通常为红棕色、有刺激性气味的气体，易溶于水与水反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO与氧气反应2NO＋O2===2NO2实验室制备铜与稀硝酸反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O铜与浓硝酸反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O收集方法排水法向上排空气法与人体、环境的关系①与血红蛋白结合使人中毒；②转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾形成酸雨、光化学烟

3、雾4．氮氧化物对环境的污染及防治(1)常见的污染类型①光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生一种有毒的烟雾。②酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。③破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。④NO与血红蛋白结合使人中毒。(2)常见的NOx尾气处理方法①碱液吸收法2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2ONO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2ONO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n

4、(NO2)≥n(NO)，一般适合工业尾气中NOx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(N2)或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2，一般适用于汽车尾气的处理)。(1)氮的固定是指氮元素由单质转化为化合物的过程，并非气态变为固态的意思，如N2→NO，N2→NH3都属于氮的固定，而氨气生成氯化铵就不是。(2)氮的氧化物都有毒，其中NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46。(3)验证某无色气体是NO的方法：向无色

5、气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色，即证明该气体为NO。(4)NO2既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉KI试纸变蓝。[自我检测]1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(1)“雷雨发庄稼”原理涉及氮的固定。(　　)(2)NO气体遇到空气迅速变为红棕色。(　　)(3)NO和NO2均可用排空气法和排水法收集。(　　)(4)可用淀粉KI试纸鉴别NO2和Br2。(　　)(5)标准状况下，11．2LNO2含有0．5NA个NO2分子。(　　)答案：(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)

6、×2．3NO2＋H2O===2HNO3＋NO反应中：氧化剂为________、还原剂为________，二者物质的量之比为________，1molNO2反应转移电子的个数为________。答案：NO2　NO2　1∶2　NA3．(教材改编题)下列环境问题与NO2的排放有关的是________。A．酸雨B．臭氧空洞　C．温室效应D．光化学烟雾E．PM2．5答案：ABD4．将空气中氮气转化成氮的化合物的过程称为固氮。下图中能实现人工固氮的是(　　)解析：选D。选项A、C为自然固氮，合成氨为人工固氮。　将容积为50mL的

7、量筒充满二氧化氮和氧气的混合气体，将量筒倒置在盛满水的水槽里，一段时间后，量筒里剩余气体体积为5mL。则原混合气体中NO2和O2体积比可能是________或________。[解析]　NO或NO2与O2的混合气体跟水的反应计算关系式可由下列化学方程式推导出来。2NO＋O2===2NO2①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO②由②×2＋①得4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3③由①×3＋②×2得4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3④③、④两式就是平时计算经常用到的化学方程式。若剩余的5mL气体为O2，则参加

8、反应③的NO2和O2的总体积为50mL－5mL＝45mL，则原混合气体里，NO2的体积为45mL×4/5＝36mL，O2的体积为50mL－36mL＝14mL，即NO2与O2的体积比为36∶14＝18∶7。若剩余的5mL气体为NO，由②式得过量的NO2体积为15mL，则发生反应③的NO2和O2的总体积为50mL－15mL＝35mL，则原混合气体里