《氮及其化合物》 第1课时 教学设计【高中化学必修2(新课标)】

第1课时

◆ 教学目标

1、通过分析氮的原子结构，推断含氮物质可能的化学特性，理解结构和性质的关系。 2、通过实验探究，了解一氧化氮与氧气的反应，二氧化氮与水的反应等性质，感受化学变化的奇妙。

3、了解NO、NO2、O2溶于水的简单计算（对生成硝酸的启示）。

◆ 教学重难点

1、重点：氮气、一氧化氮、二氧化氮的化学性质。 2、难点：NOx溶于水的计算。

◆ 教学过程

一、导入新课

氮元素位于元素周期表的第二周期，VA族。氮原子的最外层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子，一般通过共用电子对与其他原子结合构成物质。在自然界里，氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中，部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。氮是自然界各种生命体生命活动不可缺少的重要元素，自然界是怎样通过氮的循环为生物体提供氮元素的呢？

二、讲授新课 （一）氮气 (1) 氮气的物理性质 颜色 状态 气味 密度 溶解性 _____ 气体 _____ 密度与空气接近 ___溶于水 (2) 氮气的化学性质氮气的结构

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氮气的化学性质_____，通常很难与其他物质发生化学反应。 ①还原性：氮气与氧气的反应，其化学方程式为。 ②氧化性

a. N2与H2反应生成NH3，化学方程式为。 b. 在点燃条件下与Mg反应，方程式为。 （二）氮的固定

(1) 含义: 将大气中_______的氮转化为___________的过程叫做氮的固定。 (2) 分类:

【视频】雷雨发庄稼 （三）一氧化氮和二氧化氮 (1) 物理性质 物质 NO 颜色 状态 气体 气味 毒性 有毒 水溶性 ___溶于水 NO2

气体 有毒 ___溶于水

(2) 化学性质【实验5-5】

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实验 装置 在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，实验 然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住操作 管口，振荡注射器 弹簧夹，观察现象，然后再振荡注射器 打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上 现象 振荡后________________ 结论：在一定条件下，NO与NO2可以相互转化。 反应的化学方程式为

①NO→NO2: _____________________;

②NO2→NO: __________________________(工业制取硝酸)。

【视频】如需使用此资源，请插入资源“【教学实验】二氧化氮溶于水”。 【思考与讨论】

实验5-5发生了哪些化学反应？如果将注射器中的NO充分转化，可以采取什么措施？上述实验对工业生成硝酸有什么启示？ （四）工业生成硝酸的启示 (1) 原理

解答氮的氧化物溶于水的计算问题首先明确原理，无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体，反应的实质是3NO2+H2O = 2HNO3+NO，2NO+O2 = 2NO2，故若有气体剩余只能是NO或O2，不能是NO2。

1、 NO与O2同时通入水中 2NO+O2===2NO2① 3NO2+H2O===2HNO3+NO ② ①×3+②×2 总的化学方程式为 4NO+3O2+2H2O===4HNO3

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② NO2和O2混合气体溶于水的计算 3NO2+H2O===2HNO3+NO ① 2NO+O2===2NO2② ①×2+②总的化学方程式为 4NO2+O2+2H2O===4HNO3

【思考与讨论】

(1) NO和NO2分别采用什么方法收集？

(2)NO2转化为NO的变化中，NO2只能作氧化剂吗?

三、学习小结

四、达标检测

1.下列关于性质的叙述中错误的是( ) A.任何物质在氮气中都不能燃烧 B.氮气既具有氧化性，又具有还原性

C.将空气中的氮气转变成含氮化合物属于氮的固定 D.氮气与氧气在一定条件下反应生成一氧化氮 答案 A

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解析 活泼金属钠、镁、铝可以在N2中燃烧。 2.下列叙述与氮的固定无关的是( ) A.工业上氮气与氢气化合成氨

B.工业上将氨转化为硝酸和其他含氮化合物

C.豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为含氮化合物

D.电闪雷鸣的雨天，空气中的氮气会与氧气发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收 答案 B

解析 氮的固定是指把空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。

3.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转化为含氮的化合物，有的转化发生在含氮的化合物之间。下列过程中，以游离态的氮为原料，最终产生含氮的化合物的是( )

A.汽车尾气中的氮氧化物形成酸雨 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 答案 D

解析 氮氧化物形成酸雨是其与水反应生成硝酸的缘故；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含氮的化合物。 4.下列关于氮的氧化物的叙述正确的是( ) A.氮的氧化物只有NO、NO2 B.氮的氧化物均为红棕色气体 C.氮的氧化物均有毒

D.氮的氧化物在空气中能稳定存在 答案 C

解析 氮的氧化物包括NO、N2O、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等，A项错误；NO、N2O4等均为无色气体，B项错误；氮的氧化物均有毒，C项正确；NO在空气中易被O2氧化为NO2，D项错误。

5.对3NO2＋H2O===2HNO3＋NO反应的下列说法正确的是( ) A.氧化剂与还原剂的质量比为1∶2

B.氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2 C.NO2是氧化剂，H2O是还原剂

D.在反应中若有6 mol NO2参与反应时，有3 mol电子发生转移 答案 A

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解析 该反应中NO2既是氧化剂又是还原剂，硝酸为氧化产物，NO为还原产物。硝酸与NO的物质的量之比为2∶1，还原剂(NO2)与氧化剂(NO2)的物质的量之比为2∶1。若有6 mol NO2参与反应，则转移电子4 mol。

6.按图进行实验。试管中装有12 mL NO，然后间歇而又缓慢地通入8 mL O2，下列是有关最终状态的描述：

①试管内气体呈红棕色 ②试管内气体呈无色 ③试管内液面不变 ④试管内液面上升 ⑤试管内气体是O2 ⑥试管内气体是NO。其中正确的是 ( ) A.①③ B.②④⑤ C.②④⑥ D.②③⑤ 答案 C

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解析 根据4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可得，剩余气体应为NO，体积为 mL，试管内液

3面上升。

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