2022年高中化学第二册必修氮气.doc

2022年高中化学第二册必修氮气教学目标 1．认识氮气的分子结构、性质及其重要用途 2．熟悉氮在五种不同氧化物中的化合价；掌握一氧化氮和二氧化氮的重要性质 3．了解氮的固定和重要性教学重点 氮分子的结构和化学性质教学过程复习 空气中氮气的体积百分含量为多少？由此计算出氮气的质量百分含量假定空气成分是N2占78%、O2占21%和Ar占1%）新课一、氮气的物理性质演示：展示一瓶氮气，观察它的颜色和状态，并闻其气味小结：纯净的氮气是一种没有颜色、没有气味的气体，密度比空气稍小，难溶于水加压和冷却后分别变成无色的液体和雪状固体思考：为什么氮气的熔、沸点很低？二、氮气的化学性质练习：画出氮原子的结构示意图，写出氮分子的电子式和结构式思考：⑴从化学键的角度预测氮气的性质活泼与否？ ⑵从氮气中氮的化合价指出氮气的主要化学性质（氧化性和还原性） 1．与氢气的反应介绍：工业上合成氨的反应 化学方程式：N2 + 3H2 2NH3 + 92.4 kJ （反应特点：①可逆反应 ②正反应是体积缩小的放热反应） 2．与某些金属的反应演示：镁带在氮气中燃烧小结：镁带在氮气中继续燃烧，生成淡黄色的固体。

化学方程式：3Mg+N2Mg3N2 思考：能否用液态氮灭火器来扑灭镁带的燃烧指出：高温时，氮气还能与钙、锶和钡等金属化合（周期表中ⅡA族金属）练习：写出氮化镁分别与水和盐酸反应的化学方程式，并描述有关实验现象 3．与氧气的反应 化学方程式：N2+O22NO 2NO+O2==2NO2 NO 3NO2+H2O==2HNO3+NO 水 （反应时NO2中有2/3的氮变成硝酸，1/3的氮变成NO）介绍：“雷雨发庄稼”的原理 氮的重要氧化物名 称一氧化氮二氧化氮化学式NONO2物理性质无色气体，不溶于水红棕色气体，易溶于水，有毒化学性质与水反应——3NO2+H2O==2HNO3+NO与O2反应2NO+O2===2NO2——其它性质——2NO2====N2O4收集方法排水法向上排空气法相互转化 氧气、放电NO===================NO2水氮的其它氧化物有：N2O、N2O3和N2O5。

小结：氮在化合物中的化合价：－3、+1～+5三、氮气的制法 1．工业制法：分离空气 2．实验室制法：NH4Cl+NaNO2===N2+2H2O （利用NH4NO2的不稳定性）练习：将上述反应改写成离子方程式，并选择实验的发生装置和收集方法四、氮在自然界中的存在和氮气的用途 1．存在： 游离态：氮气 化合态： 无机物：硝酸盐和亚硝酸盐等 有机物：蛋白质和核酸等 2．用途： ⑴合成氨、制硝酸 ⑵保护气：灯泡、粮食的保存等五、氮的固定指出：将空气中游离态的氮转变成氮的化合物的方法叫做氮的固定 1．生物固氮：如植物的根瘤菌 2．人工固氮： 化学固氮：合成氨等 化学模拟生物固氮六、有关NO、NO2、O2的混和气体和水反应的计算 基本反应 2NO+O2==2NO2……………………………………⑴ 3NO2+H2O==2HNO3+NO …………………………⑵ 1．NO（N2）、NO2混和气体与水反应例1：将20毫升充满NO和NO2的混和气体的试管倒立于盛水的水槽中，充分反应后，剩余气体的体积变为10毫升，求原混和气体中NO和NO2各占多少毫升。

分析：NO与水不反应，NO2与水反应时每1体积的NO2会生成1/3体积的NO，所以剩余的气体为未参加反应的NO和生成的NO气体解法一：设原混和气体中含NO2 x毫升，则含NO（20－x）毫升 3NO2 + H2O ==== 2HNO3 + NO 3 1 x 由题意：20－x+=10 解得 x=15毫升 则原NO的体积：20－15=5毫升答：原混和气体中含NO气体5毫升，NO2气体15毫升解法二：（差量法）设原混和气体中含NO2气体x毫升 3NO2 + H2O ==== 2HNO3 + NO ΔV 3 3－1 x 毫升 （20－10）毫升 解得 x=15毫升答：（略） 2．NO2和O2的混和气体与水的反应关系式：4NO2+O2+2H2O==4HNO3 （将⑵×2－⑴得到，目的是消去中间产物NO）讨论如下：NO2与O2的体积比发生的化学反应剩余气体=4:14NO2+O2+2H2O==4HNO3无<4:14NO2+O2+2H2O==4HNO3O2>4:14NO2+O2+2H2O==4HNO33NO2+H2O==2HNO3+NONO例2：将充满NO2和O2混和气体的量筒倒置于水中，充分反应后，水上升至量筒体积的一半处停止了，则原混和气体中NO2和O2的体积比是多少？分析：NO2和O2的体积比不等于4：1，则需讨论NO2和O2分别过量时的两种情况。

解：设混和气体的体积为1，混和气体中NO2的体积为x ，则O2为(1－x) ⑴假定原混和气体中V(NO2):V(O2)<4:1 4NO2 + O2 + 2H2O == 4HNO3 4 1 x (1/4)x 剩余的O2：1－x－= 解得 x= V(NO2):V(O2)= :=2:3 ⑵假定原混和气体中NO2和O2的体积比>4:1 4NO2 + O2 + 2H2O == 4HNO3 4 1 4(1－x) 1－x 暂时剩余NO2：1－5(1－x)=5x－4 由反应式3NO2+H2O==2HNO3+NO可知 最后余NO： 解得 x= （不合题意，舍去）答：（略）小结：NO2和O2的混和气体与水反应时，当剩余气体的体积大于原混和气体体积 的1/3时，只有一种条件：V(NO2):V(O2)<4:1。

此结论由学生自行证明） 3．NO与O2分别通入水中关系式：4NO+3O2+2H2O==4HNO3讨论情况同2，请学生自己归纳NO与O2的体积比发生的化学反应剩余气体=4:34NO+3O2+2H2O==4HNO3无<4:34NO+3O2+2H2O==4HNO3O2>4:34NO+3O2+2H2O==4HNO3NO例3：一定条件下，将等体积的NO和O2混和于一试管中，然后将试管倒立于盛有水的水槽中，充分反应后剩余气体的体积与原混和气体的体积之比是多少？分析：因为混和气体中NO和O2的体积比<4:3，则剩余气体为O2解：设混和气体中NO的体积为x ，则O2的体积也为x 4NO + 3O2 + 2H2O == 4HNO3 4 3 x 剩余的O2为 x－= 它与原混和气体的体积为:2x=1:8答：（略）练习：将盛有18mLNO和NO2的混和气体的容器倒立于盛有20克水的烧杯中，片刻后，容器里剩余12mL气体，这时再向容器中通入8mL氧气，结果容器内气体体积减小（上述气体均在标准状况下测定） 问：⑴最后容器内剩余什么气体？其体积是多少？（NO，4/3mL） ⑵所得的硝酸溶液的溶质的质量分数是多少？（0.24%） 4．NO2、NO、O2的混和气体与水反应关系式：作业 P171 习题2、3、4。

参考练习 1. NO2与O2按物质的量4:1混合充满一试管后倒立于水槽中，试管中进入水的量为 A. 一点没进入 B. 进入1/3试管 C.进入整个试管 D. 进入2/3试管 2. 室温时,在容量为18毫升的试管里充满NO2气体,然后将它倒扣在水中,直到试管内水面不再上升再通入6毫升O2,问最后试管内残留什么气体?体积为多少? 3. 将充有m mL NO和n mol NO2气体的试管倒立于水槽中,然后通入m molO2,若已知n>m,则充分反应后,试管中的气体在同温、同压下的体积为 A. (4n-1)/12 mL B. (n-m)/3mL C. (3m+n)/3mL D. 3(n-m)mL 4. 80℃、101.3千帕下,用右图装置进行如下实验A、C两筒分别装有无色气体,它们可能含NH3、O2、N2、H2S、NO、CO2等气体,B管内装有固体推动A的活 B塞使A筒内的气体缓缓地全部通过B后进 A C入C筒,C中的气体由无色变成红色,但其体积换算成同温同压下却未变化。

(1)C中发生的反应,其化学方程式是______________________________已知原C中的气体是单一气体,它是__________________若有多种可能的答案,需一一列出)将反应后C筒中的气体,用水充分吸收在同温同压下,气体体积减少一半,则与水反应前C中的气体是________________若有多种可能的答案,需一一列出) (2)若实验开始前A、C中气体的体积(换算成标准状况)分别为1.40升和2.24升,且A中的气体经过B管后,B管增重了1.40克通过计算和推理可判定A中的气体是______________,其质量为_______________克不必写出计算和推理过程。