第二节 氮及其化合物
学业要求 | 核心素养对接 |
1.能列举、描述、辨识氮气、一氧化氮、二氧化氮的重要物理性质、化学性质及实验现象。 2.能进行NO、NO2、O2溶于水的简单计算。 | 1.通过NO、NO2、O2溶于水的简单计算的学习培养学生证据推理与模型认知水平。 2.通过氮的循环的学习，让学生理解变化观念与平衡思想。 |
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[知 识 梳 理]
知识点一 氮气和氮的固定
结合上图氮的循环，完成下列知识点：
1．自然界中氮的循环
(1)自然界：
①豆科植物根部的根瘤菌，把氮气转变为硝酸盐等含氮的化合物。
②在放电条件下，空气中N2与氧气化合为氮的氧化物，并随降雨进入水体和土壤中。 ③微生物分解动植物中的蛋白质生成小分子的含氮化合物，回到水体和土壤中。 (2)人类活动：
①将空气中N2合成氨，再进一步转化为其他含氮化合物，进入水体和土壤中。
②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通过大气进入陆地和海洋。
2．氮气的物理性质
3.氮气的化学性质
(2)N2与O2反应：N2＋O22NO
(3)N2与H2的反应：N2＋3H22NH3
4．氮的固定
(1)概念：使空气中游离态的氮转化为含氮化合物。
(2)分类：
氮的固定
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知识点二 一氧化氮和二氧化氮
如图是一氧化氮浓度检测仪，为什么要检测一氧化氮的浓度，一氧化氮有什么样的性质？二氧化氮呢？请完成下列知识点：
1．不同价态的氮的氧化物
氧化物 | N2O | NO | N2O3 | NO2 | N2O4 试验平台 | N2O5 |
对应氮的化合价 | ＋1 | ＋2 | ＋3 | ＋4 | ＋4 | ＋5 |
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N2O俗称笑气，具有麻醉作用
2．NO和NO2
(1)物理性质
| NO | NO2 |
人体意术颜 | 无 | 红棕 |
状态 | 气态 | 气态 |
气味 | 无味 | 刺激性气味 |
毒性 | 有毒 | 有毒 |
水溶性 | 难溶免火再煮锅 | 易溶 |
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(2)相互转化
①NO→NO2：2NO＋O2===2NO2 NO接触空气就会变红棕
②NO2→NO：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
③2NO2 N2O4 存在NO2时就存在N2O4
微判断
(1)空气中N2的体积分数约为78%( )
(2)N2在高温条件与O2发生燃烧生成NO( )
(3)NO在空气中易转化为红棕NO2( )
(4)NO2与H2O的反应，NO2只作氧化剂( )
答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)×
微训练
1．下列关于N2的说法错误的是( )
A．通常情况下N2性质很稳定，所以N2可在电焊时作保护气
B．反应N2＋O22NO是汽车尾气造成污染的主要原因之一
C．N2的质量约占空气总质量的
D．在反应3Mg＋N2Mg3N2中，N2作氧化剂
解析 N2在空气中的体积含量约为，C项错误。
答案 C
2．下列关于一氧化氮的叙述正确的是( )
A．一氧化氮是一种红棕的气体
B．常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合
C．一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到
D．一氧化氮易溶于水，只能用向上排空气法收集
解析 NO是无气体，不溶于水，可由N2与O2直接化合而得到，且易与空气中的氧气直接反应而生成NO2，故只有C项符合题意。
答案 C
3．关于二氧化硫和二氧化氮叙述正确的是( )
A．两种气体都是无有毒的气体，且都可用水吸收以消除对空气的污染 B．二氧化硫与过量的二氧化氮混合后通入水中能得到两种常用的强酸
C．两种气体都具有强氧化性，因此都能够使品红溶液褪
D．两种气体溶于水都可以与水反应，且只生成相应的酸
解析 二氧化氮跟水反应，生成硝酸和一氧化氮，二氧化硫溶于水生成亚硫酸，硝酸氧化亚硫酸生成硫酸。二氧化硫的漂白原理不是利用强氧化性，二氧化硫也不具有强氧化性。
答案 B
4．宇宙飞船的运载火箭的推进器引燃后发生剧烈反应，产生大量高温气体，从火箭尾部喷出。引燃后的高温气体成分有CO2、H2O、N2、NO等，这些气体均无，但在卫星发射现场看到火箭喷射出大量的红物质，产生红的原因是( )
A．高温下N2遇空气生成NO2
B．NO与空气反应生成NO2
C．CO2遇NO反应生成NO2
D．NO遇H2O反应生成NO2
解析 根据原高温气体均为无，但现场却能看到红可推知，是因为发生反应：2NO＋O2===2NO2。
答案 B
微思考
自然界中的氮循环涉及氮气及氮的许多化合物，请指出它们的物质类别和其中氮元素的化合价？
提示 ①
②
③
学习任务1 氮的氧化物溶于水的计算
资料：
氮氧化物(NOx)种类很多，造成大气污染的主要是一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)，因此环境学中的氮氧化物一般就指这二者的总称。防治途径一是排烟脱氮，二是控制NOx的产生。
其中排烟脱氮分为干法和湿法两类
湿法：有直接吸收法、氧化吸收法、氧化还原吸收法、液相吸收还原法和络合吸收法等。
直接吸收法：水吸收、硝酸吸收、碱性溶液(氢氧化钠、碳酸钠、氨水等碱性液体)吸收，浓硫酸吸收等多种方法。
氧化吸收法：在氧化剂和催化剂作用下，将NO氧化成溶解度高的NO2等，然后用水或碱液吸收脱氮的方法，在湿法排烟脱氮工艺中应用较多。
请结合上述资料：
(1)写出氧化吸收法所涉及到的化学方程式。
提示 2NO＋O2===2NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
(2)NO中充入O2、H2O能否被充分吸收？
提示 可以4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
氮的氧化物溶于水的计算规律
