5.氮气与氮的固定_新人教版高中化学必修一、二_新人教版高中化学必修下册_微课高一化学必修2（视频课）_必修二讲义（2019人教版）_第五章化工生产中的重要非金属元素[11节]

第 42 课时： 氮气与氮的固定 【学习目标】 熟悉氮气的基本性质。 掌握氮气固定的基本方式。 【重点难点】 1.重点：氮气的基本性质； 氮气的固定。 2.难点：不同途径氮气的固定。 【高频考点】 氮气的固定在生产生活中的应用。 【教学内容】 一、物理性质 无色无味气体，密度与空气相近。 空气中的主要气体，体积分数 78%。 易液化，液氮可以作制冷剂。 二、化学性质 氮气化学性质稳定，一般条件下很难发生反应。 因此常用作各种化学反应中的保护气。 也会在食物包装中充入氮气防止食物变质。 1.氮气的固定： 第 1 页氮气从游离态变为化合态的过程称为氮气的固定。 （1）自然固氮 N +O ===(放电、高温)2NO 2 2 （2）人工固氮 N +3H ===(高温、高压、催化剂)2NH 2 2 3 （3）生物固氮 豆科植物根瘤菌会将氮气转化为含氮化合物，作为植物养料。 2.氮气的其他反应 3Mg+N ===(点燃)Mg N 2 3 2 Mg 在空气中燃烧会和多种成分发生反应。 【经典例题】 1.在汽车中尾气中，会存在大量的氮氧化合物，有人认为是燃料不完 全燃烧生成的，该说法是否正确？ 2.下列说法正确的是（ ） A.氮气化学性质稳定，不和任任何物质发生反应。 B.氮气在化学反应中只能表现出氧化性。 C.氮气可以作为汽车加速剂。 D.在雷雨天会生成氮氧化合物。 【本课小结】 第 2 页氮气是空气的主要成分。 氮气的化学性质稳定，一般不会发生反应。 氮气从游离态变为化学态的过程称为氮的固定。 【课后作业】 1. 下列反应属于氮的固定作用的是（ ）。 A. 和 一定条件下反应制取 B.硝N 2酸工厂H 2用 氧化制取 NH 3 在空气中N转H化3 为 NO DC.. N由O 制碳酸氢铵和N硫O 2酸氨 3 NH 2. 下列变化或过程中发生化学变化的是（ ）。 A.氮的固定 B.丁达尔效应 实验室中制取蒸馏水 DC.. 用铂丝蘸取 溶液进行焰色反应 NaCl 3. 氮是动植物生长不可缺少的元素，含氮化合物也是重要的化工原 料。自然界中存在如图所示的氮元素的循环过程，下列说法不正确的 是（ ）。 第 3 页放电 A.过程①“雷电作用”中发生的反应是 B.过程③ “固氮作用”中，氮气被还原 2 2 N + O ===2NO ⑤中涉及的反应可能有： − − DC.. ⑥中涉及的反应可能有： 2NO2 + O 2 === 2NO3 − + 2NO3 +12H === N 2 ↑+6H 2 O 4．不属于“氮的固定”的变化是（ ）。 A.氨催化氧化制硝酸 B.由氮气和氢气合成氨气 镁条在氮气中燃烧 CD.. 豆科植物的根瘤固氮 5. 下图是氮元素的循环示意图，下列说法不正确的是（ ）。 第 4 页A.硝酸根离子均由氮气经氧化反应得到 B.氮素化肥的生产属于人工固氮 循环中氮元素发生氧化、还原反应 CD.. 尿素及动植物的遗体一定含氮元素 【答案与解析】 1.A 本题主要考查氮及其化合物的反应。 氮的固定是游离态的氮变为化合态的氮元素，只有氮气转化为氨气符 合条件，故选 A 项。 综上所述，本题正确答案为 A。 2.A A 项，氮的固定是将游离态的氮通过化学反应转化为化合态的氮，属 第 5 页于化学变化，故选 A 项； B 项，丁达尔效应是胶体分散质对可见光的散射作用，属于物理变化， 故不选 B 项； C 项，实验室制取蒸馏水，没有新物质生成，属于物理变化，故不选 C 项； D 项，焰色反应没有生成新的物质，为元素的物理性质，属于物理变 化，故不选 D 项。 综上所诉，本题正确答案为 A。 3.D D 项，⑥中氮元素化合价降低，硝酸根被还原，涉及的反应不可能为： ，故 D 项错误； − + 2AN项O，3 过+程12①H“=雷N电2作+用6H”2 O中氮气与氧气化合生成 ，即发生的反 放电 NO 应是： ，故 A 项正确； B 项，过程③“固氮作用”中氮元素化合价降低，氮气被还原，故 B 2 2 N + O ===2NO 项正确； C 项，⑤中亚硝酸根被氧化为硝酸根，涉及的反应可能有： − ，故 C 项正确。 2NO2 + − O综2上=所2N述O，3 本题正确答案为 D。 4．A 氮的固定指游离态的氮（即氮气）转变为氮的化合物的过程。 第 6 页A 项，氨催化氧化制硝酸，是氮的化合态之间的转化，不属于氮的固 定，故选 A 项； B 项，合成氨中，氮气转化为氨气，属于氮的固定，故不选 B 项； C 项，镁条在氮气中燃烧生成氮化镁，属于氮的固定，故不选 C 项； D 项，大豆的根瘤菌将氮气转变为氨，是由氮的游离态转变为化合态， 属于氮的固定，故不选 D 项。 综上所述，本题正确答案为 A。 5.A 本题主要考查氮以及化合物的性质。 A 项，亚硝酸根离子被氧化也可以转化为硝酸根离子，故 A 项错误； B 项，氮素化肥属于人工固氮，故 B 项正确； C 项，由图可知，在放电时 转化为 ，氮元素被氧化，硝酸 盐被细菌分解变成氮单质，氮N元2 素被还原N，O故 C 项正确； D 项，由图可知，尿素及动植物的遗体通过微生物的作用转化为氨气， 因此一定含氮元素，故 D 项正确。 综上所述，本题正确答案为 A。 第 7 页