文档内容
第五章 化学生产中的重要非金属元素
第二节 氮及其化合物
第一课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮
【学习目标】1.通过阅读思考、讨论交流，了解氮气分子的结构、化学性质，熟悉自然界中氮的固定
方式和人工固氮的常用方法，了解氮的固定的重要意义，体会性质决定用途的核心理念。
2.通过实验探究、原理分析，从氮的氧化物的类别及氮的化合价的角度了解一氧化氮和二氧化氮的主
要性质、用途及相互转化关系，结合真实情境中的应用实例，熟知氮的氧化物溶于水的反应特点，感受化
学变化的奇妙。
【学习重点】氮气、一氧化氮、二氧化氮的化学性质
【学习难点】NO 溶于水的计算
x
【课前预习】
旧知回顾：1. 从元素化合价视角，简述硫元素常见化合价及对应的含硫物质有哪些？
2.硫元素的几种化合物及其单质存在下列转化关系(反应条件省略)，请写出相应转化的化学方程式。
浓HSO SO NaSO NaSO S
2 4 2 2 3 2 2 3
新知预习：1.常温下,氮气化学性质稳定的原因是什么？但在一定条件下可以与一些金属和非金属发
生反应，请举例说明。
2.简述工业上利用氮的氧化物制取硝酸的原理及注意事项？
【课中探究】
情景导入：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。在雷电的环境下，大自然中的一氧化
氮或微生物生命活动放出二氧化氮。产生的二氧化氮与水反应生成硝酸，硝酸可以供制氮肥。观看视频
“雷雨发庄稼”。
一、氮气与氮的固定
活动一、氮元素的存在及氮的固定
任务一、阅读教材P11页第一自然段，结合视频素材，回答氮元素在自然界的存在方式是什么？
任务二、阅读教材P11页第二自然段内容，思考什么是氮的固定？氮的固定有哪些方法？
【对应训练】1．下列关于氮元素说法中，不正确的是（ ）
A．工业上氢气和氮气合成氨属于人工固氮
B．闪电时，大气中氮的氧化物的生成属于氮的固定
C．氮元素在自然界有游离态和化合态
D．非金属单质氮气在化学反应中只能作氧化剂
2．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( )A．过程①“雷电作用”中发生的反应是N＋O ===== 2NO
2 2
B．过程③“固氮作用”中，氮气被还原
C．⑤中涉及的反应可能有2NO＋O===2NO
2
D．⑥中涉及的反应可能有2NO＋12H＋===N ↑＋6HO
2 2
活动二、氮气的结构与性质
任务一、讨论交流：根据氮元素在周期表中的位置，推测氮气的结构及性质有何特点？
任务二、阅读教材P11-12页内容，结合教材P12页“科学史话”栏目，思考氮气具有哪些重要的性
质？
【注意】
【对应训练】1．下列叙述错误的是（ ）
A．氮元素位于元素周期表的第二周期，第VA族B．氮元素主要以氮分子的形式存在自然界中
C．氮元素最外层有5个电子
D．氮分子中的两个氮原子通过离子键结合
2．下列关于N 的说法中错误的是（ ）
2
A．豆科植物的根瘤菌将N 转换为氮的化合物不属于氮的固定
2
B．N + O =2NO，该反应是汽车尾气造成污染的主要原因之一
2 2
C．N 在空气中约占空气总体积的78%
2
D．在反应：3Mg + N =Mg N 中N 作氧化剂
2 3 2 2
二、一氧化氮和二氧化氮
活动一、一氧化氮和二氧化氮的性质
任务一、结合氮原子的结构及氮元素化合价特点，思考氮元素形成氧化物的类型有哪些？
任务二、讨论交流：阅读教材P13页内容，完成教材P13页【实验5-5】（观看实验视频），思考一
氧化氮和二氧化氮具有哪些重要的性质？
①【实验5-5】
实验
装置
在一支50 mL的注射器里充入
实验 20mLNO，然后吸入5mL水，用乳胶管 打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气
后夹上弹簧夹，观察现象，然后振
操作
和弹簧夹封住管口，振荡注射器，观
荡注射器，再观察现象。
察现象。
振荡前：
现象
振荡后：
②性质：【对应练习】1.最新的病毒学研究证实，一氧化氮对SARS病毒有直接抑制作用。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色气体
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，不能用排水法收集
2.下列有关NO 的说法中正确的是( )
2
A．NO 能与水反应生成硝酸，在反应中NO 只是还原剂
2 2
B．除去O 中混有的NO ，可将混合气体通过水，将NO 溶解
2 2 2
C．NO 与溴蒸气的鉴别可用NaOH溶液，溶于NaOH溶液得无色溶液的是NO ，得橙色溶液的为溴蒸
2 2
气
D．在NO 与水的反应中氧化剂与还原剂的质量之比为1∶2
2
活动二、探究一氧化氮和二氧化氮与水的反应及计算
任务一、问题探究：联系NO 、NO的性质，若将充满NO 、NO的试管分别倒置于水槽中（如下
2 2
图），并通过导管通入少量的氧气有何现象？并分析其原理。
任务二、拓展探究：结合教材P13页“思考与讨论”，思考氮的氧化物溶于水的相关原理是什么？对
工业上生产硝酸有什么启示？
①原理：
②NO 气体溶于水：
2
x＝V(NO)/V(O )
2 2
反应情况
③NO、O 的混合气体溶于水：
2x＝V(NO)/V(O )
2
反应情况
④工业制取硝酸工厂的尾气处理方法：
【注意】
【对应练习】1．一定条件下，将等体积的NO和O 的混合气体置于试管中，并将试管倒立于水槽
2
中，充分反应后剩余气体的体积为原总体积的( )
A. B. C. D.
2.如图所示，试管中盛装的是红棕色气体，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充
满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充
满，对原试管中盛装气体的说法正确的是( )
①可能是N 与NO 的混合气体 ②可能是NO 气体
2 2 2
③可能是NO与NO 的混合气体 ④只可能是NO 一种气体
2 2
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
【课后巩固】1．（易）下列关于氮气的说法中，正确的是( )
A．通常情况下，氮气性质比较稳定
B．可在氧气中燃烧，生成一氧化氮
C．1 mol N 与3 mol H 完全反应生成2 mol NH
2 2 3
D．氮元素是活泼的非金属元素，氮气在化学反应中只能作氧化剂
2．（易）氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可
用如图表示。下列关于海洋氮循环的说法正确的是( )
A．海洋中的氮循环起始于氮的氧化
B．海洋中的氮循环属于固氮作用的是③
C．海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与D．向海洋排放含NO的废水，会影响海洋中NH的含量
3．（易）下列有关NO 的说法正确的是( )
2
A．NO 可由N 与O 反应直接制备
2 2 2
B．NO 有毒，但因其易溶于水且与水反应，因此不属于大气污染物
2
C．NO 既有氧化性也有还原性
2
D．NO 为红棕色气体，因此将NO 通入水中，溶液显红棕色
2 2
4．（中）某无色混合气体中可能含有Cl 、O 、SO 、NO、NO 中的两种或多种。现将此混合气体通
2 2 2 2
过品红溶液，品红溶液褪色；然后向剩余气体中通入空气，很快变为红棕色。则下列对原混合气体成分的
判断中正确的是( )
A．肯定含有SO 和NO
2
B．肯定没有Cl、O 和NO
2 2
C．可能含有Cl 和O
2 2
D．肯定含有Cl 和NO
2
5．（中）科学的假设与猜想是科学探究的先导和价值所在。在下列假设或猜想引导下的探究肯定没
有意义的是( )
A．探究SO 和NaO 反应可能有NaSO 生成
2 2 2 2 4
B．探究NO和NO可能化合生成NO
2 2
C．探究NO 可能被NaOH溶液完全吸收生成NaNO 和NaNO
2 2 3
D．探究向滴有酚酞溶液的NaOH溶液中通入Cl ，酚酞红色褪去的原因是溶液的酸碱性改变还是
2
HClO的漂白作用
6.（难）将盛有1 mol NO和NO 混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中，再通入 0.4 mol O ，充分反
2 2
应后，整个试管充满水。则原混合气体中NO与NO 体积比为 ( )
2
A．1∶2 B．2∶5
C．3∶7 D．无法确定
7．（中）下图是氮元素的转化示意图：
下列说法不正确的是（ ）
A．反应①是自然界中的氮的固定
B．反应②的现象是气体由无色变红棕色
C．反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比是1∶2
D．X的浓溶液与铁不能发生反应
8.（中）工业生产硝酸时，由于NO 与HO反应会生成HNO 和NO，NO又可与O 反应生成NO ，因
2 2 3 2 2
此通入适量的氧气可使NO或NO 恰好完全溶于水。
2(1)试根据反应
①3NO ＋HO===2HNO ＋NO
2 2 3
②2NO＋O===2NO
2 2
推出NO 与O 的混合气体、NO与O 的混合气体被水完全吸收转化为HNO 的化学方程式：
2 2 2 3
__________________________________、_________________________________。
(2)将一支充有12 mL NO 气体的试管倒置于水槽中，充分反应。
2
①下列图示正确的是________(填字母)。
② 若 水 不 能 充 满 试 管 ， 需 再 向 试 管 中 缓 缓 充 入 O ， 现 象 为
2
___________________________________，最终充入________ mL氧气，才能使水全部充满。
