文档内容
第五章《化工生产中的重要非金属元素》教学设计
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
课题： 5.2.1 氮气及氮的固定 一氧化氮和二氧化氮 课时 1 授课年级 高一
结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解氮及其重要化合物的主要性质，认识这
课标 些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。结合实例认识金属、非金属及其化合物的多样
要求 性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在自然资源综合
利用和环境保护中的重要价值。
本节是人教版（2019版）必修第二册第五章第二节氮及其化合物的内容。本节内容主要包
括：氮及氮的固定、一氧化氮和二氧化氮、氨和铵盐、硝酸、酸雨及其防治。教材编排思路与
上一节相似，首先介绍氮元素在元素周期表中的位置、氮的原子结构知识，应用前一节掌握的
研究非金属单质性质的基本思路预测氮的化学性质，渗透条件对化学反应的影响，引出自然界
中氮循环及氮的固定对人类生存的重要意义。之后，根据物质类别研究氮的化合物，包括一氧
化氮、二氧化氮、硝酸、氨和铵盐的化学性质。以工业合成氨、工业制硝酸的生产原理为载
体，应用氧化还原反应原理，设计含氮化合物的转化，使学生认识到从一种原料转化成多种产
品，路径之一是通过氧化还原反应改变主要元素的化合价，提升“变化观念”等学科核心素
养。教材设置铵根离子的检验、实验室制取氨的实验活动，让学生根据氨、铵根离子的性质和
反应，选择合适的试剂，设计检验或者制取物质的方案，提升其科学探究的能力。最后，教材
编入“酸雨及其防治”内容以及“测定雨水的pH”的研究与实践活动，综合运用硫和氮及其化
合物的相关知识，寻求证据参与社会性议题的讨论，分析硫酸工业、合成氨工业对社会发展的
价值和对环境的影响，有意识地渗透资源合理利用和环境保护的意识。
教材
本节教学情景素材非常丰富，如：“雷雨发庄稼”；氮的循环与氮的固定；工业合成氨、
分析
工业制硫酸（或硝酸）；氮肥的生产与合理使用；氯气、氨气等泄漏的处理；酸雨的成因与防
治；汽车尾气的处理等。教学内容共安排三个课时：第一课时为氮气与氮的固定，一氧化氮和
二氧化氮，第二课时为氨和铵盐，第三课时为硝酸和酸雨及防治。
本课时为第一课时的内容，主要包括：氮及氮的固定、一氧化氮和二氧化氮。关于氮气与
氮的固定，介绍了氮气的化学性质稳定的原因和氮气在一定条件下能发生的反应，介绍了什么
叫氮的固定，自然界怎样实现固氮，人类怎样实现人工固氮，由此介绍自然界中氮的循环，同
时，利用“科学史话”栏目介绍了合成氨。
氮的氧化物，教材主要介绍一氧化氮和二氧化氮两种气体的物理性质、化学性质，物理性
质中强调其毒性，说明都是大气污染物，化学性质介绍了一氧化氮与氧气的反应和二氧化氮与
水的反应，通过实验5-5，介绍二氧化氮溶于水的反应，但实验步骤中注射器内先充入的是一
氧化氮气体和水，再快速吸入空气，让学生结合实验现象和“思考于讨论”教学思考，讨论工
业制硝酸的方法。
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。
教学
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
目标
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。
教学 重点：氮气、一氧化氮、二氧化氮的化学性质
重、 难点：NO 溶于水的计算
x
难点
核心 宏观辨识与微观探析：根据氮的原子结构知识，应用前一节掌握的研究非金属单质性质的
基本思路预测氮的化学性质，加强学生能从物质的微观层面理解其组成、结构和性质的联系，
素养形成“结构决定性质，性质决定应用”的观念。
科学态度与社会责任：渗透条件对化学反应的影响，认识氮的固定对人类生存的重要意
义。深刻理解化学、技术、社会和环境之间的相互关系，能运用已有知识和方法综合分析化学
过程对自然可能带来的各种影响，权衡利弊勇于承担责任，积极参与有关化学问题的社会决
策。
科学探究与创新意识：通过对喷泉实验原理、实验室制备氨气的探讨培养学生科学探究与
实验创新的化学核心素养，理解氨的喷泉实验原理，体会性质决定用途的核心观念。
学情 学生已学习了硫及其化合物的主要性质及转化，知道学习非金属元素及其化合物的基本思
路和方法，但对氮的氧化物某些性质的原理分析及有关计算可能存在困难，教学时可根据学
分析 情，结合实例适当进行拓展和延伸。
教学过程
教学 设计意
教学活动
环节 图
【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？
【学生】展示交流：硫元素常见化合价及对应物质有：-2（HS）、0（S）、+2
2
（NaSO）、+4（SO 、HSO 等）、+6（SO 、HSO 等）。
2 2 3 2 2 3 3 2 4
【回顾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
【学生】板书：①Cu＋2HSO (浓)=====CuSO ＋SO ↑＋2HO，
2 4 4 2 2
环 ② SO 2 ＋2NaOH===Na 2 SO 3 ＋H 2 O 回顾旧
知，预
节 ③NaSO +S=Na SO
2 3 2 2 3
习新
一
④NaSO+H SO =Na SO +S↓+SO ↑+H O， 知，创
、 2 2 3 2 4 2 4 2 2
生 设生活
【教师】引导、评价。
情 活 真实情
景 情 【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 境，激
导 境 发学习
入 和非金属发生反应，请举例说明。 兴趣和
【学生1】在通常情况下，氮气化学性质稳定的原因是氮氮三键(N≡N)的键能大。 探究的
欲望。
【学生2】在一定条件下，氮气可与O、H、Mg等反应。
2 2
【教师】引导、板书：N+O =======2NO、N＋3H 2NH 、3Mg＋
2 2 2 2 3
N=====MgN。
2 3 2
【预习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？
【学生】工业上就是利用3NO 十HO=2HNO ＋NO这一原理制取HNO，为了提高
2 2 3 3
NO 的吸收率，在吸收的过程中要补充适量的O，所以总的吸收反应可表示为：
2 2
4NO ＋O＋2HO=4HNO 。NO与O 配比适当时，也可以被水完全吸收。总的吸收反
2 2 2 3 2
应可表示为：4NO＋3O＋2HO=4HNO 。
2 2 3
【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”。（视频见PPT）【过渡】初中化学的学习中，我们知道氮气约占空气体积的 4/5，化学性质很稳定，
通常情况下难以与其他物质发生化学反应。
回归教
【问题1】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 材，了
解氮元
方式是什么？
素在自
【学生1】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 然界的
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。 存在，
激发学
【学生2】氮元素在自然界中有两种存在形态：游离态【主要以氮气分子的形式存在
习兴
于空气中，约占78%（体积分数）】和化合态（存在于动植物体内的蛋白质中，土 趣。
壤、海洋的硝酸盐和铵盐中）。
【教师】评价、肯定。 关注与
【问题2】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 化学有
关的社
方法？ 会热点
问题，
【学生1】氮的固定是指将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。
活 认识环
动 【学生2】氮的固定分自然固氮和人工固氮两种。自然固氮是大自然通过闪电释放能 境保护
一 和资源
量将氮气转化为含氮的化合物（高能固氮），或者通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化
、 合理开
氮 为氨（生物固氮）。通过人工方法将游离态氮转化为化合态氮的过程叫人工固氮，如 发的重
元 要性，
工业合成氨等。
素 具有可
的 【学生3】氮的固定必须为将游离态的N 转化为化合态含氮物质的过程，为氧化还原 持续发
2
存 展 意
反应。
在 识和绿
及 【教师】评价、投影：自然中的氮循环如下图所示： 色化学
氮 观念。
的
。
固
定
环
节
二
、
氧 检测与
评价，
氮
发现问
气 题，调
与 【对应训练1】下列关于氮元素说法中，不正确的是（ ） 控课
堂，提
氮 A．工业上氢气和氮气合成氨属于人工固氮 高效
率。
的 B．闪电时，大气中氮的氧化物的生成属于氮的固定
固 C．氮元素在自然界有游离态和化合态
定
D．非金属单质氮气在化学反应中只能作氧化剂
【答案】D
【解析】A．氮的固定是指游离态氮转化为化合态氮的过程，工业上氢气和氮气合成
氨属于人工固氮，故A正确；B．闪电时，大气中氮气转化为氮的氧化物属于氮的固
定，故B正确；C．氮元素在自然界有游离态(氮气)和化合态(铵态氮和硝态氮等)，故
C正确；D．非金属单质氮气在化学反应中能作氧化剂，也能作还原剂，如氮气与氧气反应中，氮气作还原剂，故D错误；故选D。
【对应训练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
【答案】D
【解析】过程①“雷电作用”中氮气与氧气化合生成 NO，即发生的反应是N ＋
2
O=====2NO，A正确；过程③“固氮作用”中氮元素化合价降低，氮气被还原，B
2
正确；⑤中NO被氧化为NO，涉及的反应可能有2NO＋O===2NO，C正确；⑥中氮
2
元素化合价降低，NO被还原，涉及的反应不可能为2NO＋12H＋===N ↑＋6HO，因
2 2
为此反应中只有元素化合价降低，没有元素化合价升高，且电荷不守恒，故 D错
误。
【过渡】结构决定性质，性质反映结构，性质决定用途。那么氮气的性质很稳定，其 从物质
原因时什么呢？ 的微观
层面理
【问题1】讨论：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？
解其组
【学生1】氮元素位于元素周期表的第二周期第ⅤA族，氮原子最外层有5个电子， 成、结
构和性
既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。氮原子一般通过共用电子对与其他
质的联
原子相互结合构成物质。 系，形
成“结
【学生2】氮分子的电子式为 ，分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)结 构决定
性质，
合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定，通常情况下很难与
性质决
其他物质发生化学反应。 定 应
用”的
【教师】评价、肯定。
观念。
【问题2】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？
【学生1】物理性质：氮气是无色、无味、难溶于水，密度（1.25g/L)与空气相近，
明确氮
气在特
熔点-210℃，沸点-196℃，约占空气体积的4/5。
定条件
【教师】评价、追问：根据氮气的分子结构，推测氮气可能具有哪些化学性质？ 下可于
某些物
【学生1】通常情况下，氮气较稳定，与其他物质不反应；但在放电或高温下，能与
质发生
氧气反应生成NO。 化学反活【学生2】交流并板书：N＋O=======2NO，N 体现还原性。 应。
2 2 2
动 【学生2】板书：3Mg + N ===== Mg N ,N 体现氧化性。
2 3 2 2
二
、 【学生4】板书：N+3H 2NH ，N 体现氧化性（工业上合成氨）。
2 2 3 2
氮 【教师】评价、强调1：氮气性质的“一惰性、两反应”。氮气化学性质很稳定，通
气 常状况下，很难与其他物质反应，但是在一定条件下，也能与氢气、氧气等反应。
的 【教师】强调2：氮元素是多价态元素，氮气中氮元素呈0价，处于中间价态，故氮
结 气既有氧化性(与H 等反应)，又有还原性(与O 等反应)。
2 2
构 【教师】追问：根据氮气的性质，回答氮气有哪些用途？
与 【学生】用途：氮气常用作保护气，如焊接金属、填充灯泡、保存食品等；氮气是合
性 成氨、制硝酸的重要原料；液氮可用作制冷剂，应用于医学、科技等领域
质
。
【对应训练1】下列叙述错误的是（ ）
检测与
A．氮元素位于元素周期表的第二周期，第VA族
评价，
B．氮元素主要以氮分子的形式存在自然界中 发现问
题，调
C．氮元素最外层有5个电子
控课
堂，提
D．氮分子中的两个氮原子通过离子键结合
高效
【答案】D 率。
【解析】A．氮原子核外电子数为7，核外K、L层依次排有2、5个电子，氮元素位
于元素周期表的第二周期、第VA族，A项正确；B．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，B项正确；C．氮原子核外电子数为7，
核外K、L层依次排有2、5个电子，即最外层有5个电子，C项正确；D．氮分子中
两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合，D项错误；答案选D。
【对应训练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
【答案】A
【解析】A．豆科植物的根瘤菌将空气中的氮转化为化合态的氮，N是游离态氮元素
变化为化合态，A错误；B．汽车中的火花塞在打火过程中能引发氮气和氧气反应生
成NO，产生的NO会导致空气污染，B正确；C．氧气约占空气体积的21%，氮气约
占空气体积的78%，C正确；D．在反应：3Mg + N =Mg N 中，氮由0价变为-3
2 3 2
价，氮气是氧化剂，D正确；故选A。
【过渡】根据氮元素在周期表中的位置及原子结构特点可知，氮元素有多种价态，可以
形成多种氧化物。
从化合
【问题1】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
价视些？ 角，初
步了解
活【学生1】氮元素的化合价有-3、0、+1、+2、+3、+4、+5价，因此可形成的氧化物有
氮的氧
活 NO、NO、NO、NO 、NO、NO。 化物及
2 2 3 2 2 4 2 5
部分性
动 【学生2】NO俗称笑气，具有麻醉作用，在氮的多种氧化物中只有NO 和NO 是酸
2 2 3 2 5 质。
一 性氧化物（酸酐），分别对应亚硝酸（HNO）和硝酸（HNO）。
2 3
、
【学生3】常温常压，所有氮的氧化物均为有毒气体。
通过对
一
【教师】评价、强调：氮元素的含氧酸有 HNO 和HNO 两种，对应的酸性氧化物（酸 观察记
3 2
氧 录的实
酐）分别为N 2 O 5 和N 2 O 3 ，其它氮的氧化物均不是酸性氧化物。 验信息
化
进行加
【问题2】讨论：阅读教材P13页内容，完成教材P13页【实验5-5】（观看实验视
氮 工并获
频），思考一氧化氮和二氧化氮具有哪些重要的性质？ 得 结
和
论；通
【教师】演示【实验5-5】，投影表格。
二 过交流
【学生1】观察实验现象，完成表格内容，展示交流： 实验探
氧
究的成
化 果，提
实验 出 进
氮
一步探
的 究或改
装置 进实验
性
的 设
质 实验 在一支50 mL的注射器里充入 想；培
20mLNO，然后吸入5mL水，用 打开弹簧夹，快速吸入10 mL空 养尊重
环 气后夹上弹簧夹，观察现象，然 事实和
乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡
节 操作 注射器，观察现象。 后振荡注射器，再观察现象。 证据、
三 独立思
、 考、敢
一 振荡前：无色气体变红棕色 于质疑
和批判
现象 无明显现象
氧 的创新
振荡后：红棕色变为无色
精神。
化
氮
【学生2】NO为无色无味的有毒气体，难溶于水，常温下，NO不稳定，具有还原性，
和
易被氧化：2NO＋O===2NO。故只能用排水法收集。
2 2
二
【学生3】NO 为红棕色、有刺激性气味的气体，有毒，溶于水时与水发生歧化反应： 检测与
2
氧 评价，
发现问
化
题，调
氮 3NO ＋HO===2HNO ＋NO。故只能用向上排空气法收集。 控课
2 2 3
堂，提
【教师】评价、强调：NO 虽不是酸性氧化物，但能与NaOH溶液发生氧化还原反应， 高效
2
率。
请写出有关反应方程式。
【学生4】板书：2NO ＋2NaOH===NaNO ＋NaNO ＋HO。
2 2 3 2
【教师】强调：NO和NO 都不是酸性氧化物，NO与碱、酸都不能反应生成盐和水，
2
属于不成盐氧化物；NO 与碱溶液发生氧化还原反应生成两种盐，也不属于酸性氧化
2
物。
【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
【答案】C
【解析】NO是一种无色难溶于水的气体，可以用排水法收集；常温常压下，NO容易
与氧气直接化合生成NO 。
2
【对应练习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
2 2
溶液的为溴蒸气
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
【答案】D
【解析】除去O 中混有的NO ，将混合气体通过水，NO 溶解的同时又生成新的杂质
2 2 2
NO，且NO又能与O 反应，故B项错误；NO 、溴蒸气分别与NaOH溶液反应均得无
2 2
色溶液，所以NaOH溶液无法鉴别NO 与溴蒸气，故C项错误。
2
活【过渡】上述实验中，如果将注射器中的NO充分转化，可以采取什么措施？下面我 通过实
们来进一步探究氮的氧化物与水的反应特点。 验探
究，，
【问题1】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
2 2 原理分
中（如下图），并通过导管通入少量的氧气有何现象？并分析其原理。 析，进
一步认
识
NO 、
2
NO与
水反应
的特点
和规
律。
【学生1】图1中红棕色气体逐渐变为无色，试管内液面上升，持续通入适量 O ，试
2
活
管内可充满水。当V(NO )∶V(O )＝4∶1时，NO 完全转化成HNO。
2 2 2 3
活
【学生2】图2无色气体先变成红棕色，后逐渐变为无色，试管内液面上升，持续通
动
入适量O，试管内可充满水。当V(NO)∶V(O )＝4∶3时，NO完全转化成HNO。 利用宏
2 2 3
二 微结合
、 【教师】评价、强调：利用此原理可以将NO、NO 2 全部转化为硝酸。 的思
想，深
【问题2】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
探 度理解
关原理是什么？对工业上生产硝酸有什么启示？ NO 、
究 2
NO与
【教师】引导、板书：氮的氧化物溶于水的相关原理：
一
水反应
氧 3NO 2 ＋H 2 O===2HNO 3 ＋NO ① 的原
理，培
化 2NO＋O 2 ===2NO 2 ② 养宏观
氮 由方程式①×2＋②得：4NO 2 ＋O 2 ＋2H 2 O===4HNO 3 ③ 辨识与
微观探和 由方程式①×2＋②×3得：4NO＋3O＋2HO===4HNO ④ 析、证
2 2 3
据推理
二 【教师】追问：NO 气体溶于水时仅涉及反应①：剩余气体是什么？
2 与模型
氧 【学生】剩余气体为NO。 认知的
化学核
化
【教师】投影表格、强调：NO 2 和O 2 的混合气体溶于水时涉及反应③，且存在下列 心素
氮 养。
几种情况，请完成表格内容。
与
【学生】完成表格内容，展示交流：
水
x＝V(NO)/V(O ) 0
的 2 2
反
O 过量，剩 恰好完全反应， NO 过量又发生反应①，
2 2
反应情况
应
余气体为O 无气体剩余 只剩余NO
2
及
【教师】评价、投影表格并强调：NO、O 的混合气体溶于水时涉及反应④，也存在
2
计
下列几种情况：
算
检测与
【学生】完成表格内容，展示交流：
评价，
x＝V(NO)/V(O ) 0 发现问
2
题，调
O 过量，剩余 恰好完全反应，无气体 NO 过量，剩余
2 控课
反应情况
O 剩余 NO 堂，提
2
高效
【教师】评价、追问：工业制取硝酸工厂的尾气中含有NO、NO ，从减少污染物的
2 率。
排放及原料的充分利用角度考虑，该如何处理？
【学生】可向尾气中通入过量的空气，再用足量的水吸收，即可将 NO、NO 完全转
2
化为HNO。
3
【教师】评价、强调1：NO易与O 反应、不溶于水、不与水反应，因此收集NO用
2
排水法，不可用排空气法。NO 易与水反应，但很难被O 氧化，因此收集NO 用向
2 2 2
上排空气法，不可用排水法。
【教师】强调2：NO 和NO 是两种不同的氧化物，通常情况下，NO 能进行自身二
2 2 4 2
聚：2NO (红棕色) NO(无色)，故NO 中总混有NO。
2 2 4 2 2 4
【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
2
倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积为原总体积的( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】NO、O 、HO之间的反应，先判断是否过量，若过量，找出剩余的气体，
2 2
计算其体积是多少，最后算出剩余气体的体积占原总体积的分数。由方程式4NO＋
3O＋2HO===4HNO 计算，NO和O 等体积混合，剩余O 体积，是原混合气体的。
2 2 3 2 2
【对应练习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 2③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
【答案】B
【解析】是红棕色气体，那么一定有二氧化氮的存在，与水反应后生成一氧化氮，所
以没有充满试管，继续通入氧气，最终充满试管，则①肯定错误；如果有少量的氧
气，大量的二氧化氮时②可以成立；③中通入足量的氧气，NO也可以全部被吸收。
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
【答案】A
【解析】氮气分子中含有氮氮三键，性质比较稳定，A项正确；N 不能在O 中
2 2
燃烧，N 与O 在放电或高温条件下反应生成NO，B项错误；N 与H 的反应是可逆
2 2 2 2
反应，1 mol N 与3 mol H 不可能完全反应生成2 mol NH ，C项错误；氮气中氮元素
2 2 3
的化合价为0价，在化学反应中既可以升高也可以降低，既可作氧化剂，也可作还原
剂，D项错误。
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
及时巩
B．海洋中的氮循环属于固氮作用的是③ 固、消
化所
C．海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与 学，掌
握必备
D．向海洋排放含NO的废水，会影响海洋中NH的含量
知识，
【答案】D 评价教
学效
【解析】海洋中的氮循环起始于N―→NH，即起始于氮的还原，A项错误；海
2 果，为
洋中的氮循环属于固氮作用的是②，B项错误；反硝化作用中N化合价降低，被还 后期优
化教学
环 原，而O 2 是常见的氧化剂，不需要有O 2 参与，C项错误；根据转化关系图可知，若 方案提
节 供依
向海洋排放含NO的废水，会使NO增多，反硝化作用增强，海洋中N 增多，从而影
四 2 据，培
、 响海洋中NH的含量，D项正确。 养分析
课 问题和
后 作 3．（易）下列有关NO 2 的说法正确的是( ) 解决问
巩 题等关固 业 A．NO 可由N 与O 反应直接制备 键能
2 2 2
设 力。
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
计 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
【答案】C
【解析】N 与O 在放电或高温条件下反应生成NO，不能直接生成NO ，A项错
2 2 2
误；NO 属于大气污染物，B项错误；NO 与HO反应生成HNO 和NO，说明NO
2 2 2 3 2
既有氧化性也有还原性，C项正确；NO 通入水中，生成NO和HNO ，溶液呈无
2 3
色，D项错误。
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
2 2 2 2
种。现将此混合气体通过品红溶液，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 B．肯定没有Cl、O 和NO
2 2 2
C．可能含有Cl 和O D．肯定含有Cl 和NO
2 2 2
【答案】A
【解析】混合气体无色，排除红棕色的NO 和黄绿色的Cl ；混合气体通过品红
2 2
溶液，品红溶液褪色，说明含有SO ；向剩余气体中通入空气，很快变为红棕色，说
2
明存在NO，则可推知一定不存在O 。故原混合气体中一定存在SO 和NO，肯定没
2 2
有O、NO 和Cl。
2 2 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
2
的酸碱性改变还是HClO的漂白作用
【答案】B
【解析】NO和NO反应不可能生成NO ，因为氮元素的化合价均升高，没有元
2 2
素化合价的降低。
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
2
入0.4 mol O ，充分反应后，整个试管充满水。则原混合气体中 NO与NO 体积比为
2 2
( )
A．1∶2 B．2∶5 C．3∶7 D．无法确定
【答案】C
【解析】设1 mol NO和NO 的混合气体中有a mol NO和(1－a) mol NO ，根据
2 2
4NO＋3O ＋2HO===4HNO 和4NO ＋O ＋2HO===4HNO 可得：a＋＝0.4，所以a
2 2 3 2 2 2 3＝0.3，V(NO)∶V(NO )＝3∶7。
2
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
【答案】D
【解析】A项，反应①是氮气和氧气在放电条件下生成NO，属于自然界中的氮
的固定，正确；B项，NO是无色气体、NO 是红棕色气体，反应②的现象是气体由
2
无色变红棕色，正确；C项，反应③的方程式为HO＋3NO ＝2HNO ＋NO，NO 中
2 2 3 2
N元素化合价由＋4升高为＋5、由＋4降低为＋2，NO 既是氧化剂又是还原剂，氧
2
化剂与还原剂的物质的量之比是1∶2，正确；D项，HO＋3NO ＝2HNO＋NO，X是
2 2 3
硝酸，常温下铁在浓硝酸发生钝化，钝化是化学变化，加热时浓硝酸与铁也能直接发
生反应，错误。
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
2 2 3
O 反应生成NO ，因此通入适量的氧气可使NO或NO 恰好完全溶于水。
2 2 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
2 2 2 3
学方程式：
__________________________________ 、
_________________________________。
(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
2
______________________，
最终充入________ mL氧气，才能使水全部充满。
【答案】(1)①×2＋②得：4NO ＋O＋2HO===4HNO
2 2 2 3
①×2＋②×3得：4NO＋3O＋2HO===4HNO
2 2 3
(2)①C ②无色气体变为红棕色，液面逐渐上升 3【解析】(2)①NO 溶于水发生反应：3NO ＋HO===2HNO ＋NO,12 mL NO 参与反
2 2 2 3 2
应，生成的NO为4 mL，生成NO的体积占试管体积的，故选C。②向试管中缓缓充
入O ，发生反应②2NO＋O===2NO ，故气体颜色由无色变为红棕色，然后发生反
2 2 2
应①3NO ＋HO===2HNO ＋NO，故液面逐渐上升，将①和②两式相组合得4NO＋
2 2 3
3O＋2HO===4HNO ，要使水全部充满试管，需充入3 mL氧气。
2 2 3
课堂
总结
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
一、氮气与氮的固定
1、氮元素的存在及氮的固定
(1)存在：游离态、化合态
（2）氮的固定
定义：将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。
板书 方法：自然固氮、人工固氮
设计 2、氮气的结构与性质
（1）结构：共价三键(N≡N)
（2）性质稳定，一定条件下可与H、O、Mg等反应。
2 2
二、一氧化氮和二氧化氮
1、一氧化氮和二氧化氮的性质
（1）NO无色有毒气体，不溶于水，可与氧气反应生成NO .
2
（2）NO 红棕色、有刺激性气味的有毒气体，易液化，易溶于水，可于水反应。
2
2、一氧化氮和二氧化氮与水反应及计算：3NO ＋HO===2HNO ＋NO、4NO ＋O ＋
2 2 3 2 2
2HO===4HNO 、4NO＋3O＋2HO===4HNO
2 3 2 2 3
本课时重点介绍氮的固定方法及原理，NO 和NO等氮的氧化物的性质与转化。教学以真实
2
生活情境“雷雨发庄稼”引入，可有效激发学生学习兴趣和探究欲望。学生通过阅读教材，在
自主学习了解氮的固定方法及原理的基础上，根据氮元素在元素周期表中的位置及氮原子结构
特点，推测氮气的结构，在教师的引导下，认识氮气的性质和用途。再从氧化还原反应及化合
价的角度认识氮的氧化物，在通过回顾酸性氧化物概念，指出在氮的众多氧化物中只有两中酸
性氧化物后，再通过实验探究，进一步探究NO 和NO的相互转化，巧妙地使用注射器，方便
教学 2
灵活，微型环保，且教学方法可以元素也可以分组实验。学生通过观察实验现象、分析实验原反思 理，以及对NO 和NO与水反应的深度学习，不仅了解到工业制硝酸提高氮的氧化物转化率的
2
方法，还培养了学生的实验探究及分析问题和解决问题的能力，有效落实了科学探究、证据推
理与模型认知的化学核心素养。
