专题7
氮与社会可持续发展
第一单元 氮的固定
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1.能从分子结构的角度认识氮气的化学稳定性，熟知氮气与镁、氧气、氢气的化学反应及其条件。
2.了解氮的固定。
3.能从物质类别和氮元素的化合价认识氮氧化物的性质与转化，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。
知识解读
知识点一
氮气与氮的固定
1．氮气
(1)N2的物理性质
通常情况下，氮气是无色、无味的气体，密度比空气的稍小，难溶于水。
(2)氮分子的结构
氮气分子的电子式和结构式分别为N??N、N≡N。
(3)N2的化学性质
氮气分子是由两个氮原子通过共用三对电子结合而成的，氮气分子中存在氮氮三键。破坏氮气分子中氮原子之间的共价键需要很大的能量，所以氮气分子很稳定，通常情况下氮气与大多数物质很难发生化学反应，但在一定条件下氮气也可以和一些物质发生化学反应。氮气和下列物质反应的化学方程式。
①金属镁：N2＋3MgMg3N2，氮气表现氧化性；
②氢气：N2＋3H22NH3，氮气表现氧化性；
③氧气：N2＋O22NO，氮气表现还原性。
2．氮的固定
(1)含义：将空气中游离态的氮转化成含氮化合物，简称固氮。
(2)分类
氮的固定
3．氮循环
氮循环对生态系统的调节起着重要作用，为了促进氮的良性循环，我们要注意维护生态平衡，不能过渡使用含氮化肥，控制化学燃料燃烧排放的氮氧化物进入大气。
重点归纳
（1）氮的固定必须为将游离态的N2转化为化合态含氮物质的过程，为氧化还原反应。
（2）氮气性质的“一惰性、两反应”。氮气化学性质很稳定，通常状况下，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。
（3）氮元素是多价态元素，氮气中氮元素呈0价，处于中间价态，故氮气既有氧化性与H2反应，又有还原性与O2反应?。
知识点二
一氧化氮与二氧化氮
1.一氧化氮、二氧化氮的物理性质
氧化物
颜色
状态
气味
水溶性
毒性
NO
无色
气态
无味
微溶
有毒
NO2
红棕色
气态
刺激性气味
易溶
有毒
2.一氧化氮、二氧化氮的化学性质
(1)在一定条件下，NO和NO2可以相互转化
①NO→NO2：2NO＋O2===2NO2(NO表现还原性)。
②NO2→NO：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO(NO2既表现氧化性，又表现还原性)。
(2)NO、NO2的其他性质
①
②
3.NO、NO2性质应用：
（1）NO的收集方法：排水法
（2）NO2向NO的转化：通入水中
（3）有关2NO2、N2O4的考察
（4）NO的检验：通入O2变红棕色或无色气体遇空气变红棕色
（5）NO2检验：通入H2O中变为无色气体
重点归纳
（1）NO和O2反应，不能用排空气法收集，可以用排水法收集，NO2和水反应，不能用排水法收集，可用向上排空气法收集。
（2）NO不能和碱反应，NO2可以和碱反应生成硝酸盐、亚硝酸盐和水，但NO2不是酸性氧化物。
（3）NO2可以使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色，不能用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别NO2气体和溴蒸气。
随堂演练
1．物质的性质决定物质的用途。下列因果关系成立的是：
A．因为稀有气体化学性质很不活泼，所以稀有气体不能与任何物质发生反应
B．因为氧气可以供给呼吸，所以我们应该尽可能多吸纯氧保持健康
C．因为氮气化学性质不活泼，所以可用于食品包装袋内防腐
D．因为氧气能支持燃烧，所以可用作卫星变轨发动机的燃料
2．下列不涉及氧化还原反应的是
A．灰肥相混损肥分——灰中含有碳酸钾，肥中含有铵盐
B．雷雨肥庄稼——自然固氮
C．补铁剂(有效成分为)与含维生素共服效果更佳
D．从沙滩到用户——由二氧化硅制晶体硅
3．江西九江是一座有着2200多年历史的江南文化名城，古称浔阳、江州、柴桑等，其滨临长江、面向鄱阳湖、背靠庐山。下列有关说法正确的是
A．白居易《琵琶行》“浔阳江头夜送客，……，举酒欲饮无管弦。”古人在酿酒过程中，葡萄糖在酒化酶的作用下发水解反应生成乙醇。
B．杨万里《舟次西径》“芦荻渐多人渐少，鄱阳湖尾水如天。”中国最大淡水湖鄱阳湖与长江交汇处，不容易因胶体聚沉而形成三角洲。
C．李白《望庐山瀑布》“日照香炉生紫烟，遥看瀑布挂前川。”诗中“紫烟”指香炉中碘升华现象。
D．陶渊明《归园田居·其三》“种豆南山下，草盛豆苗稀。”诗中庐山脚下“豆苗稀”的主要原因是土壤中缺少氮肥。
4．化学反应常常伴随能量的变化，以下是H2与Cl2反应的能量变化示意图，下列说法正确的是
A．氯化氢分子的电子式：
B．该反应既是氧化还原反应又是放热反应
C．形成1
mol
H—Cl键要吸收431
kJ的能量
D．反应物断键时吸收的能量大于产物形成化学键时释放的能量
5．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能一步实现的是
A．FeFeCl2Fe(OH)2
B．SSO3H2SO4
C．N2NO2HNO3
D．CaCO3CaOCaSiO3
6．我国四大发明之一黑火药的爆炸反应为S+3C+2KNO3=K2S+N2↑+3CO2↑，下列说法正确的是
A．中子数为8的碳原子符号：8C
B．KNO3的危险品标志：
C．K2S的电子式：
D．N2的结构式：N—N
7．按要求回答下列问题：
(1)实验室制取氯气反应的离子方程式为_______
(2)写出铁与水蒸气反应方程式：_______
(3)某反应为：，用单线桥表示出该反应中电子转移的方向和数目_______。
(4)中各原子均满足8电子稳定结构。写出的电子式_______
(5)请解释的熔沸点高于的原因_______
8．查阅资料知，铜的硫化物有和两种。某学生为探究铜与硫的反应产物和产物的性质做了如下实验：
I．将灼热的细铜丝放在硫蒸气里燃烧，产生黑色固体A；
II．冷却后，将硫与固体A分离；
III．取少量固体A于试管中，加入稀硫酸无明显现象，再加入适量浓溶液，黑色固体全部溶解，出现浅黄色沉淀，溶液变为蓝色，并产生在空气中变红的无色气体；
IV．取少量黑色于试管中，加入稀硫酸无明显现象，再加入适量浓溶液，也无明显现象。
回答下列问题：
(1)实验IV的目的是___________。
(2)实验II中将硫粉与固体A分离的试剂是___________(填化学式)，分离方法是___________。
(3)实验I可以在试管中进行，首先将硫加热成蒸气且充满试管，然后将灼热的细铜丝插入试管。将硫蒸气充满试管的主要目的是___________；该实验中发生反应的化学方程式为___________。
(4)实验III中发生的反应是___________(填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”)；该反应的离子方程式为___________。
答案解析
1．C
【详解】
A．稀有气体化学性质很不活泼，但一定条件下也能与一些物质发生反应，A错误；
B．氧气可以供给呼吸，但是纯氧不能直接供人呼吸，会造成氧中毒，B错误；
C．氮气化学性质不活泼，所以可用于食品包装袋内防腐，C正确；
D．氧气能支持燃烧，但不能燃烧，所以不能做燃料，D错误；
故合理选项是C。
2．A
【详解】
A．碳酸钾与铵盐发生相互促进的水解反应，反应过程中不存在化合价变化，不涉及氧化还原反应，A项正确；
B．放电过程中氮气与氧气反应生成一氧化氮，氮、氧元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，B项错误；
C．维生素具有还原性，能防止补铁剂被氧化，属于氧化还原反应，C项错误；
D．由二氧化硅制晶体硅，硅的化合价降低，涉及氧化还原反应，D项错误；
故答案为A。
3．B
【详解】
A．葡萄糖属于单糖，不能发生水解，故A错误；
B．形成三角洲是胶体的聚沉性质，一般在入海口形成，海水含有大量的电解质，胶体遇电解质发生聚沉，鄱阳湖和长江水都为淡水，不易因胶体聚沉形成三角洲，故B正确；
C．“紫烟”是含有尘埃的空气对阳光的散射作用，导致光线呈紫色，与碘单质升华无关，故C错误；
D．豆科植物含有根瘤菌，能将空气中的氮气固定，转化成氮肥，“豆苗稀”的主要原因不是土壤缺少氮肥，而是草与豆苗争阳光、水分等，出现了草盛豆苗稀，故D错误；
答案为B。
4．B
【详解】
A．HCl是共价化合物，其电子式为。故A说法错误；
B．根据提供的数据，化学键断裂吸收的能量为679kJ，形成化学键放出的能量为862kJ,吸收热量小于放出热量，故该反应为放热反应，另外该反应是有单质参加的化合反应，属于氧化还原反应，则B说法正确；
C．形成1
mol
H—Cl键要放出431
kJ的能量，则C说法错误；
D．化学键断裂吸收的能量为679kJ，形成化学键放出的能量为862kJ,吸收热量小于放出热量，则D说法错误；
本题答案B。
5．D
【详解】
A．氯气氧化性较强，Fe在氯气中燃烧生成FeCl3，A不符合题意；
B．S在氧气中燃烧只能生成SO2，B不符合题意；
C．N2和O2在放电条件下生成NO，NO再和O2反应生成NO2，C不符合题意；
D．碳酸钙高温分解生成CaO，CaO和SiO2在高温条件下生成硅酸钙，D符合题意；
综上所述答案为D。
6．C
【详解】
A．中子数为8的碳原子质量为14，所以元素符号为14C，A错误；
B．KNO3受热易发生爆炸，所以危险品标志为，B错误；
C．K2S是离子化合物，电子式为，C正确；
D．N2中氮原子间形成氮氮三键，所以结构式为，D错误；
故选C。
7．MnO2+4H++2Cl-Mn2+
+Cl2↑+2H2O
3Fe+4H2O（g）
Fe3O4+4H2
水分子间存在氢键
【详解】
(1)实验室用浓盐酸和二氧化锰加热制备氯气，反应离子方程式为：MnO2+4H++2Cl-Mn2+
+Cl2↑+2H2O，故答案为：MnO2+4H++2Cl-Mn2+
+Cl2↑+2H2O；
(2)铁与水蒸气高温时反应生成四氧化三铁和氢气，反应方程式为：3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2，故答案为：3Fe+4H2O（g）
Fe3O4+4H2；
(3)此反应中铬元素化合价由+3价升高为+6价，Cr2(SO4)3失电子，H2O2得电子，转移电子数为6，用单线桥表示出该反应中电子转移的方向和数目为：，故答案为：；
(4)氮气分子中两个氮原子形成三对共用电子对，电子式为：，故答案为：；
(5)水分子间存在氢键，氢键强于范德华力，故的熔沸点高于，故答案为：水分子间存在氢键。
8．证明实验III中的固体A不是CuS
CS2
过滤
将空气排出，防止铜被空气氧化
氧化还原反应
【详解】
（1）实验IV使用CuS，按照实验III的步骤进行实验，现象与实验III不同，可以通过这一点来证明实验III中的固体A不是CuS；
（2）硫粉易溶于CS2，而题干中的铜化合物不溶于CS2，故可以用CS2来溶解硫粉，通过过滤进行分离；
（3）铜在加热的条件下，易被空气氧化为氧化铜，将硫蒸气充满试管，可以将空气排出，防止铜被空气氧化；铜丝和硫蒸气反应生成Cu2S，该反应的化学方程式为；
（4）实验III中，向黑色固体Cu2S中，加入稀硫酸无名现象，再加入NaNO3浓溶液，黑色固体溶解，出现浅黄色沉淀，溶液变为蓝色，有在空气中会变红的无色气体生成，说明有硫单质、Cu2+、NO这些物质产生，可以得知该化学反应中有元素化合价的升降，故该反应是氧化还原反应，该反应的离子方程式为。(共16张PPT)
化学
第一单元
氮的固定
专题七
必修第二册
学习目标
1.能从分子结构的角度认识氮气的化学稳定性，熟知氮气与镁、氧气、氢气的化学反应及其条件。
2.了解氮的固定。
3.能从物质类别和氮元素的化合价认识氮氧化物的性质与转化，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。
知识解读
知识点一
氮气与氮的固定
1．氮气
(1)N2的物理性质
通常情况下，氮气是无色、无味的气体，密度比空气的稍小，难溶于水。
(2)氮分子的结构
氮气分子的电子式和结构式分别为
。
(3)N2的化学性质
氮气分子是由两个氮原子通过共用三对电子结合而成的，氮气分子中存在氮氮三键。破坏氮气分子中氮原子之间的共价键需要很大的能量，所以氮气分子很稳定，通常情况下氮气与大多数物质很难发生化学反应，但在一定条件下氮气也可以和一些物质发生化学反应。氮气和下列物质反应的化学方程式。
知识解读
2．氮的固定
(1)含义：将空气中游离态的氮转化成含氮化合物，简称固氮。
(2)分类
氮的固定
知识解读
3．氮循环
氮循环对生态系统的调节起着重要作用，为了促进氮的良性循环，我们要注意维护生态平衡，不能过渡使用含氮化肥，控制化学燃料燃烧排放的氮氧化物进入大气。
典型例题
a.氮气在通常情况下不燃烧,也不支持燃烧,不能供给呼吸
b.
液氮可用于医学和高科技领域，制造低温环境
c.利用氮气的稳定性，工业上用来替代稀有气体作焊接金属的保护气
d.在高温高压、催化剂条件下与氢气反应时，氮气作还原剂
e.金属镁在空气(忽略空气中二氧化碳)中燃烧,产物只有氧化镁
1.下列有关氮气的说法错误的是____
(填字母)。
典型例题
知识解读
知识点二
一氧化氮与二氧化氮
1.一氧化氮、二氧化氮的物理性质
氧化物
颜色
状态
气味
水溶性
毒性
NO
无色
气态
无味
微溶
有毒
NO2
红棕色
气态
刺激性气味
易溶
有毒
知识解读
2.一氧化氮、二氧化氮的化学性质
知识解读
3.NO、NO2性质应用：
（1）NO的收集方法：排水法
（2）NO2向NO的转化：通入水中
（3）有关2NO2、N2O4的考察
（4）NO的检验：通入O2变红棕色或无色气体遇空气变红棕色
（5）NO2检验：通入H2O中变为无色气体
典型例题
典型例题
归纳总结
重点归纳一
(1)氮的固定必须为将游离态的N2转化为化合态含氮物质的过程，为氧化还原反应。
(2)氮气性质的“一惰性、两反应”。氮气化学性质很稳定，通常状况下，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。
(3)氮元素是多价态元素，氮气中氮元素呈0价,处于中间价态，故氮气既有氧化性与H
2反应，又有还原性与0
2反应
归纳总结
重点归纳二
归纳总结
重点归纳三
化学
THANK
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苏教版
必修第二册
高一化学课件
专题七
