5.2.1氮气与氮的固定 讲义【新教材】2020-2021学年高一化学(人教版（2019）必修二,机构用).docx

1、高中化学人教版（2019）必修第二册【5.2.1氮气与氮的固定】【学习要点】自然界中氮的循环及性质、氮的氧化物的性质、氮的氧化物溶于水的计算。【知识梳理】1. （1）一氧化氮的化学性质 与： 与 、： 毒性： 结合红蛋白的能力比强，更容易造成人体缺氧。 尾气吸收：（2）二氧化氮的性质 与 ： 与 、： 尾气吸收：2. 氮气与氮的固定与：与：与：氮的固定：将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程，分为人工固氮（主要途径是工业合成氮）、自然固氮（雷电固氮和生物固氮）。【典例分析】例1.在氧气、氢气、氮气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷六种物质中：（用化学式表示）（A）混有空气后点火能爆炸的是_（B）天然

2、气和沼气的主要成分是_（C）有剧毒的是_（D）能用于发射宇宙火箭的是_（E）空气中含量最多的气体是_（F）使燃着的木条熄灭，还能使澄清的石灰水变浑浊的是_ 【答案】H2、CO、CH4；CH4；CO；O2；N2；CO2 【解析】（A）可燃性气体混有空气后点火能爆炸，则H2、CO、CH4均符合，故答案为：H2、CO、CH4；（B）天然气和沼气的主要成分是甲烷，其化学式为CH4 ， 故答案为：CH4；（C）上述物质中，有剧毒的是CO，故答案为：CO；（D）宇宙火箭发动机里使用液氧是支持燃料的燃烧，则O2能用于发射宇宙火箭，故答案为：O2；（E）空气中含量最多的气体是氮气，其化学式为N2 ， 故答案为

3、：N2；（F）使燃着的木条熄灭，还能使澄清的石灰水变浑浊的是CO2 ， 故答案为：CO2 例2.实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下，气体混合的装置如图甲所示，合成氨的装置如图乙所示，氨吸收和氨氧化的装置如图丙所示（1）已知实验室可用饱和亚硝酸钠（NaNO2）溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气则制取氮气的装置为_（从图A、B、C中选择，下同），制取氢气的装置为_（2）甲装置的作用除了使气体充分混合外，还有_、_（3）乙装置发生反应的化学方程式为_其中催化剂为Fe粉，它能否用Fe2O3代替？_说明理由_（4）丙装置吸收一段时间氨气后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入到锥形瓶内，可观察到

4、：有红棕色气体和白烟生成，请用化学方程式说明催化氧化后，产生以上现象的原因：_；_，_【答案】 C；A；干燥气体；通过观察气泡控制气体比例和气流速度；N2+3H22NH3；能；因为H2能还原Fe2O3成Fe；2NO+O2=2NO2；3NO2+H2O=2HNO3+NO；HNO3+NH3=NH4NO3 【解析】解：（1）实验室可用饱和亚硝酸钠（NaNO2）溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气，是溶液与溶液反应，应选择C装置，制取氢气不需要加热，应选用A装置；故答案为：C；A；（2）氮气和氢气通过甲装置，甲装置中的浓硫酸可以将氮气和氢气干燥，同时可以根据甲装置中冒气泡的速率来控制气体流量，混合气

5、体，故答案为：干燥气体；通过观察气泡控制气体比例和气流速度；（3）合成氨的化学方程式为：N2+3H22NH3 ， H2能还原Fe2O3成Fe，照样起到催化作用，故答案为：N2+3H22NH3；能；因为H2能还原Fe2O3成Fe；（4）氨的催化氧化反应产物是一氧化氮和水，一氧化氮极易与空气中的氧气变为二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，硝酸会和氨水反应生成硝酸铵（白烟），涉及的反应为2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO、HNO3+NH3=NH4NO3 ， 故答案为：2NO+O2=2NO2；3NO2+H2O=2HNO3+NO、HNO3+NH3=NH4NO3 【能力提

6、升】1.关于氮气的性质的说法中，错误的是( ) A.通常情况下，氮气性质很不活泼B.可在氧气中燃烧生成一氧化氮C.氮气的化学性质比较稳定，其原因是两原子间的结合比较牢固D.跟氢气在一定条件下发生反应，氮气是氧化剂2.氮气进入超导试验、麻醉等领域，是应用了氮气性质中的（ ） A.能与氢气反应B.高温下能与金属反应C.沸点低D.密度与空气接近3.关于氮气的性质的说法中，错误的是 ( ) A.氮在自然界中既以游离态存在又以化合态存在B.通常情况下，氮气性质很不活泼C.可在氧气中燃烧生成一氧化氮D.在反应3MgN2 Mg3N2中N2作氧化剂4.氮气化学性质稳定的原因是（ ） A.氮的非金属性弱 B.氮

7、气的熔沸点低C.氮气难溶于水 D.氮分子中原子间共价键不易断裂5.氮气能大量存在于空气中的根本原因是（ ） A.氮气性质稳定，即使在高温下也很难跟其他物质发生反应B.氮气比空气轻，且不溶于水C.氮分子中两个氮原子结合很牢固，分子结构稳定D.氮气无氧化性，也无还原性，不与其他物质反应【参考答案】1.【答案】 B 【解析】A.因为NN键能大，通常情况下氮气的性质很不活泼，选项A不符合题意； B.氮气不能在氧气中燃烧，氮气与氧气在放电（或高温）下会反应生成一氧化氮，选项B符合题意；C.氮气的化学性质比较稳定，其原因是两原子间存在NN，NN键能大，即结合比较牢固，选项C不符合题意；D.跟氢气在高温高压

8、催化剂存在的条件下会发生反应生成氨气，N元素化合价降低，所以氮气是氧化剂，选项D不符合题意。故答案为：B。 2.【答案】 C 【解析】氮气沸点低，气化时吸热，可用于超导试验、麻醉等领域，C项符合题意； 故答案为：C。3.【答案】 C 【解析】A.氮在自然界中以游离态（N2）和化合态（硝酸盐、铵盐）的形式存在，选项正确，A不符合题意； B.通常情况下， N2的化学性质稳定，选项正确，B不符合题意； C.N2不能燃烧，也不支持燃烧，故N2与O2不反应，选项错误，C符合题意； D.在该反应中，氮元素的化合价由0价变为-3价，化合价降低，被还原，为氧化剂，选项正确，D不符合题意； 故答案为：C4.【答

9、案】 D 【解析】A氮的原子半径小，最外层电子数多，非金属性强，不符合题意； B氮气虽然熔沸点低，但与化学稳定性无关，不符合题意；C氮气难溶于水，与化学稳定性无关，不符合题意；D氮分子中原子间共价键不易断裂，化学性质稳定，符合题意。故答案为：D。 5.【答案】C 【解析】解：A氮气的性质稳定，但高温下和氧气反应生成一氧化氮，镁在氮气中燃烧生成氮化镁，故A错误 B氮气密度与空气相近，不是其在空气中稳定存在的原因，故B错误；C氮气分子中存在NN，三键中1个键、2 个键，键能大，键长短，分子结构稳定，是氮气能大量存在于空气中的根本原因，故C正确；D氮气和氢气反应生成氨气体现氮气的氧化性，氮气和氧气反应生成一氧化氮，体现氮气的还原性，故D错误；故选C