遼寧省凌海市高中化學 第3章 自然界中的元素 第2節(jié) 氮的循環(huán)（第1課時）學案魯科版必修1.doc

第2節(jié)氮的循環(huán)第1課時自然界中氮的循環(huán)、氮氣、氮的氧化物課堂合作探究問題導學一、NO、NO2的性質(zhì)實驗活動與探究1實驗操作實驗現(xiàn)象化學方程式思考與交流1在持續(xù)通入氧氣的情況下能否使上述試管內(nèi)液面不斷上升，直至試管完全被液體充滿？若能，需要通入多少體積的氧氣？2若試管內(nèi)開始時充滿NO氣體，要使NO盡可能被水吸收，需要通入多少體積的O2?1NO2和O2同時通入水中時，其反應是3NO2H2O=2HNO3NO,2NOO2=2NO2，總反應為4NO2O22H2O=4HNO3。V(NO2)V(O2)2NO和O2同時通入水中時，其反應是2NOO2=2NO2,3NO2H2O=2HNO3NO，總反應為4NO3O22H2O=4HNO3。V(NO)V(O2)34NO2O2和4NO3O2從組成上看均相當于2個N2O5，即總反應式都與N2O5H2O=2HNO3等效。這不僅是記憶上述1、2兩式的方法，也為上述問題的解決提供了新的思路，即利用混合氣體中的N、O原子個數(shù)比進行分析判斷：N(N)N(O)二、氮的氧化物溶于水的計算活動與探究2如圖所示，將盛滿等體積的NO和NO2混合氣體的試管倒置在水槽中，請回答：(1)試管內(nèi)的現(xiàn)象如何？(2)液面上升的高度占試管容積的多少？遷移與應用將12 mL NO2和O2的混合氣體通入足量的水中，充分反應后剩余氣體2 mL(氣體均在相同狀態(tài)下測定)求原氣體中各氣體的體積是多少？1氮氧化物溶于水的計算有以下三種類型：(1)NO和NO2的混合氣體溶于水時，其反應是3NO2H2O=2HNO3NO?？衫脷怏w體積變化的差值進行計算。V剩V(NO)原V(NO2)。(2)NO2和O2同時通入水中時，根據(jù)4NO2O22H2O=4HNO3進行計算。(3)NO和O2同時通入水中時，根據(jù)4NO3O22H2O=4HNO3進行計算。2氮氧化物溶于水的產(chǎn)物分析：氮的氧化物與O2混合通入水中，剩余氣體只可能是NO或O2，不可能是NO2，因為過量的NO2會與水反應生成NO；所得溶液的溶質(zhì)為HNO3。當堂檢測1發(fā)射衛(wèi)星的運載火箭，其推進劑引燃后發(fā)生劇烈反應，產(chǎn)生大量高溫氣體從火箭尾部噴出。引燃后產(chǎn)生的高溫氣體主要是CO2、H2O、N2、NO，這些氣體均為無色，但在衛(wèi)星發(fā)射現(xiàn)場看到火箭噴出大量紅煙，產(chǎn)生紅煙的原因是()A高溫下氮氣遇空氣生成NO2BCO2與NO反應生成CO和NO2CNO與空氣生成NO2DNO和H2O反應生成H2和NO22如下圖所示，試管中盛裝的是紅棕色氣體(可能是混合物)，當?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r，試管內(nèi)水面上升，但不能充滿試管，當向試管內(nèi)鼓入氧氣后，可以觀察到試管中水柱繼續(xù)上升，經(jīng)過多次重復后，試管內(nèi)完全被水充滿，原來試管中盛裝的氣體不可能是()AN2與NO2的混合氣體BO2與NO2的混合氣體CNO與NO2的混合氣體DNO2一種氣體3標準狀況下，在一不規(guī)則的玻璃容器內(nèi)充滿NO2氣體后，將其倒置于水槽中，假設容器中的物質(zhì)不擴散至容器外，則充分反應后容器中所得溶液的物質(zhì)的量濃度近似為()A1.0 molL1B0.045 molL1C0.020 molL1D0.12 molL14氮氧化物進入大氣后，不僅會形成硝酸型酸雨，還可能形成光化學煙霧，因此必須對含有氮氧化物的廢氣進行處理。(1)用氫氧化鈉溶液可以吸收廢氣中的氮氧化物，反應的化學方程式如下：2NO22NO4NaOH=4NaNO22H2O2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O在反應中，氧化劑是_，還原劑是_。在反應中，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為_。(2)汽車尾氣中含有CO和NO，消除這兩種物質(zhì)對大氣污染的方法是安裝催化轉(zhuǎn)化器，使它們發(fā)生反應生成對大氣無污染的物質(zhì)。寫出該反應的化學方程式_。(3)在一定條件下氨氣亦可用來將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無污染的物質(zhì)。寫出氨氣和二氧化氮在一定條件下反應的化學方程式_。答案:課堂合作探究【問題導學】活動與探究1：試管中的紅棕色氣體逐漸變成無色氣體，同時水會進入試管，最后水充滿整個試管的2/3體積左右3NO2H2O=2HNO3NO無色氣體先變?yōu)榧t棕色氣體，后又變?yōu)闊o色氣體，試管內(nèi)液面繼續(xù)上升2NOO2=2NO2、3NO2H2O=2HNO3NO思考與交流：1.解析：3NO2H2O=2HNO3NO2NOO2=2NO22得：4NO2O22H2O=4HNO3故NO2與O2以41的體積比混合，與足量的水反應就可以完全轉(zhuǎn)變成硝酸。答案：能，NO2與O2以41的體積比混合，與足量的水反應就可以完全轉(zhuǎn)變成硝酸。2解析：2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO32得：4NO3O22H2O=4HNO3故NO與O2以43的體積比混合，與足量的水反應就可以完全轉(zhuǎn)變成硝酸。答案：NO與O2以43的體積比混合，與足量的水反應就可以完全轉(zhuǎn)變成硝酸?；顒优c探究2：解析：3NO2H2O=2HNO3NOV 3 2 試管液面上升的高度為。答案：(1)試管內(nèi)的紅棕色氣體逐漸變成無色氣體，試管內(nèi)液面上升。(2)遷移與應用：解析：剩余2 mL氣體可能是O2或NO。(1)若剩余氣體為O2，根據(jù)化學方程式4NO2O22H2O=4HNO3可知參加反應的NO2的體積為10 mL8 mL參加反應的O2的體積為10 mL2 mL原混合氣體中NO2為8 mL，O2為4 mL。(2)若剩余氣體為NO，根據(jù)3NO2H2O=2HNO3NO可知剩余NO2的體積為6 mL根據(jù)4NO2O22H2O=4HNO3可以計算出參加反應的O2的體積為6 mL1. 2 mL，NO2的體積為6 mL4.8 mL，故原混合氣體中NO2為10.8 mL，O2為1.2 mL。答案：剩余氣體為O2時，原混合氣體中NO2為8 mL，O2為4 mL；剩余氣體為NO時，原混合氣體中NO2為10.8 mL，O2為1.2 mL。【當堂檢測】1C解析：N2和O2不能直接反應生成NO2，A不正確；NO不能和CO2、H2O反應，B、D選項不正確；NO在空氣中能被氧氣氧化為NO2，NO2是紅棕色氣體。2A解析：如果氣體是N2與NO2的混合氣體，則水不會充滿整個試管，因為N2不溶于水；如果是NO2(或O2和NO2的混合氣體)，發(fā)生反應：4NO22H2OO2=4HNO3，水會充滿試管；如果是NO與NO2的混合氣體，通入O2會發(fā)生反應4NO22H2OO2=4HNO3和4NO2H2O3O2=4HNO3，而使水充滿試管。3B解析：設容器的體積為V，則充分反應后容器中所得溶液的物質(zhì)的量濃度為：c molL1。4答案：(1)NO2NO11(2)2NO2CON22CO2(3)6NO28NH37N212H2O