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《创新方案》2013-2014学年高中化学鲁科版必修一名师课堂导学设计（预习设计+课堂精炼）第三章 自然界中的元素（共3个课时，含解析）

  • ※基本信息※
    • 资料类型：教(学)案
    • 教材版本：不限
    • 适用学校：不限
    • 所需点数：1点
    • 资料来源：收集
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    • 更新时间：2013-11-16 20:54:23
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  • ※资料简介※

  • 第1课时　自然界中氮的循环和氮循环中的重要物质
    (1)碳元素的氧化物有CO和CO2，其中CO2是酸性氧化物，CO2＋2OH－===CO2－3＋H2O，CO是不成盐氧化物。
    (2)NaHCO3分别与稀HCl、NaOH溶液反应，离子方程式是：HCO－3＋H＋===H2O＋CO2↑、HCO－3＋OH－===CO2－3＋H2O。
    (3)空气中含量最多的气体是氮气，其化学性质稳定。试写出氮元素＋2价和＋4价对应氧化物化学式：NO、NO2。
     一、氮在自然界中的循环
    1．氮元素的存在
     2．氮的循环
     二、氮气
    1．氮气的性质
     2．可逆反应
    在相同条件下，能同时向正反两个方向进行的反应，为可逆反应，可逆反应的化学方程式用“”表示。
    3．氮的固定
    (1)概念：使游离态的氮转化为化合态的氮的过程。
    (2)分类：
    氮的固定自然固氮高能固氮生物固氮人工固氮合成氨仿生固氮
    三、氮的氧化物
    1．不同价态的氮的氧化物
    氧化物 N2O NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5
    对应氮的化合价 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋4 ＋5
    2．NO和NO2
    (1)物理性质：
     NO NO2
    颜色 无色 红棕色
    状态 气态 气态
    气味 无味 刺激性
    毒性 有毒  有毒
    水溶性 难溶 易溶
    (2)相互转化：
    ①NO→NO2∶2NO＋O2===2NO2，
    ②NO2→NO∶3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
     1．分离空气中的N2和O2，用什么方法？
    答案：使空气液化，然后蒸馏。
    2．能否用排空气法收集N2?
    答案：不能。因为N2的密度与空气相近。
    3．俗话说：“雷雨发庄稼”，试说出其中的原理，写出反应方程式。
    答案：雷电发生时，N2和O2化合成NO，NO迅速被氧化为NO2，NO2溶于水生成HNO3，HNO3跟土壤中的矿物作用生成硝酸盐，NO－3可被植物吸收。
    N2＋O2=====放电2NO,2NO＋O2===2NO2，
    3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
    4．在自然界中，大豆、蚕豆等豆科植物不施肥，仍能表现出良好的长势，其原因是什么？
    答案：大豆、蚕豆等豆科植物根部的根瘤菌能把空气中的氮气转变为硝酸盐等含氮的化合物，植物的根从土壤中吸收NH＋4和硝酸盐。
    5．工业上用H2和N2在一定条件下合成NH3：N2＋3H2高温、高压催化剂2NH3，在相同条件下向一定体积容器中充入1升N2和3升H2，充分反应能否得到2升NH3?
    分析：此反应是可逆反应，在相同条件下反应向右进行的同时，也向左进行，即1升N2和3升H2不能完全转化，最后容器中是N2、H2和NH3的混合气体。
    氮氧化物与O2、H2O反应的计算
    氮氧化物溶于水的计算常涉及到以下几个方面：(1)混合气体的组成，(2)反应后剩余气体的种类和量，(3)反应后溶液的浓度。
    计算的依据是化学反应方程式，根据化学方程式分析各反应物的量、判断剩余气体的种类。应用守恒法进行计算。
    1．有关的化学方程式
    (1)单一气体：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO①
    (2)混合气体：
    ①NO2与O2混合：
    4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3②
    ②NO与O2混合：
    4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3③
    (3)2NO＋O2===2NO2④
    2．不同情况的反应及剩余气体的体积
    序号 气体 反应 剩余气体 剩余气体的体积
    Ⅰ NO2 ① NO 13V(NO2)

    Ⅱ NO2＋NO ① NO V(NO)原＋13V(NO2)

    Ⅲ NO2＋O2 VNO2VO2＝4∶1
    ② 无 0
      VNO2VO2<4∶1
    ② O2 V(O2)原－14V(NO2)

      VNO2VO2>4∶1
    ①② NO 13[V(NO2)－4V(O2)]

    Ⅳ NO＋O2 VNOVO2＝4∶3
    ③ 无 0
      VNOVO2>4∶3
    ③ NO V(NO)－43V(O2)

      VNOVO2<4∶3
    ③ O2 V(O2)－34V(NO)


    [特别提醒]　因NO2与水发生反应，因此无论是NO2、NO2和O2的混合气体还是NO和O2的混合气体通入水中，最终剩余气体都不能是NO2。
     
    [例]　用排水法收集12 mL NO于试管中，然后向倒立于水槽中的该试管内间歇地通入O2共12 mL，下面的说法中，正确的是(　　)
    A．剩余NO
    B．剩余NO2
    C．试管中气体为红棕色
     

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