《生產(chǎn)生活中的含氮化合物》學案1
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111 第二單元 生產(chǎn)生活中的含氮化合物 【考點解讀】 1、 了解氮的固定,掌握氮氣的性質(zhì) 2、 掌握NO、NO2的重要性質(zhì)及其與環(huán)境的關系 【課前熱身】 1、氮的循環(huán)在自然界元素的循環(huán)中具有重要的意義,有些氮的轉(zhuǎn)化是從氮氣到氮的化合物。有的轉(zhuǎn)化是從氮的化合物到氮的化合物。下列過程中,以游離態(tài)的氮為原料,最終產(chǎn)生氮的化合物的是 ( ) A.工業(yè)合成氨 B.硝化細菌的硝化過程 C.動物尸體腐爛 D.豆科植物的根瘤菌固氮 E.盛夏時節(jié),雷雨肥田,植物茂盛 2、大氣污染是環(huán)境污染的一個重要方面,常見的大氣污染分一次污染和二次污染,二次污染是排入環(huán)境中的一次污染物在物理化學因素或生物作用下發(fā)生變化,或與環(huán)境中其他物質(zhì)發(fā)生反應生成新的污染物,如2NO + O2 = 2NO2就是二次污染物,由NO2導致的污染就是NO的二次污染。下列物質(zhì):①SO2;②NO;③NO2;④HCl;⑤CO2 不易導致二次污染的是 ( ) A.①②③④⑤ B.①③⑤ C、④和⑤ D.只有④ 3、同溫同壓下,在三支相同體積的試管里分別充有等體積混合的兩種氣體,它們是①NO和NO2,②NO2和O2,③NH3和N2?,F(xiàn)將3支試管均倒置于水槽中,充分反應后,試管中剩余氣體的體積分別為V1、V2、V3,則下列關系中正確的是 ( ) A.V1>V2>V3 B.V1>V3>V2 C.V2>V3>V1 D.V3>V1>V2 【知識要點】 一、 氮在自然界中的循環(huán) 1、存在 游離態(tài)(單質(zhì)):_______, ______態(tài):存在于動植物體、土壤和水體中。 自然固氮 通過豆科作物的________把空氣中的氮氣轉(zhuǎn)化為________ 2、氮的固定 高能固氮______________ 人工固氮 化學固氮:反應的方程式________________________ 仿生固氮 二、 氮氣的結構和性質(zhì) 1、 N原子電子排布式 ;氮氣的電子式________,兩個氮原子間通過_______個共用電子對形成共價鍵,破壞這種_________,需要_________,因此氮氣化學性質(zhì)不活潑很難和其他物質(zhì)發(fā)生化學反應。所形成晶體的類型 。 2、 氮氣的化學性質(zhì) (1)氮氣和氫氣反應(反應方程式)________________________,反應條件__________。 (2)氮氣和氧氣反應(反應方程式)_______________________,反應條件__________。 三、氮的氧化物及其性質(zhì) 1、 氮的氧化物簡介 種類 物理性質(zhì) NO ____色氣體,____溶于水 NO2 ____色氣體,____溶于水,有毒 N2O4 ____色氣體 N2O 無色氣體 N2O3(亞硝酸酸酐) 藍色氣體(—20C) N2O5(硝酸酸酐) 無色固體 2、 NO、NO2的性質(zhì)、制法 (1) 完成下列化學方程式 ① NO和氧氣的反應:_____________________________,條件___________。 ② NO2和N2O4的相互轉(zhuǎn)化:_______________________,條件___________。因此反應在______下進行,故通?!凹儍簟钡腘O2或 N2O4并___純。 ③NO2和水反應:________________________。 ④NO2和NaOH溶液反應:_______________________。 ⑤NO、NO2和NaOH溶液反應:_________________________。 (2)NO2具有較強的氧化性,能______SO2;能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙______。 (3)氮的氧化物溶于水計算的有關化學方程式 原理:2NO+O2 =2NO2 ………① 3NO2+H2O =2HNO3 + NO ………② ① x 3 + ② x 2可得反應方程式_____________________________。 ① + ② x 2可得反應方程式______________________________。 ① + ②可得反應方程式_______________________________。 (4)NO、NO2的制取 ①實驗室制取NO的化學方程式為__________________________;用______法收集。 ②實驗室制取NO2的化學方程式為_________________________;用______法收集。 【典型例題】 【例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N2遇空氣生成NO2 B NO遇空氣生成NO2 C CO2與NO反應生成CO和NO2 D NO和H2O反應生成H2和NO2 【例2】將盛有12mlNO2和O2的混合氣體的量筒倒立于水槽中,充分反應后,還剩余2ml無色氣體,則原混合氣體中O2的體積是 ( ) A.1.2ml B.2.4ml C.3.6ml D.4ml 【課后訓練】 1.氮氣是空氣中的主要成分,且含量很大,現(xiàn)已有科學家設計出了液氮蒸汽機,即利用液氮的蒸發(fā)來驅(qū)動機車,從而達到保護環(huán)境的目的。其主要依據(jù)是 ( ) A.液氮的沸點為-195.8C,遠低于常溫 B.氮氣與氧氣反應放熱 C.氮氣在空氣中燃燒放熱 D.氮氣在空氣中約78%(體積分數(shù)) 2.下列過程屬于人工固氮的是 ( ) A.分離液態(tài)空氣制氮氣 B.閃電時N2轉(zhuǎn)化為NO C.合成氮 D.豆科作物根瘤菌將N2轉(zhuǎn)化為NH3 3、實驗室制備下列氣體,只能用排水法收集的是 (?。? A.NO2 B.NO C.O2 D.Cl2 4.下列氣體能造成空氣中光化學煙霧污染的是 ( ) A.CO B.SO2 C.NO2 D.Cl2 5.關于氮氣的性質(zhì)的說法中,錯誤的是 ( ) A. 通常情況下,氮氣性質(zhì)很不活潑 B.可在氧氣中燃燒,生成一氧化氮 C.在水中溶解度?。ㄍǔG闆r下)D.跟氫所在一定條件下發(fā)生反應,氮氣是氧化劑 6.將12LCO2和NO的混合氣體通過足量的Na2O2固體,充分反應后,氣體體積減少到8L(相同狀況),則原混合氣體中CO2和NO的體積比可能為 ( ) ① 1 :2 ②2 :1 ③2 :3 ④3 :2 A.① B.②④ C.①③ D.② 7、疊氮酸鈉(NaN3)是抗禽流感藥物“達菲”合成過程中的中間活性物質(zhì),3mol NaN3受撞擊會生成4mol 氮氣和一種離子化合物(Na3N).下列有關敘述錯誤的是 A.NaN3受撞擊時,NaN3既是氧化劑又是還原劑 B.NaN3跟水反應時,有NH3生成 C.Na3N中N3-半徑比Na+半徑大 D.NaN3中,既存在離子鍵又存在非極性共價鍵 8.研究發(fā)現(xiàn),空氣其中少量的NO2能參與硫酸型酸雨的形成,反應過程如下: ①SO2+NO2→SO3+NO ②SO3+H2O→H2SO4 ③2NO+O2→2NO2, NO2在上述過程中的作用,與H2SO4在下列變化中的作用相似的是 A.潮濕的氯氣通過盛有濃H2SO4的洗氣瓶 B.硫化氫通入濃H2SO4中 C.濃H2SO4滴入螢石中,加熱 D.加入少量H2SO4使乙酸乙酯水解 9、2007年諾貝爾化學獎授予德國科學家格哈德埃特爾,以表彰他在表面化學研究領域作出的開拓性貢獻. ⑴.某?;瘜W研究性學習小組的同學在技術人員的指導下,按下列流程探究不同催化劑對NH3還原NO反應的催化性能. 若控制其他實驗條件均相同,在催化反應器中裝載不同的催化劑,將經(jīng)催化反應后的混合氣體通過滴有酚酞的稀硫酸溶液(溶液的體積、濃度均相同).為比較不同催化劑的催化性能,需要測量并記錄的數(shù)據(jù)是 . ⑵.在汽車的排氣管上安裝“催化轉(zhuǎn)化器”(用鉑、鈀合金作催化劑),它的作用是使CO、NO反應生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒氣體,并促使烴類充分燃燒. ①.寫出CO與NO反應的化學方程式: ,該反應作氧化劑的物質(zhì)是_________. ②.用CH4催化還原NOx也可以消除氮氧化物的污染.例如: CH4(g)+4NO2(g) 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g); ΔH1=-574 kJmol-1 CH4(g)+4NO(g) 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g); ΔH2 若1mol CH4還原NO2至N2,整個過程中放出的熱量為867kJ,則ΔH2= . ⑶.①.有人認為該研究可以使氨的合成反應,在鐵催化劑表面進行時的效率大大提高,從而使原料的轉(zhuǎn)化率大大提高.請你應用化學基本理論對此觀點進行評價: ____________________________________________________________________. ②.合成氨工業(yè)生產(chǎn)中所用的α—Fe催化劑的主要成分是FeO、Fe2O3,當催化劑中Fe2+與Fe3+的物質(zhì)的量之比為1:2時,其催化活性最高,以Fe2O3為原料制備上述催化劑,可向其中加入適量炭粉,發(fā)生如下反應:2 Fe2O3十C 4FeO十CO2↑.為制得這種活性最高的催化劑,應向480g Fe2O3粉末中加入炭粉的質(zhì)量為 g. 10.(1)使用常用儀器,運用化學原理進行巧妙的設計,就可以用同一個簡單的裝置實現(xiàn)多種用途。 Ⅰ、利用上圖中(1)裝置,用兩種不同的方法分別收集NO,試簡述操作方法: 。 。 Ⅱ、甲同學把試管底部鉆出一小洞,并和廣口瓶組成圖中(2)裝置,通過開、關導管上的閥門可以控制試管內(nèi)的反應隨時發(fā)生或隨時停止。如果該裝置中的隔板是用銅絲制成,則該裝置可以制取的常見氣體有 (填二種)。 Ⅲ、乙同學認為,可把(2)裝置做如下圖(3)的改動,用橡皮塞替代鐵架臺來固定試管。請判斷乙同學的做法是否可行? (2)擬用如右圖所示裝置進行硝酸與銅反應的實驗。 為了防止污染,在右邊的試管中盛放足量的NaOH溶液。 若實驗中使用的是質(zhì)量分數(shù)為63%的硝酸和小銅片, 操作中怎樣加入硝酸和銅片才能避免銅與硝酸剛一接觸 時生成的氣體外逸到空氣中:______________________ 9、⑴溶液顯色所需要的時間 ⑵①2CO+2NON2+2CO2 NO ②-1160 kJmol-1 ⑶①該研究只能提高化學反應速率,不能使化學平衡發(fā)生移動 ②6g 10、Ⅰ①廣口瓶中盛滿水 , NO 從 B 管通入 : ②廣口瓶中盛滿 CO2 氣體 , NO 從 B 管通入 ⅡH2 CO2 H2S Ⅲ、否由于廣口瓶被橡皮塞密封后 , 瓶內(nèi)的氣壓會隨液體的排入而增大 , 使試管中的液 體不能在關閉閥門時排入廣口瓶中 , 因而不能使反應隨時停止 , 甚至會由于容器中氣壓過 高而發(fā)生危險。 (2)向試管口加入適量的硝酸后,將試管傾斜,以鑷子夾取一小銅片于試管內(nèi)壁上,小心塞緊橡皮塞后,再將試管慢慢豎起使銅片滑入底部。 111- 配套講稿:
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- 生產(chǎn)生活中的含氮化合物 生產(chǎn) 生活 中的 氮化
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