《氮的循环》教学课件

第二节氮的循环联想·质疑闪电闪电时空气中会发生哪些化学反应？这些反应和生成的物质对人类的生产生活有什么影响？一、氮在自然界中的循环1．氮的固定定义：(1)_____固氮：(2)_____固氮：2．存在：氮元素主要以________存在于空气中以_________形式存在于无机物中及有机物中二、氮循环中重要物质及其变化(一)、氮气1．物理性质

纯净的氮气是一种_____的气体，___溶于水，难_____，密度比空气_______(与空气密度相近，只能用____法收集N2)。【提问】氮气在大气中体积含量和质量含量

是如何换算的？2．N2的结构电子式：N≡N结构式：3．化学性质：常温下比较稳定(1)与氢气的反应

(放热反应)—合成氨

讨论：反应条件是高温高压催化剂，说明了什么？该反应是不是氧化还原反应？体现了氮气的什么性质？(2)与金属反应【提问】在空气点燃镁条得到的产物是纯净物还是混和物？．在新疆与青海交界处有一山谷，人称“魔鬼谷”。经常电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击毙。然而谷内却是牧草茂盛，四季常青。这是为什么？(3)与O2反应雷雨肥（发）庄稼N2+O2(雷电作用）=NO,

NO+O2=NO2,

NO2+H2O=HNO3+NO,

产生硝酸根，氮肥

标况下，将一充满NO2的试管倒立于盛有足量水的水槽中，充分反应后，若不考虑试管内物质向外扩散，求：（1）试管中液面上升的高度与试管总长度的比值；（2）试管中溶液的物质的量浓度。考考你6．用途：(1)是合成氨、制硝酸的重要原料(2)保护气：焊接金属；灯泡的填充气体；保存粮食、罐头、水果(3)医学上，用液氮作冷冻剂(4)高科技领域中用液氮制造低温环境。空气降温加压液态蒸发N2O2七、制备工业上：空气N2CO2N2C，△碱实验室：一种是将NH3通过灼热的CuO，

2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O另一方法：NH4Cl饱和溶液和NaNO2饱和溶液混合加热NH4Cl+NaNO2NaCl+N2↑+2H2O游离态化合态氮的固定放电如：N2+O22NO

N2+3H22NH3

概括·整合

人工固氮生物固氮高能固氮自然固氮氮的固定【总结】

综合氮气的各项性质，可以了解氮及其主要化合物有如下转化关系：

NH3

H2O

Mg3N2

(可被氧化)

氧化、化合价升高N2NONO2HNO3N2O4N2O5H2OO2O2H2O+2-3+4+5+5-3(具有氧化性）(高温、高压

催化剂)放电高温H2还原、化合价降低01、起固氮作用的反应是（）A、N2和H2在一定条件下合成NH3B、NO与O2反应生成NO2C、NH3催化氧化生成NOD、由NH3造硝酸铵2、在体积为VL的密闭容器中，通入amolNO、bmolO2反应后容器内氮原子和氧原子的个数比是（）A、a/bB、a/2bC、a/a+2bD、a/2（a+b）4、“一场雷雨一次肥”，请写出有关化学方程式

作业：请用化学方程式表示下列变化。并指出氧化剂和还原剂。

N2NONO2

NH3HNO3氮的几种重要氧化物氧化物化合价N2ONON2O3NO2N2O4N2O5思考：二氧化氮是硝酸的酸酐吗？为什么？哪种氧化物是亚硝酸(HNO2)的酸酐？酸酐？练习：１、在常温常压下，２molNO和1molO2充分混和，则反应后气体的分子量为（）

Ａ、46B、92Ｃ、30Ｄ、大于46,少于92Ｄ

关于NO2、NO、O2混合气体溶于水的计算2NO+O2=====2NO2①3NO2+H2O=====2HNO3+NO②由②

╳

2与①叠加得4NO2+O2+2H2O=====4HNO3由①

╳

3与②╳

2叠加得4NO+3O2+2H2O=====4HNO3例1、将12mLNO2和NO的混合气体，

通入倒立在水槽中盛满水的量筒里，

最后量筒中有6mL气体，则原混合

气体中NO和NO2的体积分别为多少？分析：只要考虑NO2溶于水即可，剩余气体为NO解：根据差量法

3NO2+H2O=====2HNO3+NOΔV3mL1mL2mLx12-6=6mL例2：在标况下，把一个50mL量筒装满水倒置于水槽中，先通入10mLNO，然后通入20mLO2，问最后剩余气体为多少？解：4NO+3O2+2H2O=====4HNO34mL3mL10mLx现有氧气20mL,所以O2过量，应根据NO的体积计算，剩余氧气有12.5mL.X=7.5mL例3：将12mLNO2与O2混合气体被水充分吸收后，发现剩余2mL气体，问原混合气体体积各为多少？讨论：（1）若剩余气体为O2，则4NO2+O2+2H2O=====4HNO3ΔV4mL1mL5mL

x

12-2=10mL

X=4╳10/5=8mL所以有O24mL（2）若剩余气体是NO，则3NO2+H2O=====2HNO3+NO2mL6mL4NO2+O2+2H2O=====4HNO34mL1mL4xx4x+x+6=12X=1.2mL所以有NO2：6+4╳1.2=10.8mL例4：将40mLNO和NO2的混合气体跟20mLO2同时通入装满水倒立于水槽中的量筒中，发现有5mL气体剩余，问原NO和NO2混合气体的体积组成为什么？1、若剩余气体为O2，则无NO和NO2剩余，设原有NO2体积为x，则NO的体积为（40-x）3NO2+H2O=====2HNO3+NO31x

4NO+3O2+2H2O=====4HNO34340-x+x/3(20-5)x/3X=30mL故原气体组成为：VNO=10mLV=30mLNO22、若剩余气体为NO，无O2、NO2剩余设原NO体积为y，则NO2体积为（40-y)3NO2+H2O=====2HNO3+NO3140-y(40-y)/34NO+3O2+2H2O=====4HNO34320y+(40-y)/3-5y=27.5mL,则NO2体积为12.5mL一般NO2、NO、O2与H2O反应，可归纳成四种情况：（1）NO（或N2）和NO2混合溶于水只要考虑NO2溶于水即可，剩余气体为NO（2）NO和O2混合溶于水根据叠加后的方程式进行过量计算①若O2过量,则根据NO计算剩余气体为O2②若NO过量,则应根据O2计算剩余气体为NO（3）NO2和O2混合溶于水应根据叠加后的方程式进行过量计算讨论①若O2过量，则根据NO2计算，

剩余气体为O2②若NO2过量，则先根据O2计算，

计算出NO2剩余多少，再使NO2与水反应，剩余气体为NO（4）NO、NO2和O2混合溶于水则宜先将NO2与H2O反应生成NO，再根据NO和O2混合气体的情况进行讨论思考·讨论1、现给你一试管二氧化氮，其它药品和仪器自选，根据上述反应，请你设计实验，要求尽可能多的使二氧化氮被水吸收。2、你的设计对工业上生产硝酸有什么启示？充分利用原料，减少污染物的排放4NO2+O2+2H2O=4HNO33、NO2和O2混合溶于水1）在一烧瓶中将NO2和O2以4:1的体积比（标准状况）混合,倒置于足量水中充分反应后所得溶液的物质的量浓度为

mol/L2）将12mlNO2和O2的混合气体通入足量的水中，充分反应后余气2ml（气体均在相同状态下测定）求原各气体的体积。0.036NO28ml、O24ml或NO210.8ml、O21.2ml三、人类活动对自然界氮

循环和环境的影响NONO2伦敦光化学烟雾洛杉矶光化学烟雾广州光化学烟雾酸雨酸雨的形成酸雨的

危害水体富营养化悲哀的海豚被污染的河流1、氨气的物理性质：无色有刺激性气味的气体，比空气轻，极易溶于水，常温下，1体积水能溶解700体积，氨易液化可做喷泉实验。三、氨与氮肥一、物理性质色态味：无色、有刺激性气味的气体密度：0.771g/L(比空气轻)易液化极易溶于水（1:700）三、氨与氮肥讨论一:1、你看到什么现象？2、为什么会产生这种现象？3、这个实验说明NH3具有哪些性质?【实验记录】实验实验现象结论NH3的喷泉实验形成红色喷泉氨气极易溶于水练习做氨的喷泉实验时：①收集NH3的烧瓶为什么必须干燥?②从胶头滴管里挤出的少量水有何作用?③在烧杯中滴入几滴酚酞有何作用?④若不能形成喷泉或喷出的水不能充满烧瓶，主要原因有哪些?⑤能否用CO2气体设计一个喷泉实验?应如何设计?（实验探究）1：用一充满NH3（标况）的烧瓶做喷泉实验，当水充满烧瓶，则氨水的浓度约是：A．无法计算B．0.09mol/L

C．0.076mol/LD．0.045mol/L练习2：在容积为1L的干燥烧瓶中，用向下排空气法充入NH3后，测得烧瓶中的气体对氢气的相对密度为9.7，若将此气体进行喷泉实验，当喷泉停止后，进入烧瓶中溶液的体积为A．1/2LB．3/4L

C．4/5LD．1/5L练习2.氨的化学性质（1）氨跟水反应——显弱碱性NH3·H2O=NH3↑+H2O一水合氨很不稳定NH3+H2ONH3·H2O

NH3·H2ONH4++OH-

讨论：氨水的成分三分子三离子NH3H2ONH3·H2ONH4+

OH—H+比较水溶液呈碱性四离子三分子Cl2H2OHClOH+OH—Cl—ClO—水溶液呈酸性回顾：氯水的成分想一想：氨水中有哪些分子和离子？氯水呢？氨水和液氨比较液氨氨水物质成分微粒种类主要性质存在条件纯净物（非电解质）混合物（NH3·H2O为弱电解质）

NH3分子NH3、NH3·H2O、H2O、NH4+

、OH-、H+

不具有碱性

具有碱的通性

常温常压下不能存在常温常压下可存在（2）氨跟酸的反应NH3+HCl=NH4Cl（白烟）NH3+HNO3=NH4NO3（白烟）

与挥发性的酸反应有白烟2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4

(3).与某些盐反应（用于沉淀分离或制备氢氧化物沉淀)3NH3·H2O+Al3+Al(OH)3+3NH4+（4）NH3具有还原性-3

这个反应叫做氨的催化氧化，它是工业上制硝酸的基础.高温

4NH3+5O2===4NO+6H2O

催化剂-3+2氨的弱还原性

NH3中N元素为-3价，可被氧化剂氧化NH3和O2反应2NH3+3Cl2=N2+6HCl（NH3不足）8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl(NH3过量时)4NH3+5O2====4NO+6H2O催化剂4NH3+3O2（纯）

====2N2+6H2O点燃NH3和Cl2反应8NH3+6NO2==7N2+12H2O

种类化学式含氮量性状铵态氮肥NH4HCO317.7%白色结晶，吸湿性很强，易潮解，溶于水，弱碱性NH4Cl26.2%白色或淡黄色结晶，有吸湿性，溶于水，酸性.NH4NO335%白色结晶，易潮解，结硬块，溶于水，微酸性，（NH4)2SO421.2%白色粒状结晶，吸湿性不大，不易结块有机氮肥CO（NH2)246.7%白色或浅黄色针状结晶或小颗粒，溶于水，中性氮肥四、铵盐的性质

实验现象结论及化学方程式物理性质加热与碱反应都是晶体，都易溶于水NH4Cl===NH3↑+HCl↑NH4HCO3===NH3↑+CO2↑+H2O△△产生氨气NH4++OH-===NH3↑+H2O

检验NH4+的方法！△产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体*问题1：氯化铵受热时的现象是升华吗？*问题2：为什么铵肥施用时要埋在土下并及时灌水？与碱反应：

NH4++OH-=NH3·H2O==NH3+H2O*注意1：铵盐与碱固体间反应时不能写离子方程式。*注意2：铵盐与碱溶液间反应时浓溶液或加热产生氨气，稀溶液不加热生成NH3•

H2O。五、氨的实验室制法

2NH4Cl+Ca(OH)2==CaCl2+2NH3↑+2H2O

△

1.原理：2.装置3.收集方法：4.检验方法：与制O2相同向下排空气法a.湿润红色石蕊试纸b.

蘸有浓盐酸的玻棒

棉花的作用：防止空气对流方法二：加热浓氨水5.尾气外理：用水吸收尾气，其装置如图：为什么用一个倒置的漏斗？方法三方法四将浓氨水滴到强碱固体上：

NaOH固体NH3↑+H2ONH3·H2O将浓氨水滴到生石灰上：2NH3·H2O+CaO==Ca（OH）2+2NH3↑下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是

ABCD