氮?dú)?第一課時(shí))

固氮和氮?dú)獬渥愕牡誓苁罐r(nóng)作物枝葉茂盛，葉片增大，促進(jìn)葉綠素的形成，提高農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量。一、氮肥有機(jī)氮肥：硝態(tài)氮肥：銨態(tài)氮肥：CO(NH2)2尿素KNO3、NH4NO3NH4Cl、

NH4NO3、NH4HCO3、(NH4)2SO4肥料三要素：N、P、K一）定義：將空氣中的游離態(tài)氮轉(zhuǎn)變成化合態(tài)

氮的過(guò)程叫做“氮的固定”，簡(jiǎn)稱

“固氮”。二、氮的固定（P21）思考：氮?dú)饽懿荒茏龅?？二）途?、工業(yè)固氮（人工固氮）合成氨3H2＋N2

2NH3高溫、高壓催化劑1、工業(yè)固氮（人工固氮）合成氨3H2＋N2

2NH3高溫、高壓催化劑合成氨工廠這條路人類走了150年正是由于人工能合成氨，才使人類真正擺脫了靠天吃飯的束縛，使每畝地的糧食產(chǎn)量大幅度提高，這樣地球才能夠養(yǎng)活70多億人口?？梢?jiàn)，化學(xué)對(duì)人類的貢獻(xiàn)是非常大的。1913年德國(guó)的哈伯和博施首次采用鐵為催化劑、直接以氫氣和氮?dú)鉃樵稀⒃诟邷馗邏合鲁晒铣砂?。劃時(shí)代意義的人工固氮技術(shù)的重大突破。合成氨工業(yè)化被公認(rèn)為化學(xué)方面最重要的發(fā)明之一和對(duì)高壓化學(xué)合成技術(shù)上作出的重大貢獻(xiàn)，哈伯和博施先后分別于1918年和1931年榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。這種直接合成氨法稱為哈伯-博施法。合成氨生產(chǎn)堪稱現(xiàn)代無(wú)機(jī)化學(xué)工業(yè)的領(lǐng)頭羊。

哈伯博施（1）氮原子（7N）的結(jié)構(gòu)N··:·氮是較活潑的非金屬元素電子式結(jié)構(gòu)示意圖（2）氮分子的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)式NN電子式

氮分子中的兩個(gè)氮原子間有三根共價(jià)鍵，要破壞這種氮氮叁鍵，需要很高的能量（946KJ/mol，拆開1molCl—Cl鍵只需要247kJ的能量。）

因此，在通常情況下，氮?dú)獾男再|(zhì)很不活潑，很難與其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也很難被植物直接吸收。2、

生物固氮固氮菌N2

NH3

據(jù)有關(guān)資料介紹，每生產(chǎn)100千克豆子，大約可以從空氣中固定氮素5千克，相當(dāng)于碳銨30千克；種一畝豆科作物，每年又大約可以歸還土壤植物葉片250千克，根瘤50千克，大約相當(dāng)于碳銨45千克。根瘤菌3、大氣固氮2NO＋O22NO23NO2+H2O2HNO3+NOHNO3雷電生成被植物吸收土壤中硝酸鹽硝酸根礦物質(zhì)電離N2＋O22NO放電NO為無(wú)色、不溶于水的氣體，易與O2化合成NO2NO2是紅棕色、有刺激性氣味的有毒氣體，易溶于水每當(dāng)雷雨過(guò)后，花草樹木都格外蒼翠！思考：在新疆與青海交界處有一山谷，人稱“魔鬼谷”。經(jīng)常電閃雷鳴，狂風(fēng)暴雨，把人畜擊斃。然而谷內(nèi)卻是牧草茂盛，四季常青。這是為什么？2NO+O2→2NO23NO2+H2O→2HNO3+NO“雷雨發(fā)莊稼”N2+O22NO放電

雷電是個(gè)天然的“氮肥廠”每當(dāng)雷電穿透過(guò)大氣層時(shí)，通道內(nèi)空氣被加熱到2~3萬(wàn)℃，導(dǎo)致空氣中的氮、氧相結(jié)合，溶解在雨水中下落到地面，供植物吸收利用。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，一場(chǎng)大雷雨，能制造4~5萬(wàn)噸優(yōu)質(zhì)氮肥，全年雷雨可制造氮肥達(dá)1000萬(wàn)噸以上。實(shí)驗(yàn)證明，經(jīng)雷雨處理過(guò)的玉米能早抽穗，使大白菜增產(chǎn)豐收。人工固氮方法評(píng)價(jià)：模仿打雷的電弧法哈伯－博施法（合成氨）人工固氮的發(fā)展方向在哪里？仿生固氮（模擬生物固氮）3

Mg3N2N2+H2

3

2NH3氮?dú)飧承┗顫娊饘俚姆磻?yīng)(K、Ca、Na、Mg)N2+

Mg1、

氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)高溫、高壓催化劑N2+O2

2NO放電高溫三、氮?dú)獾男再|(zhì)思考：

通過(guò)固氮的學(xué)習(xí)，你能總結(jié)出氮?dú)庥心男┗瘜W(xué)性質(zhì)嗎？2、氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì)：①氮?dú)馐菬o(wú)色、無(wú)味，難溶于水的氣體。②熔沸點(diǎn)很低（熔點(diǎn)：-209.86℃；沸點(diǎn)：-195.8℃）3、N2的工業(yè)制法：分離液態(tài)空氣空氣（N2、O2）液化液態(tài)空氣蒸發(fā)N2O2四、N2的用途（2）作焊接金屬的保護(hù)氣（1）工業(yè)原料（合成氨，制硝酸、氮肥，制炸藥等）（4）農(nóng)副產(chǎn)品的保存、保鮮（3）充填燈泡（6）高科技領(lǐng)域中的應(yīng)用（超導(dǎo)技術(shù)和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)）如：醫(yī)學(xué)上用液氮保存待移植的活性器官穩(wěn)定性沸點(diǎn)低（5）倉(cāng)庫(kù)中保存糧食，預(yù)防鼠災(zāi)不支持呼吸（防鎢絲氧化）練習(xí)：下列變化中屬于固氮的是（）

A.鎂條在空氣中燃燒會(huì)產(chǎn)生氮化鎂

B.2NO＋O22NO2C.氮?dú)夂蜌錃庠谝欢l件下化合成氨氣

D.2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2OAC

氮?dú)獗晦D(zhuǎn)化為化合態(tài)了，自然界里的氮?dú)鈺?huì)減少嗎【討論】大氣中N2NO3-NxOy五、自然界中的氮循環(huán)NH3動(dòng)植物遺體

NH4+或NO3-土壤中的微生物NO2-土壤中的微生物NH3氮肥一是工業(yè)生產(chǎn)，包括合成氨、生產(chǎn)化肥、生產(chǎn)硝酸等。二是汽車尾氣的排放。人類活動(dòng)對(duì)自然界氮循環(huán)的影響汽車發(fā)動(dòng)機(jī)不斷用電火花引燃，所以尾氣中含NOX背景洛杉磯位于美國(guó)西南海岸，西面臨海，三面環(huán)山，是個(gè)陽(yáng)光明媚，氣候溫暖，風(fēng)景宜人的地方。繁榮而發(fā)達(dá)。洛杉磯光化學(xué)煙霧事件起因從1943年開始，洛杉磯每年從夏季至早秋，只要是晴朗的日子，城市上空就會(huì)出現(xiàn)一種彌漫天空的淺藍(lán)色煙霧，使整座城市上空變得渾濁不清。發(fā)展1943年以后，煙霧更加肆虐，以致遠(yuǎn)離城市100千米以外的海拔2000米高山上的大片松林也因此枯死。結(jié)果1947年洛杉磯市民劃定了一個(gè)空氣污染控制區(qū)，專門研究污染物的性質(zhì)和它們的來(lái)源，探討如何才能改變現(xiàn)狀。發(fā)現(xiàn)自然改造自然回歸自然人大氣陸地海洋建立人與自然的和諧關(guān)系氧化物N2ONON2O3NO2N2O4N2O5+1+2+3+4+4+5亞硝酐硝酐1、二氧化氮是硝酸的酸酐嗎？為什么？2、哪種氧化物是亞硝酸(HNO2)的酸酐？酸酐六、氮的幾種重要氧化物均有毒思考：性質(zhì)無(wú)色笑氣無(wú)色無(wú)味氣體紅棕色刺激性氣體無(wú)色氣體1、NO是無(wú)色、無(wú)味、不溶于水的有毒氣體，毒性與

CO相似；易與O2化合成NO2。3、NO2是紅棕色、有刺激性氣味的有毒氣體，密度比空氣大；易溶于水，并與水反應(yīng)：2NO2

N2O42、NO是不成鹽氧化物，既不溶于水也不溶于酸和堿。32HNO3+NO2NO+O2→2NO2NO2+H2O→無(wú)色→

紅棕色紅棕色→無(wú)色32(40+20)mL→

40mL紅棕色→

無(wú)色31＜ΔV=2思考：如何收集NO

、NO2？-30+2+4+5氣態(tài)氫化物單質(zhì)氧化物酸鹽氮元素的價(jià)態(tài)物質(zhì)的類別NH3N2NONO2HNO3NH4+NO3-堿NH3·H2O氮及其常見(jiàn)化合物的知識(shí)結(jié)構(gòu)圖返回

我國(guó)著名的化學(xué)家、前中國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)盧嘉錫與化學(xué)家蔡啟瑞在國(guó)際上最早提出了原子簇結(jié)構(gòu)的固氮活性中心模型。他們研究的多核原子簇結(jié)構(gòu)的固氮酶活性中心模型，也被化學(xué)界稱為盧嘉錫－蔡啟瑞模型，為我國(guó)