氮的循環(huán)課件

氮的循環(huán)課件第一頁，共三十三頁，2022年，8月28日一、氮在自然界中的循環(huán)：（一）、自然界中氮元素循環(huán)示意圖：

第二頁，共三十三頁，2022年，8月28日（二）、主要形式（1）游離態(tài)→化合態(tài)

①是豆科植物根部的根瘤菌，把N2轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}等含氮化合物；

②放電條件下，與O2結(jié)合為氮氧化合物，并隨降水進入水體中；

③合成氨工廠、汽車發(fā)動機都可以將一部分氮氣轉(zhuǎn)化成化合態(tài)。

（2）化合態(tài)→游離態(tài)：硝酸鹽在某些細菌作用下轉(zhuǎn)化成N2。

（3）化合態(tài)→化合態(tài)：化石燃料燃燒、森林和農(nóng)作物枝葉燃燒所產(chǎn)生的氮氧化合物通過大氣進入陸地和海洋，進入氮循環(huán)。第三頁，共三十三頁，2022年，8月28日二、氮循環(huán)中的重要物質(zhì)及氮的固定：（一）、N21、物理性質(zhì)：

無色無味無嗅的氣體，氮氣占大氣總量的78%（體積分數(shù)）。微溶于水。2、化學性質(zhì)：

（1）還原性：

N2+O22NO

(有毒、無色、難溶于水)

放電

N2分子中兩個氮原子共用三對電子,相互作用力強,在通常情況下,結(jié)構特別穩(wěn)定,化學性質(zhì)不活潑第四頁，共三十三頁，2022年，8月28日（2）氧化性：

3Mg＋N2Mg3N2點燃

N2＋3H22NH3

說明：

a該反應是工業(yè)上合成氨的反應原理，具有非常重要的現(xiàn)實意義。N2表現(xiàn)出氧化性。

b在N2跟H2反應生成氨的同時，NH3也在分解生成N2和H2。催化劑

高溫高壓

在同一條件下，同時向正反兩個方向進行的反應稱為可逆反應。

①同一條件

②在可逆反應的化學方程式中用“

”代替“===

”。

第五頁，共三十三頁，2022年，8月28日3、氮的固定：

使空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮的方法叫做氮的固定。氮的固定自然固氮人工固氮高能固氮（閃電，約占10%）生物固氮（約占90%）合成氨仿生固氮第六頁，共三十三頁，2022年，8月28日（二）氮的氧化物：

有六種：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O51、NO、NO2物質(zhì)NONO2顏色無色紅棕色氣味無味刺激性氣味溶解性不溶解與水反應毒性劇毒劇毒轉(zhuǎn)化2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO第七頁，共三十三頁，2022年，8月28日(1)NO2或NO2與N2（非O2）的混合氣體溶于水時可依據(jù)：3NO2+H2O=2HNO3+NO利用氣體體積變化差值進行計算。(2)NO2和O2的混合氣體溶于水時，由4NO2+O2+2H2O=4HNO3可知，當體積比V(NO2):V(O2)=4︰1,恰好完全反應＞4︰1，NO2過量剩余氣體為NO＜4︰1，O2過量，剩余氣體為O22、氮的氧化物溶于水的計算：第八頁，共三十三頁，2022年，8月28日V(NO):V(O2)=4︰3,恰好完全反應＞4︰3，NO過量剩余氣體為NO＜4︰3，O2過量，剩余氣體為O2（3）NO和O2同時通入水中，其反應是：4NO+3O2+2H2O=4HNO3,當體積比第九頁，共三十三頁，2022年，8月28日小結(jié)：4NO2+O2和4NO+3O2從組成上均相當于2N2O5的組成。即（2）、（3）兩種情況中的總反應式都與N2O5+H2O

===2HNO3等效。這不僅是記憶（2）（3）二式的方法，也為上述問題的解決提供了新的思路。即利用混合氣體中N、O原子個數(shù)比進行分析判斷：N︰O＜2︰5O2剩余=2︰5完全反應>2︰5NO剩余第十頁，共三十三頁，2022年，8月28日2.將充滿NO2和N2共45mL的試管，倒立于水槽中，過一段時間氣體的體積變?yōu)?5mL，則原混合氣體中N2和NO2的體積比為（）A、7：2 B、2：7 C、1：2D、2：11、將10mL充滿NO2和O2的混合氣體的試管，倒置在水槽中，反應停止后試管內(nèi)剩余2mL無色氣體，求原混合中NO2和O2各多少mL？

3、同溫同壓下,將NONO2

和O2按一定體積比混合充滿容器，再倒置于盛滿水的水槽，片刻，液體充滿容器，則反應前NO、NO2

、O2體積比可能為（）A、1：1：1 B、8：4：7C、4：8：5 D、任意比DA、B、C第十一頁，共三十三頁，2022年，8月28日

6、標況下，將盛滿NO、NO2、O2混合氣體的集氣瓶，倒置于水中，完全溶解，無氣體剩余，設其產(chǎn)物不擴散，則所得溶液的物質(zhì)的量濃度（M）的取值范圍為（）A、0<M<1/22.4 B1/39.2<M<1/28C、1/28<M<1/22.4 D1/39.2<M<1/22.45.標準狀況下，將盛有等體積的NO2與O2的試管，倒立于水槽中，反應后，試管內(nèi)液體上升的高度大約是試管體積的幾分之幾？得到溶液的物質(zhì)的量濃度為多少？4.NO2裝滿一燒瓶，倒置于水槽中，所得溶液的物質(zhì)的量濃度是多少？B第十二頁，共三十三頁，2022年，8月28日三、氨和銨鹽（一）、氨NH3：1、物理性質(zhì)：

無色；有刺激性氣味的氣體；比空氣輕；

極易溶于水（1：700）。2、化學性質(zhì)：

（1）、與水反應：噴泉實驗NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-

（可逆過程）第十三頁，共三十三頁，2022年，8月28日NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-

NH3是中學化學中唯一一種堿性氣體，可以使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，常用于檢驗NH3的存在。

氨水成分：分子：H2O、NH3、NH3·H2O

離子：H＋、OH－、NH4＋【辨析·比較】液氨和氨水

氨水是混合物。

液氨是氨氣加壓或降溫得到的液態(tài)氨，是純凈物，即液氨由氨分子組成的液體。第十四頁，共三十三頁，2022年，8月28日（2）、與酸反應（實驗）

NH3+HCl===NH4Cl（產(chǎn)生白煙）

（3）、與氧氣反應：(實驗)

NH3+HNO3===NH4NO3

（產(chǎn)生白煙）2NH3+H2SO4===(NH4)2SO44NH3+5O24NO+6H2O

催化劑高溫工業(yè)制HNO3的的重要反應

第十五頁，共三十三頁，2022年，8月28日NH3硝酸銨鹽純堿有機合成工業(yè)原料用稀氨水治療蚊蟲叮咬消除二氧化氮的污染吸收硫酸生產(chǎn)中的二氧化硫致冷劑3、氨的用途第十六頁，共三十三頁，2022年，8月28日三、氨和銨鹽（二）、銨鹽：1、概念：由NH4+和酸根組成的鹽。3、化學性質(zhì)：

2、白色晶體，均易溶于水。（1）、受熱易分解：

NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O

△NH4ClNH3↑+HCl↑△生成的NH3與HCl遇冷又會結(jié)合成NH4Cl：

NH3+HClNH4Cl氯化銨

受熱分解（實驗）

第十七頁，共三十三頁，2022年，8月28日思考：上述過程與碘的升華原理一樣嗎？（2）、與堿溶液反應：（實驗）

NH4++OH--===NH3·H2O（不加熱）保存方法：NH4++OH-NH3↑+H2O思考：如何檢驗NH4+的存在？△密封、陰涼通風處保存。施用注意事項：

不能與堿性物質(zhì)如草木灰等混用；埋在土下以保持肥效。

第十八頁，共三十三頁，2022年，8月28日四、氨氣的實驗室制法：1、常用藥品：氯化銨和消石灰；2、原理：

2NH4Cl(s)＋Ca(OH)2(s)CaCl2

＋2H2O＋2NH3↑3、裝置：固+固氣（類例制O2）

△4、收集方法：向下排空氣法（實驗）5、驗滿：（1）濕潤的紅色石蕊試紙（變藍）（2）玻璃棒蘸濃鹽酸（白煙）第十九頁，共三十三頁，2022年，8月28日6、試管口棉花團作用：防止空氣對流。

收集NH3后的導管口處塞一團濕棉花或用稀H2SO4浸濕的棉花，吸收多余的NH3，以防污染空氣。7、干燥：用堿石灰或生石灰。思考：能否用濃H2SO4干燥？

能否用CaCl2干燥？拓展：快速制氨氣法：

1、加熱濃氨水法：

2、向生石灰或NaOH上滴加濃氨水。第二十頁，共三十三頁，2022年，8月28日2、氯化銨和氯化鈉可用下列哪一種方法分離A．加入氫氧化鈉 B．加入AgNO3溶液C．加熱法 D．加入一種合適的酸E．加入水例題與練習：1、有關氨的性質(zhì)的敘述正確的是（）A．氨能在氧氣中燃燒 B．氨水呈堿性C．氨水和酸相遇都能產(chǎn)生白色煙霧D．在反應NH3＋H+

＝NH4+中，氨失去電子被氧化CA、B第二十一頁，共三十三頁，2022年，8月28日五、硝酸及其應用（一）、物理性質(zhì)：

純硝酸是無色，有刺激性氣味的液體。易揮發(fā)，熔沸點低，密度比水大。98%以上的濃HNO3又叫“發(fā)煙硝酸”。（霧）（二）、化學性質(zhì)：1、硝酸具有酸的通性

①使指示劑變色：例如：稀HNO3使紫色石蕊溶液變紅。

②與堿反應：如HNO3＋NaOH＝NaNO3＋H2O

③與堿性氧化物反應：如2HNO3＋CaO＝Ca(NO3)2＋2H2O

④與弱酸鹽反應：如2HNO3＋Na2CO3＝2NaNO3＋CO2↑＋H2O

⑤與金屬反應：硝酸具有強氧化性，與金屬反應時一般不產(chǎn)生H2。第二十二頁，共三十三頁，2022年，8月28日2、特性：（重點）

硝酸越濃，越容易分解。長期存放的濃HNO3呈黃色，這是由于HNO3分解產(chǎn)生的NO2溶于硝酸的緣故。

一般將它保存在棕色瓶里，放置在陰涼處。Cu+4HNO3（濃）==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3（?。?=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O（1）不穩(wěn)定性：

4HNO3

（濃）

2H2O+4NO2↑+O2↑光或熱（2）強氧化性：

①與金屬反應——除金、鉑、鈦外（實驗）Fe+4HNO3（稀）==Fe(NO3)3+NO↑+2H2O第二十三頁，共三十三頁，2022年，8月28日練習與思考：

1、將以上反應改寫成離子反應方程式；

2、以上反應中，HNO3表現(xiàn)了什么性質(zhì)？

3、HNO3還原產(chǎn)物有何特點？

4、濃HNO3和稀HNO3哪個氧化性強？為什么？常溫下，濃硝酸可使鐵、鋁鈍化；加熱時解鈍。第二十四頁，共三十三頁，2022年，8月28日②與某些非金屬單質(zhì)（如碳、硫等）反應

C+4HNO3（濃）CO2↑+4NO2↑+2H2O③與其它還原性物質(zhì)的反應

如：3Fe2＋＋4H＋

+NO3－===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O可見：在酸性條件下，NO3-與還原性離子如S2-、I-不能大量共存。規(guī)律：濃硝酸一般被還原為NO2，稀硝酸一般被還原為NO，產(chǎn)物與硝酸的濃度有關。

△3S2-

＋8H＋

+2NO3－===3S↓

＋2NO↑＋4H2O第二十五頁，共三十三頁，2022年，8月28日拓展一：

王水：濃HNO3和濃鹽酸的混合物（體積比1∶3）叫王水，它的氧化能力比硝酸更強，能夠使一些不溶于硝酸的金屬如金、鉑等溶解。拓展二：酸的氧化性：實質(zhì)上指H+的氧化性，任何酸都有。氧化性酸：是酸根離子中心原子獲得電子的能力，酸根離子獲得電子后，中心原子化合價降低，形成相應的低價含氧化合物甚至是單質(zhì)．第二十六頁，共三十三頁，2022年，8月28日六、人類活動對自然界氮循環(huán)和環(huán)境的影響1．人類活動對自然界氮循環(huán)的影響：2．人類活動對環(huán)境的影響：

（1）光化學煙霧：

（2）酸雨：

（3）富營養(yǎng)化：

3．如何減少人類活動對自然界中氮循環(huán)的影響

（1）控制進入大氣、陸地和海洋的有害物質(zhì)的數(shù)量。

（2）增強生態(tài)系統(tǒng)對有害物質(zhì)的吸收能力。我們應保護森林，植樹造林，促進全球氮的良性循環(huán)。第二十七頁，共三十三頁，2022年，8月28日七、常見考點：1、NOx溶于水的計算：例1：將裝有50mLNO2、NO混合氣體的量筒倒立于水槽中，反應后氣體體積縮小為30mL，則原混合氣體中NO2和NO的體積比是

A．5∶3B．3∶5C．3∶2D．2∶3例2：如圖所示的裝置中，燒瓶中充滿了干燥氣體A將滴管中的液體b擠入燒瓶內(nèi)，輕輕振蕩燒瓶，然后打開彈簧夾f，燒杯中的液體b呈噴泉狀噴出，最終幾乎充滿燒瓶。2、噴泉實驗計算：A（干燥氣體）b（液體）ANO2水BCO24mol/LnaOH溶液CCl2飽和NaCl溶液DNH31mol/L鹽酸選項______（填A、B、C、D）為何不滿足要求______

第二十八頁，共三十三頁，2022年，8月28日練習：在標準狀況下，在三個干燥的燒瓶內(nèi)分別裝入干燥純凈的NH3、含一半空氣的氯化氫、NO2和O2的混合氣體[v(NO2)∶v(O2)＝4∶1]。然后分別做噴泉實驗，三個燒瓶中所得溶液的物質(zhì)的量濃度之比為

A．2∶1∶2 B．5∶5∶4 C．1∶1∶1 D．無法確定3、離子共存：例3、已知溶液為棕黃色，溶液為淺綠色，向Fe(NO3)2溶液中加入少量稀鹽酸時，溶液的顏色變化應該是()

A、變淺 B、變?yōu)榧t色

C、沒有改變 D、變?yōu)樽攸S色練習：在酸性溶液中，下列各離子因氧化還原反應而不能大量共存的是（）

A． B．

C． D．第二十九頁，共三十三頁，2022年，8月28日4、有關HNO3的計算：例4、38.4mgCu與適量的