氮气(第一课时)

固氮和氮气充足的氮肥能使农作物枝叶茂盛，叶片增大，促进叶绿素的形成，提高农作物产量和质量。一、氮肥有机氮肥：硝态氮肥：铵态氮肥：CO(NH2)2尿素KNO3、NH4NO3NH4Cl、

NH4NO3、NH4HCO3、(NH4)2SO4肥料三要素：N、P、K一）定义：将空气中的游离态氮转变成化合态

氮的过程叫做“氮的固定”，简称

“固氮”。二、氮的固定（P21）思考：氮气能不能做氮肥？二）途径1、工业固氮（人工固氮）合成氨3H2＋N2

2NH3高温、高压催化剂1、工业固氮（人工固氮）合成氨3H2＋N2

2NH3高温、高压催化剂合成氨工厂这条路人类走了150年正是由于人工能合成氨，才使人类真正摆脱了靠天吃饭的束缚，使每亩地的粮食产量大幅度提高，这样地球才能够养活70多亿人口。可见，化学对人类的贡献是非常大的。1913年德国的哈伯和博施首次采用铁为催化剂、直接以氢气和氮气为原料、在高温高压下成功合成氨。划时代意义的人工固氮技术的重大突破。合成氨工业化被公认为化学方面最重要的发明之一和对高压化学合成技术上作出的重大贡献，哈伯和博施先后分别于1918年和1931年荣获诺贝尔化学奖。这种直接合成氨法称为哈伯-博施法。合成氨生产堪称现代无机化学工业的领头羊。

哈伯博施（1）氮原子（7N）的结构N··:·氮是较活泼的非金属元素电子式结构示意图（2）氮分子的结构结构式NN电子式

氮分子中的两个氮原子间有三根共价键，要破坏这种氮氮叁键，需要很高的能量（946KJ/mol，拆开1molCl—Cl键只需要247kJ的能量。）

因此，在通常情况下，氮气的性质很不活泼，很难与其它物质发生化学反应，也很难被植物直接吸收。2、

生物固氮固氮菌N2

NH3

据有关资料介绍，每生产100千克豆子，大约可以从空气中固定氮素5千克，相当于碳铵30千克；种一亩豆科作物，每年又大约可以归还土壤植物叶片250千克，根瘤50千克，大约相当于碳铵45千克。根瘤菌3、大气固氮2NO＋O22NO23NO2+H2O2HNO3+NOHNO3雷电生成被植物吸收土壤中硝酸盐硝酸根矿物质电离N2＋O22NO放电NO为无色、不溶于水的气体，易与O2化合成NO2NO2是红棕色、有刺激性气味的有毒气体，易溶于水每当雷雨过后，花草树木都格外苍翠！思考：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？2NO+O2→2NO23NO2+H2O→2HNO3+NO“雷雨发庄稼”N2+O22NO放电

雷电是个天然的“氮肥厂”每当雷电穿透过大气层时，通道内空气被加热到2~3万℃，导致空气中的氮、氧相结合，溶解在雨水中下落到地面，供植物吸收利用。

据统计，一场大雷雨，能制造4~5万吨优质氮肥，全年雷雨可制造氮肥达1000万吨以上。实验证明，经雷雨处理过的玉米能早抽穗，使大白菜增产丰收。人工固氮方法评价：模仿打雷的电弧法哈伯－博施法（合成氨）人工固氮的发展方向在哪里？仿生固氮（模拟生物固氮）3

Mg3N2N2+H2

3

2NH3氮气跟某些活泼金属的反应(K、Ca、Na、Mg)N2+

Mg1、

氮气的化学性质高温、高压催化剂N2+O2

2NO放电高温三、氮气的性质思考：

通过固氮的学习，你能总结出氮气有哪些化学性质吗？2、氮气的物理性质：①氮气是无色、无味，难溶于水的气体。②熔沸点很低（熔点：-209.86℃；沸点：-195.8℃）3、N2的工业制法：分离液态空气空气（N2、O2）液化液态空气蒸发N2O2四、N2的用途（2）作焊接金属的保护气（1）工业原料（合成氨，制硝酸、氮肥，制炸药等）（4）农副产品的保存、保鲜（3）充填灯泡（6）高科技领域中的应用（超导技术和现代医学）如：医学上用液氮保存待移植的活性器官稳定性沸点低（5）仓库中保存粮食，预防鼠灾不支持呼吸（防钨丝氧化）练习：下列变化中属于固氮的是（）

A.镁条在空气中燃烧会产生氮化镁

B.2NO＋O22NO2C.氮气和氢气在一定条件下化合成氨气

D.2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2OAC

氮气被转化为化合态了，自然界里的氮气会减少吗【讨论】大气中N2NO3-NxOy五、自然界中的氮循环NH3动植物遗体

NH4+或NO3-土壤中的微生物NO2-土壤中的微生物NH3氮肥一是工业生产，包括合成氨、生产化肥、生产硝酸等。二是汽车尾气的排放。人类活动对自然界氮循环的影响汽车发动机不断用电火花引燃，所以尾气中含NOX背景洛杉矶位于美国西南海岸，西面临海，三面环山，是个阳光明媚，气候温暖，风景宜人的地方。繁荣而发达。洛杉矶光化学烟雾事件起因从1943年开始，洛杉矶每年从夏季至早秋，只要是晴朗的日子，城市上空就会出现一种弥漫天空的浅蓝色烟雾，使整座城市上空变得浑浊不清。发展1943年以后，烟雾更加肆虐，以致远离城市100千米以外的海拔2000米高山上的大片松林也因此枯死。结果1947年洛杉矶市民划定了一个空气污染控制区，专门研究污染物的性质和它们的来源，探讨如何才能改变现状。发现自然改造自然回归自然人大气陆地海洋建立人与自然的和谐关系氧化物N2ONON2O3NO2N2O4N2O5+1+2+3+4+4+5亚硝酐硝酐1、二氧化氮是硝酸的酸酐吗？为什么？2、哪种氧化物是亚硝酸(HNO2)的酸酐？酸酐六、氮的几种重要氧化物均有毒思考：性质无色笑气无色无味气体红棕色刺激性气体无色气体1、NO是无色、无味、不溶于水的有毒气体，毒性与

CO相似；易与O2化合成NO2。3、NO2是红棕色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大；易溶于水，并与水反应：2NO2

N2O42、NO是不成盐氧化物，既不溶于水也不溶于酸和碱。32HNO3+NO2NO+O2→2NO2NO2+H2O→无色→

红棕色红棕色→无色32(40+20)mL→

40mL红棕色→

无色31＜ΔV=2思考：如何收集NO

、NO2？-30+2+4+5气态氢化物单质氧化物酸盐氮元素的价态物质的类别NH3N2NONO2HNO3NH4+NO3-碱NH3·H2O氮及其常见化合物的知识结构图返回

我国著名的化学家、前中国科学院院长卢嘉锡与化学家蔡启瑞在国际上最早提出了原子簇结构的固氮活性中心模型。他们研究的多核原子簇结构的固氮酶活性中心模型，也被化学界称为卢嘉锡－蔡启瑞模型，为我国