氮的循环第一课时

氮的循环第一课时第1页，课件共47页，创作于2023年2月氮以游离态存在于大气中第2页，课件共47页，创作于2023年2月1.氮在自然界中的存在形式氮元素{游离态化合态第3页，课件共47页，创作于2023年2月联想·质疑1.闪电时空气中会发生哪些化学反应？2.这些反应和生成的物质对人类的生产生活有什么影响？第4页，课件共47页，创作于2023年2月一、氮在自然界中的循环1.氮在自然界中的存在形式氮元素{游离态:N2化合态:铵盐、硝酸盐(KNO3、NaNO3、蛋白质、核酸)2.自然界中氮的循环过程第5页，课件共47页，创作于2023年2月天空地面地底N2NONO2HNO3NH3NH3、NH4+、

NO3—硝酸盐等第6页，课件共47页，创作于2023年2月氮循环过程NH4+-3HNO3+5NO3—+5N2NH3-3NO+2NO2+4第7页，课件共47页，创作于2023年2月一、氮在自然界中的循环1.氮在自然界中的存在形式氮元素{游离态:N2化合态:铵盐、硝酸盐(KNO3、NaNO3、蛋白质、核酸)2.自然界中氮的循环过程二、氮循环中的重要物质1.氮气(1)氮气的物理性质第8页，课件共47页，创作于2023年2月二、氮循环中的重要物质1、氮气(1)氮气的物理性质

纯净的氮气通常是无色无味无毒的气体.

密度比空气略小氮气在水中的溶解度很小,通常状况下,1体积水中只能溶解0.02体积的氮气.—即难溶于水第9页，课件共47页，创作于2023年2月一、氮在自然界中的循环1.氮在自然界中的存在形式2.自然界中氮的循环过程二、氮循环中的重要物质1.氮气(1)氮气的物理性质(2)氮气的化学性质第10页，课件共47页，创作于2023年2月根据氮元素的化合价，请从氧化还原反应的角度推测氮气可能具有什么性质？能和哪些物质反应，得到什么产物？

阅读教材74到75页的内容，验证你的推测并用化学方程式总结氮气的化学性质，然后指出反应中的氧化剂和还原剂

。

推测探究氮气的化学性质

验证请结合氮的用途和氮循环中含氮的各物质间的转化进行分析第11页，课件共47页，创作于2023年2月2、化学性质：

（1）还原性：

N2+O22NO

(有毒、无色、难溶于水)

放电

N2分子中两个氮原子共用三对电子,相互作用力强,在通常情况下,结构特别稳定,化学性质不活泼第12页，课件共47页，创作于2023年2月（2）氧化性：

N2＋3H22NH3

说明：

a该反应是工业上合成氨的反应原理，具有非常重要的现实意义。N2表现出氧化性。

b在N2跟H2反应生成氨的同时，NH3也在分解生成N2和H2。催化剂

高温高压

在同一条件下，同时向正反两个方向进行的反应称为可逆反应。

①同一条件

②在可逆反应的化学方程式中用“”代替“===”。

第13页，课件共47页，创作于2023年2月一、氮在自然界中的循环1.氮在自然界中的存在形式2.自然界中氮的循环过程二、氮循环中的重要物质1.氮气(1)氮气的物理性质(2)氮气的化学性质第14页，课件共47页，创作于2023年2月第15页，课件共47页，创作于2023年2月一、氮在自然界中的循环二、氮循环中的重要物质1.氮气(1)氮气的物理性质(2)氮气的化学性质A.氮气和氧气反应2.NO和NO2物理性质和化学性质第16页，课件共47页，创作于2023年2月NO与NO2的比较NONO2物理性质化学性质无色气体难溶于水，剧毒！红棕色有刺激性气味气体，易溶于水，剧毒！2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO0.005mol×30g/mol+0.045mol×46g/mol0.05mol==44.4g/molM1==（体积比）138依题意：3/2x+y/2==0.03mol

依题意：

y/2+z==0.03mol解得：

y==0.04mol0.004mol×46g/mol+0.01mol×92g/mol0.05mol==55.2g/molM2==转换机智在化学计算中的应用左香华（广东省深圳市宝安区教研室，

广东深圳518101）

转换机智是人们在解决问题的过程中，利用知识之间的相互联系，把题目中的已知条件或所求问题转换成自已熟悉的便于理解的，且又易作出判断的等价形式的思维过程。转换的特征是“等价”，转换的目的是便于解决原问题。一、利用极限思维的观点将三组份体系转化为两组份体系【例1】0.03mol铜完全溶于硝酸，产生氮的氧化物（NO、NO2、N2O4）混合气体共0.05mol。该混合气体的平均相对分子质量可能是（2002年上海市高考题）（A）30（B）46（C）50（D）66【解析】：设生成的气体产物中NO、NO2、N2O4的物质的量分别为x、y、z按极限思维的观点，将三组分体系转化为二组分体系。①若气体产物中只生成NO、NO2的混合物。则由3Cu～

2NOCu～

2NO23212

3/2xxy/2yx+y==0.05mol解得：

x==0.005moly==0.045mol

②若气体产物中只生成NO2、N2O4的混合物

则由

Cu～

2NO2Cu～

N2O4y/2yzzy+z===0.05mol

z==0.01mol

∴

M1＜M＜M2，即44.4＜M＜55.2。故答案为（B）（C）。评述：按平均值法的思想，似乎所求答案在30（最小的相对分子质量）和92（最大的相对分子质量）之间，但需注意到此处给定了铜和气体的物质的量，须进行半定量计算进行判断。这里的半定量计算中洋溢着一种转换的思想，同时也渗透了平均值法的思想，它是一种高层次的平均值法思想的体现。二、利用某些物质的特殊属性（如相对分子质量、组成、特殊性质等）将三组份体系转化为两组份体系【例2】由CO2、H2和CO组成的混合气体同温同压下与氮气的密度相同。该混合气体中CO2、H2和CO的体积比为（1999年上海市高考题）（A）29：8：13（B）22：1：14（C）13：8：29（D）26：16：57【解析】∵M（CO）===M（N2）==28（特殊值）∴CO可为任意体积。原问题转换为CO2和H2的体积比的求算，由十字交叉法可知：

CO244

2628H2216即V（CO2）：V（H2）===26：16===13：8观察备选答案可知，答案为（C）（D）。评述：抓住某些物质的特殊性质将原问题适当转换，从而使原问题得以简化。这种转换是从一突破口开始进行，因而找准解题的突破口或题眼至关重要。三、利用特殊的化学式，将有关物质的化学式进行转换，从而突破难点【例3】由环已烷、乙醇、乙醚组成的混合物，经测定其中碳的质量分数为72.0%，则氧的质量分数为（A）14.2%(B)16.0%(C)17.8%(D)19.4%【解析】将环已烷、乙醇、乙醚的化学式C6H12、C2H6O、C4H10O适当变形，即C6H12、C2H4·H2O、C4H8·H2O，混合物的组成可以认为是CnH2n·xH2O，显然，由CnH2n知，混合物中部分氢的质量分数为72%×1/6==12%，故水的含量为100%—72%—12%==16%，又由水的组成知，氧的含量为16%×16/18==14.2%，故答(A).评述：将有关物质的化学式进行变形处理，这就是一种转换。这种转换仍然是一种等价转换。通过转换，使原问题化隐为现、化难为易，因此，灵活的转换机智是思维创新的基础和前提。四、利用某些特殊的化学反应将多组份体系转化为三组份体系【例4】120℃、101.3KPa的条件下，有2LH2O（气）、2LCO、1LCO2、0.5LO2和1LH2

组成的混合气体。将混合气体通过分别盛有足量铜粉、炭粉和氧化铜粉的三个灼热的反应管。假设气体通过每个反应管都能充分反应，且不论三个反应管以何种顺序排列。问：（1）尾气是否可能是单一气体？

（填“可能”或“不可能”），若可能，该气体是

。（2）原气体中是否有几种（或一种）不可能再存在于尾气之中？

（填“有”或“没有”）。（3）原气体中是否有几种（或一种）肯定存在于尾气之中

？

（填“有”或“没有”）。

若有，它们（或它）是

。【解析】：3个灼热反应管中Cu和C是还原剂，CuO是氧化剂。而Cu只能还原O2

，不能还原H2O（气）、CO2；C却可以还原H2O（气）、CO2、O2；CuO可以氧化H2、CO。由题给数据知无论铜管在先还是在后，均有以下反应发生，即：

2Cu+O2====2CuO①

2H2+2CuO===2Cu+2H2O（气）

②

①＋②得：2H2

＋O2===2H2O（气）

③1L0.5L1LH2

和O2恰好反应转化为1LH2O（气）,Cu可视作催化剂，因此，通过铜管后，5组分体系转化为三组分体系，三个灼热管可视作只剩下C和CuO两个灼热管。故本题只需考虑C和CuO管的先后问题。即：

C

CO2、H2OCO、H23LH2O（气）2LCO1LCO2CCuOCuOCCO2、H2OCO、H2

故答案为：（1）不可能；（2）有；（3）没有。评述：氢气和氧气的反应可以认为是铜作催化剂的反应，由此将5组份体系转化为三组分体系。这种转换符合化学反应原理，是一种等价转换。真是三管变两管，就简又删繁。第17页，课件共47页，创作于2023年2月一、氮在自然界中的循环二、氮循环中的重要物质1.氮气(1)氮气的物理性质(2)氮气的化学性质A.氮气和氧气反应2.NO和NO22NO+O2==2NO2

3NO2+H2O

=2HNO3+NO化学性质第18页，课件共47页，创作于2023年2月NO和NO2的循环

2NO+O2==2NO2

3NO2+H2O

=2HNO3+NO+4+5+2工业上用该原理制取硝酸指出该反应的氧化剂和还原剂第19页，课件共47页，创作于2023年2月联想·质疑1.闪电时空气中会发生哪些化学反应？2.这些反应和生成的物质对人类的生产生活有什么影响？第20页，课件共47页，创作于2023年2月★在电闪雷鸣时，氮气和有关氮的化合物发生了以下反应：

N2+O2====2NO放电2NO+O2==2NO23NO2+H2O==2HNO3+NO变成浓度很低的硝酸，这种含硝酸的雨水落到地面，很快与土壤中的矿物质作用变成硝酸盐，成为农作物生长发育所需要的优质化肥。第21页，课件共47页，创作于2023年2月雷雨发庄稼第22页，课件共47页，创作于2023年2月一、氮在自然界中的循环二、氮循环中的重要物质1.氮气(1)氮气的物理性质(2)氮气的化学性质A.氮气和氧气反应2.NO和NO2物理性质和化学性质B.氮气和氢气合成氨第23页，课件共47页，创作于2023年2月(2)氮气和氢气的反应在反应中氧化剂为

，还原剂为

；体现了氮气具有

性N2H2氧化00-3+1第24页，课件共47页，创作于2023年2月可逆反应:相同条件下,能同时向正反两个方向进行的反应N2＋3H2高温、高压催化剂2NH3可逆反应的特点:可逆反应的表示方法：相同条件、同时向两个方向进行第25页，课件共47页，创作于2023年2月一、氮在自然界中的循环二、氮循环中的重要物质1.氮气(1)氮气的物理性质(2)氮气的化学性质A.氮气和氧气反应2.NO和NO2物理性质和化学性质B.氮气和氢气合成氨第26页，课件共47页，创作于2023年2月

N2＋O22NO放电N2＋3H2高温、高压催化剂2NH3使空气中游离态的氮转化为含氮的化合物的方法叫做氮的固定，简称固氮第27页，课件共47页，创作于2023年2月想一想：一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮是氮的固定吗？游离态化合态氮的固定2NO+O2==2NO2

不是氮的固定第28页，课件共47页，创作于2023年2月人工固氮：合成氨、仿生固氮生物固氮：90%如豆科植物高能固氮：10%如闪电自然固氮氮的固定三、氮的固定第29页，课件共47页，创作于2023年2月在放电的条件下与氧气结合生成氮氧化物并随降雨进入水体及土壤中。

N2+O2放电NONO2硝酸盐高能固氮第30页，课件共47页，创作于2023年2月人工固氮：合成氨、仿生固氮生物固氮：90%如豆科植物高能固氮：10%如闪电自然固氮氮的固定第31页，课件共47页，创作于2023年2月

生物固氮豆科植物根瘤菌把氮气转化变为硝酸盐等含氮化合物N2豆科植物的根瘤菌含氮的化合物（硝酸盐）第32页，课件共47页，创作于2023年2月人工固氮：合成氨、仿生固氮生物固氮：90%如豆科植物高能固氮：10%如闪电自然固氮氮的固定第33页，课件共47页，创作于2023年2月

人工固氮(工业固氮)N2NH3化学活动各种氮肥仿生固氮:某些金属有机化合物可以起到根瘤菌的作用,这些金属有机化合物做催化剂实现了常温常压固氮第34页，课件共47页，创作于2023年2月人工固氮：合成氨、仿生固氮生物固氮：90%如豆科植物高能固氮：10%如闪电自然固氮氮的固定第35页，课件共47页，创作于2023年2月课堂练习下列几种固氮方式中属于人工固氮的有（）A.

闪电时空气中的氮气转化为一氧化氮B.豆科作物根瘤菌将氮气转化为化合态氮C.NO与O2反应制备NO2D.由N2与3H2在一定条件下反应合成NH3D第36页，课件共47页，创作于2023年2月1.氮气的性质课堂小结氮气的结构稳定,通常情况下不活泼,不参与化学反应N2+O2====2NO放电自然固氮人工固氮第37页，课件共47页，创作于2023年2月N2+O2====2NO放电2NO+O2==2NO23NO2+H2O==2HNO3+NO自然固氮2.NO和NO2的性质(1)物理性质NO无色气体难溶于水剧毒!NO2

红棕色气体刺激性气味易溶于水剧毒!(2)化学性质第38页，课件共47页，创作于2023年2月想一想?

在新疆和青海的交界处，有一处山谷，每当牧民和牲畜进入后，风和日丽的晴天顷刻电闪雷鸣，人、畜遭雷击而毙命，奇怪的是这里牧草茂盛、四季常青，被当地人称为魔鬼谷。最近地质工作者揭开了谜底—该地质表层处有一巨大磁铁矿，当人畜进入后形成尖端放电。请同学们用简单的化学方程式来解释牧草茂盛的原因.第39页，课件共47页，创作于2023年2月2NO+O2==2NO23NO2+H2O==2HNO3+NO进一步形成了硝酸盐N2+O2==2NO放电电闪雷鸣--->>牧草茂盛,四季常青第40页，课件共47页，创作于2023年2月思考·讨论1、现有一试管二氧化氮，将其倒置于盛满水的水槽中，足够长的时间后，有什么现象？试管中气体的颜色褪去,液面上升，剩余气体大约占试管总体积的1/3。

3NO2+H2O

=2HNO3+NO2、若使试管中液面上升，可采取什么措施？通入氧气2NO+O2==2NO2第41页，课件共47页，创作于2023年2月3、在持续通入氧气的情况下能否使倒扣在水槽中的一试管的二氧化氮液面不断上升,直至试管完全被液体充满?思考·讨论分析:

3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO2NO+O2＝

2NO2

在这个过程中要通入多少O2，NO2才能完全转变成HNO3呢？

第42页，课件共47页，创作于2023年2月

3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO2NO+O2＝

2NO24NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3

NO2与O2以4︰1的体积比混合，与足