氮的循环学案

第三章第二节氮的循环学案

知识目标

(I)了解自然界中的氮循环及人类活动对氮循环的影响；

(2)通过了解生物固氮和人工固氮形式，认识N?、NO、NO?的性质；

(3)通过观察思考活动，认识NH3,镂盐的性质及镂态氮肥的使用问题;

(4)通过观察思考活动，认识HNOs的性质。

(酸雨、光化学烟雾、富营养化)

知识梳理

一、氮在自然界中的循环

1、氮的存在形态

氮是地球上含量丰富的一种元素，以的形式存在于大气中，以的形式存在

于动植物体、土壤和水体中。

2、氮在自然界中的循环

(1)在自然界中豆科植物根部的，把空气中的氮气转变为等含氮的化合物。

在放电条件下，空气中少量的和化合生成NO,NO和Ch迅速生成

并随水进入土壤和水体。

(2)人们通过化学方法把空气中氮气转化为,再根据需要进一步转化成各种

练习1,以下说法不正确的选项是()

A.豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮是化学变化

B.汽车尾气中排放的氮氧化合物是由游离态氮转化来的

C.化石燃料燃烧通常不释放出氮氧化合物

D.植物秸秆燃烧时放出氮氧化合物，参与了氮的循环

二、氮循环中的重要物质及其变化

1、氮气

①与氧气反响：通常状况下氮气和氧气，但在放电条件下，却可以直接化合生成

色，

溶于水的。此反响的化学方程式为：O

②与氢气反响：此反响的化学方程式为：。

③与金属镁反响：此反响的化学方程式为：0

练习2、据报道，科学家已成功合成了少量N4,有关N4的说法正确的选项是

A.N4是N2的同素异形体B.相同质量的N4和N?所含分子个数比为1:2

C.相同质量的N4和N2所含原子个数比为1:2D.N4的摩尔质量是56g

2、一氧化氮和二氧化氮

一氧化氮：是一种_____色_______味的气体，溶于水，毒。在常温下与空气中氧

气化合，生成二氧化氮，化学方程式为：。

二氧化氮：是一种_____色_______味的气体，溶于水，毒。二氧化氮溶于水时;

与水反响，生成硝酸和一氧化氮。该化学方程式为：

二氧化氮有较强的氧化性，可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。

练习3、Murad等三位教授最早提出NO分子在人体内有独特功能，近年来此领域研究有很大开

展，因此这三位教授荣获了1998年诺贝尔医学及生理学奖。以下关于NO的表达不正确的选项

是

A.NO可以是某些含低价N物质氧化产物B.NO不是亚硝酸酎

C.NO可以是某些含高价N物质的复原产物D.NO是棕色气体

3、氮的固定

⑴概念：的方法叫氮的固定。

⑵分类：可以分为、。

练习3、以下反响起了氮的固定作用的是

A.N2与H2在一定条件下反响生成NH3B.NO与。2反响生成NO?

C.NH3经催化氧化生成NOD.由NH3制碳镂和硫钱

4、氨与铉态氮肥

⑴氨

①物理性质

氨是________色____________气味的体。

喷泉试验

实验现象：形成喷泉，且烧瓶内液体呈红色。

实验原理：使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧杯中的液体压入烧瓶内，

在尖嘴导管处形成喷泉。

(1)压强差的形成：气体极易溶于水或某种溶液的性质，也可以是气体与液体快速反响，导致

瓶内压强小于外界的压强。

(2)喷泉实验的用途：形象地证明某些气体极易溶于水(或特定溶液)或气体与液体能够快速

反响。

实验结论：氨气溶于水，且与水反响生成了使溶液显_____性的物质。

实验成功的关键：a瓶内外压强要足够大，b盛放气体的烧瓶必须枯燥，否那么瓶中有液体，会

使气体在实验前已有大量溶解，造成压强差不大，形成的喷泉不明显。C气体要充满烧瓶d烧

瓶不能漏气

实验结束时，水不能充满整个烧瓶的原因可能是：

(1)实验方法得当时：实验所用气体与水反响后产生另i种不溶于水的气体产物，占据烧瓶内

的一定体积，使水不能充满烧瓶。如：N02与水反响。

(2)因操作不当而引起的：装置漏气、烧瓶不太枯燥、气体溶解度不大

练习4、同温同压下，两个等体积的枯燥圆底烧瓶中分别充满①NH3,②NO2,进行喷泉实验，

经充分反响后，瓶内溶液的物质的量浓度为

A.①〉②R.①(②C.①二②D.不能确定

②化学性质

a.与水的的反响

氨溶于水，在常温常压下，1体积水中约溶解体积氨。氨的水溶液叫氨溶

于水时，大局部NH3和H2O通过氢键结合，形成一水合氨(NH3-H20),NH3-H2。可以局部

电离成和,所以氨水显_______性。氨溶于水的过程中存在着以下可逆反

响：NH3+H2O―NH3•H2O—NH，+0H-0NH3-H2O不稳定，受热时分解为

和O

思考：氨水中存在哪些分子和离子？

b.氨与氯化氢的反响

氨气和氯化氢气体可生成氯亿铁，该化学方程式为o反

响现象为：_______________________________________________

用途：可以用来鉴定氨气的存在

c.氨与氧气的反响

化学方程式为工业上制硝酸的根底。

③氨的实验室制法

在实验室，常用加热和的混合物的方法来制取氨气，例如把固体氯化镂和

氢氧化钙的混合物加热可制得氨气。

该化学方程式为______________________________________________________

用湿润的试纸放在收集气体的试管口可以看到，加热一会儿后，试纸

变,这说明氨气已经充满试管。应立即停止加热，并将多余的氨气吸收掉，(可在导

管口放一团用或浸湿的棉花球)，防止。假设要制取枯

燥的氨气，可使产生的氨通过枯燥剂。在实验室，通常是将制得的氨气通过________以除去水

蒸气。

由于氨水受热分解也可产生氮气，在实验室有时也用加热浓氨水的方法得到氨气。

△

NH3-H20Nht+H2O

另外，把浓氨水滴入固体氢氧化钠中，也可以制得氨气。

⑵馁盐

①筱盐受热分解

有些镀盐受热可分解产生氨气，NH4cl受热会分解，生成氨,气和氯化氢，冷却时，室气和氯化

氢又重新结合，生成NHK1。用化学方程式表示上述过程。

碳酸氢钱在30℃以上，即可分解，反响方程式为：,在储

存碳酸氢镂时，应___________包装并放在处，施肥时，应将其埋在土下以保持肥效。

②铉盐与碱反响

氨气的实验室制法就是钱盐与碱反响的例子。其他氨盐都可以与碱反响产生N%。（氨态氮肥不

能与碱性的草木灰混合使用）

写出硫酸镂与氢氧化钠反响方程式__________________________________________________

钺根离子的检验：

步骤：在含有NH4+的溶液中参加并加热，用湿润的________色石蕊试纸检验，假设试

纸变成_______色，那么证明原溶液中含有NH4+。

6、硝酸及其应用

⑴物理性质

纯洁的硝酸是—色、―挥发、―刺激性气味的o浓硝酸见光或受热分解成红棕色的

二氧化氮气体。为了防止硝酸见光分解，一般将它保存在试剂瓶中，放置在处。

⑵化学性质

①强酸性：具有酸的通性

稀硝酸遇石蕊试液变色；浓硝酸遇紫色石蕊试液先变（H+作用），

随后（氧化作用）。

②不稳定性：浓硝酸见光或受热分解，该化学方程式为o

硝酸越浓，越__________分解。浓硝酸久置呈黄色，是由于。

③强氧化性

a与金属的反响

Cu与浓HNO3：。

反响现象为：O

Cu与稀HNO3：o

反响现象为：O

浓硝酸与浓盐酸的混合物（体积比）叫王水，能使一些不溶于硝酸的金属如、

等溶解。常温下浓HN03使、钝化

练习5、用铜锌合金制成的假金元宝欺骗行人的事件屡有发生。以下不易区别其真假的方法的

是

A.测定密度B.放入稍酸中C.放入盐酸中D.观察外观

练习6,以下块状金属在常温时能全部溶于足量浓硝酸的是

（）

A.AgB.CuC.AlD.Fe

b与非金属的反响

浓硝酸在加热条件下，能与碳、硫、磷等非金属单质发生氧化复原反响

C与浓HNO3的化学方程式：.

练习7、用以下三种途径来制取相等质量的硝酸铜：（1）铜跟浓硝酸反响；（2）铜跟稀硝酸反响；

（3）铜先跟氧气反响生成氧化铜，氧化铜再跟硝酸反响。以下表达中正确的选项是

A.三种途径所消耗的铜的物质的量相等B.三种途径所消耗的硝酸的物质的量相

等

C.所消耗的铜的物质的量是：途径（3）＞途径（1）＞途径（2）

D.所消耗的硝酸的物质的量是：途径（1）＞途径（2）＞途径（3）

三、人类活动对自然界氮循环和环境的影响

⑴光化学烟雾

⑵水体的富营养化

⑶酸雨：氮氧化物与空气中的水反响生成的硝酸和亚硝酸，也能形成酸雨。

氮及其化合物关系图

02（催化△）CU等（稀酸）

水Ag

N2NON0<-----H---N05~>AgN€)3

(^T①光或2△

②Cu等

Cu

aN\△

NHaNO?HO

NH4HCO3

(氮肥)，\

Mg3N2、

NH3-H20JCU(NO3)2

NaNO3

氧化性因多复原反响被复原I”与I复原产物

氧化剂

化合价降低得电子

物质性质反响表象过程实质产物

化合价升高失电子

\/

具有本身「3

复原剂复原性氧化反响被氧化氧化产物

氮的循环练习题

1、将体积为VmL的试管充满NO气体，按右图进行实验.当通人相同条件下O?49niL时、液

面仍在原来位置，那么试管体积V为r

A.49mLB.28mLC.30mLD.24.5niL——

2、以下除去杂质的操作方法正确的选项是()显型

A.NO中有少量的NO?：用水洗涤后再枯燥

B.食盐中有少量的NH4。：加过量的烧碱溶液后加热蒸干

C.N2中有少量的。2：通过灼热的铜网

D.硝酸中溶有少量NO%可向硝酸中参加少量水，使NO?与水反响生成硝酸

3、我国“神州5号”宇宙飞船的运载火箭的推进剂引燃后发生剧烈反响，产生大量高温气体从

火箭尾部喷出。引燃后的高温气体成分由CCh、H2O.NZ、NO等，这些气体均为无色，但在卫

星发射现场看到火箭喷射出大量红烟，产生红烟的原因是

()

A.高温下N2遇空气生成NO?B.NO遇空气生成NO2

C.CO2与NO反响生成NO2D.NO与HzO反响生成NO?

4、把3体积NOz气体依次通过①NaHC03溶液(饱和)；②浓H2so4；③Na?。?后(假设每一步

的作用都是充分的)，再用排水法收集残留气体，那么收集到的气体是：()

A.1体积NOB.1体枳NO?和0.5体积02

C.。25体积6D.1/3体积的NO

5、实验室枯燥氨可选用的枯燥剂是：()

A.无水氯化钙B.P2O5固体C.浓硫酸D.NaOH固体

6、以下物质属于混合物的是：

A.四氧化三铁B.小苏打C.王水D.液氨

7、以下气体不能用排空气法收集的是

A.CH4B.NH3C.NO2D.NO

8、以下关于硝酸的表达中不E确的选项是()

A.硝酸是三大强酸之一B.稀硝酸能与活泼金属反响产生氢气

C.浓硝酸可用铝槽车装运D.浓、稀硝酸都是强氧化剂

9、硝酸应避光保存是因为它具有()

A.强氧化性B.强酸性C.挥发性D.不稳定性

10、木炭屑与浓HN03共热，产生的气体等分为①和②两份，将第一份气体先导入适量蒸锚水

中再导入石灰水中，将第二份气体直接导入石灰水中，那么石灰水的变化可能是

A.①不变浑浊②变乳白色B.①变乳白色②不变浑浊

C.①变乳白色②变乳白色D.①不变浑浊②变浅黄色

11、以下对硝酸的认识，不正确的选项是

A.浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性B.铜与硝酸的反响属于置换反响

C.金属与硝酸反响不产生氢气D.可用铁或铝制品盛装浓硝酸

12、从经济效益和环境保护考虑，大量制取硝酸铜最宜采用的方法是

A.Cu+HNO3(浓)fCU(NO3)2B.CU+HNO3(稀)-CU(NO3)2

C.Cu-CuO-CU(NO3)2D.CU+AgNO3-Cu(NO5)2

13、制取相同质量的Cu(NO3)2时，消耗硝酸质量最多的是

A.铜与浓硝酸反响R.铜与稀硝酸反响

C.CuO与稀硝酸反响D.Cu(OH)2与稀硝酸反响

14、在冷的浓硝酸中，以下金属最难溶解的是：

A.AgB.AlC.MgD.Cu

△

15、Cu(NO3)2受热分解的化学方程式为:2CU(NO3)3^=2CUO+4NO2t+O2t,某人将少量

CU(NO3)2固体放入试管中加热，把带火星的木条放入试管中，木条复燃。以下说法正确的选项

是

A.二氧化氮具有助燃性B.二氧化氮具有复原性

C.二氧化氮不发生反响D.只有氧气才能助燃

16、在以下图装置中，烧瓶中充满枯燥气体a,将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶,

然后翻开弹簧夹f,烧杯中的液体b呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶。那么a和b分别是

a(干燥锦)b(»

(A)NOz水

(B)CQz4摩/升NaOH溶液

(0恂和NaCl椭液

ci2

(D)NH31摩/升盐酸

17、在ILlmol/L的氨水中

A.含有ImolN%B.含NH3和NH4+之和为Imol

C.含NH3-H2cHmolD.含NH3、NH4\NHB-HZO共Imol

18、以下反响中，硝酸既表现氧化性乂表现酸性的是

A.FcO+HNO3B.C+HNO3C.Cu+HNO3D.CuO+HNO3

19、将20ml二氧化氮和氨的混合气体，在一定条件下充分反响，化学方程式是

6NO2+8NH3=7N2+12H2O.参加反响的二氧化氮比氨少2m1(气体体积均在相同状况下测定)，那

么原混合气体中二氧化氮和氨的物质的量之比是()

A.3：2B.2：3C.3：7D.3：4

20、将aLNFh通过灼热的装有铁触媒的硬质玻璃管后，气体体积变为bL(气体体积均在同温同

压下测定).该bL气体中NH3的体积分数是

()

2a-bb-a2a-bb-a

A.------B.-----C.------D.-----

abba

21、将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反响，以下表达正确的选项是

A.反响速率：两者相同B.消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少

C.反响生成气体的颜色：前者浅，后者深D.反响中转移的电子总数：前者多，后者少

22、同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体，它们是①NO和

NO?，②NCh和02,③N%和N2。现将3支试管均倒置于水槽中，充分反响后，试管中剩余气

体的体积分别为Vi、V?、V3；那么以下关系正确的选项是

A.Vi>V2>V3B.V|>V3>V2C.V2>V3>V|D.V3>V|>V2

23、在容积为IL的枯燥烧瓶中，用向下排空气法充入NM后，测得烧瓶中的气体对氢气的相

对密度为9.7。假设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应为

I3、41

A.—LD.—LC.—LD.—L

2455

24、标准状况下，将NO2和02按4：1体积比充满一烧瓶，烧瓶倒置于水中待液面稳定(假设

溶质不向外扩散)，那么烧瓶内溶液的物质的量浓度(单位：mol/L)为

A-------B•-x------C•—x------D•一

22.4722.4522.45

25、CO?和NO共30mL,通过足量的NazCh固体并充分反响后，气体体积缩小到20mL,原混

合气体中NO的体积为

A.10mLB.15mLC.20mLD.25mL

26、38.4mg铜跟适量的浓硝酸反响，铜全部作用后，共收集至I」22.4mL(标准状况〕气体。反响

消耗HNO3的物质的量可能是

A.0.(X)lmoLB.0.0016moLC、().0()22moLD.0.0024moL

27.某单质跟浓硝酸反响时，每0.5mol单质反响就消耗2moi硝酸，那么单质氧化后可能的化

合价是

()

A.+1价B.+2价C.+3价D.+4价

28.镁跟稀硝酸反响时，每有ImolHNO3反响，就有08moi电子转移，此时硝酸的复原产物

可能是()

A.NO2B.NOC.N2OD.NH4NO3

29、某金属单质跟一定浓度的硝酸反响，假定只产生单一的复原产物，当参加反响的单质与被

复原硝酸的物质的量之比为2：1时，复原产物是

()

A.NO2B.NOC.N2OD.N2

30、在标准状况下，将02与NO按3:4体积比充满烧瓶，将烧瓶倒置于水中，最后烧瓶内溶液

的物质的量浓度约为(单位：moLL!()

A.0.045B.0.036C.0.026D.0.018

31、14g铜、银合金与足量的某浓度的硝酸反响，将放出的气体与1.12L(标准状况下)氧气混

合，通入水中恰好全部被吸收，那么合金中铜的质量为(Cu:64;Ag:108)

()

A.9.6gB.6.4gC.3.2gD.i.6g

32、在铁与铜的混合物中，参加一定量的稀硝酸，充分反响后剩余金属mg再向其中参加一定

量的稀硫酸，充分振荡后，剩余金属m2g,,那么mi与m?之间的关系是

()

A、mi一定大于m2B、n可能等于m2C、mi一定等于m2D、可能大于3

33、某100mL混合酸中,HNO3物质的量浓度为0.4mol/L,H2sO4物质的量浓度为0.2mol/L。

向其中参加2.56克Cu粉，待充分反响后，溶液中Ci『+物质的量浓度为

A.0.15mol/LB.0.3mol/LC.0.225mol/LD.无法计算

34、将NO2、NH3、O2的混合气体33.6L,通过稀硫酸后，溶液质量增加26.4g,气体体积缩小

为11.76L(体积均在标准状况下测定)，剩余气体能使带火星的木条复燃，那么原混合气体的平

均相对分子质量是

A.28.1B.27.7C.28.8D.29.9

35、1.92g铜投入一定量浓HNO3中，铜完全溶解，生成气体颜色越来越浅，共收集到672mL

气体(标况).将盛有此气体的容器倒扣在水中.通入标况下一定体积的恰好使气体完全

溶于水中，那么通入。2的体积是

A.504mLB.168mLC.336mLD.224mL

36、ag金属铜与含bg硝酸的溶液恰好完全反响。假设a：b=8：21,那么反响中起酸性作用的

硝酸为

63

A.-agD.4向

3264

37、把盛有48mlNO和NO2泥合气体的容器倒置于水中(保持同温同压)，液面稳定后，容器内

气体的体积变为24mL,那么:

(1)原混合气中，NO是一12mL,NO)是36mL

(2)假设在剩余的24mL中：通入6mL02,液面稳定后，容器内气体体积为16mL

(3)假设在剩余的24mL中：通入24mLe)2，液面稳定后，容器内气体体积为6mL

(4)假设在剩余的24mL中：通入设或22mLO,充分反响后剩余4mL无色气体。

(5)假设在原48mLNO和NO?中，通入设mLO,再倒置于水中,气体会全部被吸收。

38、用“氧化性”、“复原性”、“不稳定性”、“挥发性”填空：

。浓硝酸要避光保存在阴凉处，是因为浓硝酸具有不稳定性一

②浓硝酸可使铁、铝产生钝化现象，是因为浓硝酸具有氧化性一

⑤翻开浓硝酸的瓶盖，可见到白雾，是因为浓硝酸具有理处1

39、制取氨气并完成喷泉实验。

(I)写出实验室制取氨气的化学方程式：

2NHQ+Ca(OH)2&2NH3f+CaC12+2H2。_。

(2)收集氨气应扇一向下排空气一法,要得到枯燥的氨气

可选用碱石灰做枯燥剂。

13)用图(I)装普进行喷泉实验，上部烧瓶已装满枯燥氨气，引