第三章第2节 氮的循环
高中化学第3章自然界中的元素第2节氮的循环第1课时自然界中氮的循环氮气、一氧化氮、二氧化氮
A．高温下N2遇空气生成NO2 B．NO遇空气生成NO2 C．CO2与NO反应生成CO与NO2 D．NO和H2O反应生成H2和NO2
12/11/2021
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[解析] NO是一种无色无味的气体，但是这种气体化学性质非常 活泼，在空气中很容易被氧化为红棕色的NO2气体，因而看到火 箭喷出的大量红色气体是生成的NO被氧化成NO2的缘故。 [答案(dáàn)] B [名师指津] (1)NO2与H2O反应尽管生成HNO3，但不属于酸性氧化 物。
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互动讲练]
下列说法中错误的是( )A A．N2的化学性质不活泼，是因为氮元素不活泼 B．利用N2的不活泼性，工业上常用N2代替稀有气体来做焊接金属 的保护气
C．N2可跟H2、O2直接(zhíjiē)化合 D．水体中含氮化合物过多会引起水污染 [解析] N2的活泼性与氮元素的活泼性是两个不同的概念，N2的活泼性 取决于氮分子的结构，两者之间没有因果关系。
2．红棕色固体：Fe2O3；红棕色液体：Br2；红棕色气体：NO2。 3．常温下，NO与O2不能共存：2NO＋O2===2NO2。 4．NO2用向上排空气法收集，NO用排水法收集。
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内容(nèiróng)总结
第2节 氮的循环。2．空气中含量最多的气体是______,其化学性质______。试写出氮元素＋2价和 ＋4价对应(duìyìng)氧化物化学式：___、_____。根据在通常状况下氮气的化学性质很不活泼，可用做保
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[名师指津] (1)氮气既有氧化性，又有还原性。 (2)N2 与 O2 在放电条件下生成 NO 而不是 NO2。 (3)N2 一般不支持燃烧，但可以支持镁的燃烧，生成 Mg3N2 固体，体现了 N2 的氧化性：N2＋3Mg==点=燃==Mg3N2。
化学必修一第三章第二节氮的循环(3课时全)
+5
⑵硝酸与许多的非金属能反应 C+4HNO3（浓）== 2H2O+4NO2 ↑ +CO2 ↑
2、硝酸的化学性质
1） 具有酸的通性
2 ）不稳定性
3）具有强氧化性
go
1） 具有酸的通性
• 使紫色的石蕊试液变红 • 与某些金属氧化物起反应 2HNO3+CuO=Cu(NO3)2+H2O • 与某些盐起反应 2HNO3 +CaCO3=Ca(NO3)2 +CO2↑+ H2O • 与碱起反应 HNO3+NaOH=NaNO3+H2O
△
棉花的作用：防止空气对流，吸收尾气
3.收集：只能用向下排空气法
4.干燥： 常用碱石灰作干燥剂，不能用浓H2SO4、 P2O5、CaCl2 作NH3的干燥剂，无水CaCl2不 能用来干燥NH3(形成CaCl2.8NH3) 5.检验： A.湿润的红色石蕊试纸变蓝(中学阶段唯一 的一种碱性气体）
B.蘸有浓HCl的玻璃棒接近试管口产生白烟
【学以致用】
用铜制成的假黄金骗人事件屡有发生。下列可以区别其 真伪的方法是: A．放入硝酸中 B．放入盐酸中 C．观察外观
三、人类活动对自然界氮 循环和环境的影响
NO2
NO
光化学烟雾
广 州
洛杉矶光化学烟雾
伦敦光化学烟雾
酸 雨
（主要成分HNO3和HNO2）
第三章第二节 氮的循环
3、强氧化性：
1）与金属反应
浓硝酸
高价金属 + NO2
反应规律： 金属
稀硝酸
高价金属 + NO
分析Cu、Fe分别与浓、稀硝酸反应 Cu+4HNO3(浓) = Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO +4H2O
2 3
以此反应制NO2和NO气体。
D.硝酸与变价金属（如Fe）反应，根据硝酸的量的多少分别得
到低价、高价或两种价态共存的混合物。
2）浓硝酸与非金属的反应（C、S等）
C P S I2
CO2
+ HNO3（浓）
H3PO4
H2SO4
HIO3
+ NO2
C + 4HNO3（浓）= CO2↑+ 4NO2↑+ 2H2O
答案：(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)×
(6)√
-3 NH3 （铵盐）
0 N2
+2 NO
+4 NO2
+5 HNO3 （硝酸盐）
1、NH3的物理性质
无色、有刺激性气味的气体
密度小于空气
极易溶于水（常温常压，1︰700）
易液化
-3 NH3 （铵盐）
0 N2
+2 NO
+4 NO2
（1）见光或受热分解
4HNO3
光 热
2H2O + 4NO2↑+ O2↑
(硝酸的浓度越大，越容易分解)
必修1第3章第2节氮的循环
第二节氮的循环【学案设计】第一课时【课前预习区】1、自然界中有很多种循环方式，请你通过查阅相关资料画出氮的一个循环的主要环节2、整理出氮循环中含氮物质的离子符号及化合价。
3、根据研究物质性质的方法和程序及氮气的化合价并联系生活实际，预测N2性质如何？4、通过预习写出反应的化学方程式。
判断N是做了氧化剂还是还原剂？25、什么是氮的固定？有哪两种形式？6、据你所知，氮气有哪些用途？【课堂互动区】一、自然界中的氮的循环[交流归纳]课前预习区的相关知识。
得出氮循环中的重要物质：氮气、一氧化氮、二氧化氮、硝酸及雷雨发庄稼的化学方程式二、氮循环中的重要物质1、氮气：【问题组1】1、根据你的知识积累，氮气应该有哪些物理性质？2、根据物质的分类和氮气中氮元素的化合价，氮气应该具有哪些化学性质？3、什么叫氮的固定？氮气有哪些重要用途？〔归纳总结1〕2、一氧化氮和二氧化氮实验：展示一瓶一氧化氮，打开集气瓶，观察现象。
后加水，振荡，再观察现象。
NO 的检验方法：三、人类活动对氮循环和环境的影响 1、如何减少人类活动对氮循环和环境的影响2、根据一氧化氮和二氧化氮中氮的化合价分析思考如何处理一氧化氮和二氧化氮尾气？[课后练习]：1．下列反应起了氮的固定作用的是A 、N2和H2在一定条件下反应生成NH3 C 、NH3经催化氧化生成NOB 、NO 和O2反应生成NO2 D 、由NH3制碳铵和硫铵 2．据报道，科学家已成功合成了少量N4，有关N4的说法正确的是A ．N4是N2的同素异形体B ．N4是N2的同分异构体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 3、下列大气污染物中，能与人体血红蛋白结合而引起中毒的气体是A 、SO2B 、CO2C 、NOD 、CO4、上世纪80年代后期人们逐渐认识到，NO 在人体内起着多方面的重要生理作用。
下列关于NO 的说法不正确的是A 、NO 分子中有极性共价键B 、NO 是造成化学烟雾的因素之一C 、NO 是汽车尾气的有害成分之一D 、NO 分子所含电子总数为偶数 5、a 、b 、c 、d 、e 五种物质均含有一种相同的元素，在一 定条件下可发生下图所示转化，其中a 是单质；b 在通常 状况下是气体；c 、d 都是氧化物；e 是该元素的最高价氧化 物对应水化物，且是一种强电解质；则a 可能是A ．Cl2B ．N2C ．NaD ．C6、用仪器A 、B 和胶管组成装置收集NO 气体（① 仪器A 已经气密性检查；② 除水外不能选用其他试剂）。
鲁科版必修1第三章：第2节 氮的循环课件第一课时
3. 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。请同学们解 释牧草茂盛的原因，并用简单的化学方程式来表 示。
阅读课本74、75页了解氮的固定方法
（3)氮的固定：使空气中游离态的氮转化为含氮 的化合物。简称固氮（阅读课本74、75） 高能固氮 N2+O2==2NO 自然固氮
2NO+O2==2NO2 3NO2+H2O==2HNO3+NO
放电
氮的 固定
人工固氮
生物固氮 工业固氮 N2+3H2 仿生固氮
高温高压 催化剂
2NH3
2、一氧化氮和二氧化氮
氮的氧化物很多：如NO、 N2O、 NO2、 N2O3 、N2O4 、N2O5等 (1）一氧化氮
无色、难溶于水的气体；在常温下能与氧气 反应生成二氧化氮气体。
缺点：NO结合血红蛋白的能力比一氧化碳还强， 更容易造成人体缺氧。 优点：一氧化氮分子作为一种传递神经信息的“信使分子” 在使血管扩张、免疫、增强记忆力等方面有着极 其重要的作用。
应生成硝酸与一氧化氮。硝酸于土壤里的矿物作 用形成硝酸盐。(俗语“雷雨发庄稼”)
（2）与氢气的反应
氮气与氢气在高温、高压和有催化剂 存在的条件下反应生成氨气
N2＋3H2
高温、高压
催化剂
2NH3
（了解）可逆反应：在相同条件下能 同时向正反两个方向进行的反应。 在可逆反应的化学方程式中用 “ ”代替“==”
N2+O2==2NO
放电
2NO+O2==2NO2
化学鲁科必修1 第3章第2节氮的循环第1课时 教案 Word含解析
第2节氮的循环本节分析知识脉络氮及其化合物是元素化合物知识的重要组成部分。
本节教材通过闪电这一自然现象，激发学生思考自然界中的含氮物质，通过自然界中的氮循环，引出氮循环中的重要物质——氮气、NO、NO2、氨、铵盐、硝酸等，然后通过观察思考、实验探究认识这些重要物质的性质、用途。
在学习过程中了解人类活动对自然界氮循环和环境的影响。
本节教材内容知识框架教材特点从培养学生终身发展所必备的知识和能力出发，重点介绍重要代表物的性质与用途，同时注重培养学生的观察能力和综合分析问题的能力。
课时分配：共2课时第1课时自然界中的氮循环氮气、一氧化氮和二氧化氮整体构思教学目标1．课标要求(1)掌握氮气的化学性质(与氧气、氢气的反应)(2)了解一氧化氮、二氧化氮的物理性质(3)掌握一氧化氮与氧气的反应，二氧化氮与水的反应(4)认识氮循环对维持生态平衡的作用2．三维目标(1)知识与技能①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N2、NO、NO2的性质。
(2)过程与方法①培养学生搜集信息、处理信息的能力；②培养学生探究、观察、总结、分析问题的能力。
(3)情感态度与价值观①通过介绍合成氨发展的艰辛历程，体会从实验室研究到工业生产的过程，渗透化学与技术关系的教育；②通过介绍酸雨，光化学烟雾和富营养化等环境问题，了解人类活动对氮循环的影响，树立保护环境的意识。
教学分析1．教材分析本节教材是以氮元素在自然界存在的形式为背景，引发学生联想自然界中的“闪电”现象，让学生带着“闪电时，空气中的氮气发生了哪些化学变化？变化过程产生的物质对人类的生活与生产有什么意义？”等质疑进入自然界中氮循环的学习，并以氮循环中N2、NO、NO2、HNO3、NH3、铵盐等重要的物质的性质及相互转化为核心知识，同时联系环境保护问题，让学生初步了解人类活动对自然界氮循环和环境的影响。
教材采用了“从自然界→化学→社会→实验室→社会生活”教学脉络，进一步拓宽了学生认识元素与物质的视野，为今后构建重要的元素及物质的知识网络奠定重要基础。
第二节 氮的循环(共53张PPT)
2NO+O2 3NO2+H2O
2NO2 2HNO3+NO
（二）、铵态氮肥（铵 盐）
种类
铵 态 氮 肥
化学式
NH4HCO3 NH4Cl NH4NO3 （NH4)2SO4
含氮量
17.7% 26.2% 35% 21.2% 46.7%
性
状
白色结晶，吸湿性很 强，易潮解，溶于水，弱碱性 白色或淡黄色结晶，有吸湿性， 溶于水，酸性. 白色结晶，易潮解，溶于水， 微酸性， 白色粒状结晶，吸湿性不大， 不易结块 白色或浅黄色针状结晶或小颗 粒，溶于水，中性
3、若试管中为一氧化氮气体，通入的氧气与 一氧化氮的体积比要为多少可使试管中无气体 剩余？
4NO+ 2H2O +3O2 = 4HNO3 O2:NO的体积比为 3：4
练习巩固： 1、起固氮作用的反应是（ A ） A、N2和H2在一定条件下合成NH3
B、NO与O2反应生成NO2 C、NH3催化氧化生成NO D、由NH3造硝酸铵
【联想· 质疑】
氨中氮元素的化合价是 -3 ，请从 化合价的角度分析，氨还可能具有什 么性质？它能与哪些物质发生反应？
（3） 氨跟氧气的反应（氨的催化氧化）
高温 4NH3+5O2 催化剂
还原剂 氧化剂
4NO+6H2O
工业制硝酸的基础
请写出以氨为原料制取硝酸的化学方程式？
4NH3+5O2
高温 4NO+6H2O 催化剂
2、下列过程属于人工固氮的是（ C ） A、分离液态空气制氮气 B、闪电时N2转化为NO C、工业合成氨 D、豆科植物根瘤菌固氮
3、有一句谚语叫“雷雨发庄稼” ， 请写出有关化学方程式 N2+O2
氮的循环-图文
用
NH4+
氮氧化物
硝酸
硝酸盐
氮肥
1、下列说法不正确的是（ ） D
A．氮在自然界中既以游离态存在又以化合态存在。 B．氮元素是构成生命的基本元素 C．大气、陆地和水体中的氮元素在不停的进行着
氮的循环。
D．仿生固氮是一种自然固氮
2.关于N2的性质的说法中，错误的是（ ） A．通常情况下，氮气性质很不活泼
（2）属于氧化还氧原化反应的有_______。 （3）属于离子反应的有__________，①②③④
写出它的离子方程式：__________④__。
3NO2 + H2O = NO + 2H+ +2NO3-
认识氮气分子的结构: 氮气(N2)
科学证明：拆开1mol 需要945.8kJ能量，
拆开1molN—N键只需 要247kJ的能量
B
B．可在氧气中燃烧，生成一氧化氮
C．在水中溶解度小（通常情况下）
D．跟氢气在一定条件下发生反应，氮气是氧化剂
3、关于NO的下列叙述不正确的是（ ） B A．NO难溶于水，是一种大气污染物 B．NO是一种红棕色的有毒气体 C．NO结合血红蛋白的能力比CO还强 D．NO与氧气反应生成NO2，体现其还原性
氮肥
NO3NH3、NH4+
细菌作 用
一、自然界中氮的循环
1、氮循环中的含氮物质。
物质名称 或
化学式
氨气 NH3
铵盐 (NH4+)
N2
氮氧 化物
硝酸盐 HNO3 (NO3-)
类别 氢化物
盐
单质 氧化物
酸
盐
+1,+2,+
化合价 -3
高中化学第3章自然界中的元素第2节氮的循环第1课时自然界中氮的循环鲁科版必修
3．下列过程中属于人工固氮的途径有( ) A．豆科植物根部的根瘤菌，把氮气转变为硝酸盐等含氮化合物 B．在放电条件下，氮气与氧气化合生成氮的氧化物，并随降水进入土壤和 水体 C．工业上通过化学方法把空气中的氮气转化为氨，再进一步转化为其他含 氮化合物 D．化石燃料燃烧所产生的氮氧化物通过大气进入陆地和海洋
化学方程式
试管中的红棕色气体逐渐变成无色 3NO2
＋
气体，同时水进入试管，最后试管内 H2O===2HNO3
液面上升到整个试管容积的 2/3 处 ＋NO
2NO
＋
无色气体变成红棕色，水进入试管并 O2===2NO2
最终充满试管，然后液面下降，试管 3NO2
＋
中充满无色气体
H2O===2HNO3
＋NO
(1)氮气与氢气反应：N2＋3H2高温催、化高剂压2NH3，该反应是工业合成氨的原 理。
(2)氮气与氧气反应：N2＋O2=放==电==2NO。 (3)氮气与镁反应：3Mg＋N2=点==燃==Mg3N2。
3．工业制法 空气中含有大量的氮气，空气是工业制氮气的主要来源，生产方法主要是 分离液态空气，并制得液态氧。
【解析】 氮气是由两个氮原子通过共用三对电子形成的双原子分子，使 得氮分子很稳定，在通常情况下，氮气的化学性质很不活泼，但在一定条件下， 氮气能与氢气、氧气、镁等物质反应；纯净的氮气是不溶于水的无色无味无毒 气体，比空气略轻；一定条件下 N2 与 H2 化合生成 NH3 时，氮元素得到电子， 表现氧化性；因氮气的化学性质很不活泼，故常用作焊接金属的保护气。
(2)相互转化 ①NO→NO2： 2NO＋O2===2NO2 。
②NO2→NO： 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 。
实验室收集 NO 和 NO2 时，分别使用什么方法？ 【提示】 用排水法收集 NO，用向上排空气法收集 NO2。
高中化学第三章第2节氮的循环知识点总结鲁科版必修1
第2节氮的循环1 氮在自然界中的循环1．自然界中氮元素循环示意图2．主要形式（1）游离态→化合态①是豆科植物根部的根瘤菌，把氮气转变为硝酸盐等含氮化合物；②放电条件下，与氧气结合为氮氧化合物，并随降水进入水体中；③合成氨工厂、汽车发动机都可以将一部分氮气转化成化合态。
（2）化合态→游离态：硝酸盐在某些细菌作用下转化成氮气。
（3）化合态→化合态：化石燃料燃烧、森林和农作物枝叶燃烧所产生的氮氧化合物通过大气进入陆地和海洋，进入氮循环。
【领悟·整合】氮是维持高等动植物生命活动的必须元素，因此，氮的循环涉及到地球上生物圈的各个方面。
人类活动也在逐渐的影响到氮循环。
所以，认识氮的循环，就把我们将要学习的物质置于“氮的循环”这个大的背景下，将会更有利于同学们掌握氮及其化合物的性质。
3．氮气与氮的固定（1）氮气的物理性质：无色无味气体，难溶于水，与空气密度相近。
（2）氮气的化学性质：【知识·链接】氮气属于双原子分子，两个氮原子之间的作用非常强。
因此，氮气分子稳定，化学性质不活泼，但要注意，N 2一旦吸收能量变为N 原子则性质较活泼。
在高温或放电时可与某些物质反应，N 表现为既有氧化性，又有还原性。
①与O 2的反应在放电条件下，氮气跟氧气能直接化合生成无色的一氧化氮（NO ）。
反应式为：N 2+O 22NO说明：在雷雨天气，汽车的发动机中均可以发生该反应。
在该反应中，N 2表现出还原性。
②与H 2反应 N 2+3H 2高温、高压催化剂2NH 3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。
在该反应中，N 2表现出氧化性。
b 在氮气跟氢气反应生成氨的同时，氨气也在分解生成氮和氢气。
像这样同时向正反两个方向进行的反应称为可逆反应。
在可逆反应的化学方程式中用“”代替“＝”。
（3）氮的固定① 定义：将空气中游离的氮转变成氮的化合物的方法叫做氮的固定。
② 分类：（3）NO 和NO 2氮的固定自然固氮人工固氮高能固氮（闪电，约占10%）生物固氮（约占90%） 合成氨 仿生固氮2 氨与铵态氮肥1．氨（1）物理性质：无色、有刺激性气味比空气轻；极易溶于水，在常温、常压下1体积水能溶解约700体积氨气。
氮气与氮的氧化物
N2+3H2
催化剂 高温高压
2NH3
合成氨厂
自然界中氮的循环
0
N2
NH3
-3
+2
+4
NO NO2
+5
HNO3
-3
+5
铵盐(NH4+) 、硝酸盐(NO3-)
制冷剂
4、氮的用途
超低温手术
做保护气
制氮肥、硝酸
课堂练习:
1、关于氮气性质的说法中，错误的是( B ) A.通常情况下，氮气性质不活泼 B.氮气可在常温下与氧气反应，生成一氧化氮 C.氮气在水中溶解度小（通常情况下） D.氮气跟氢气在一定条件下发生反应，氮 气是氧化剂
是，既做氧化剂又做还原剂
课堂小结： 一、自然界中氮的循环 NH3
H2
N2
O2
NO
O2 H2O
NO2
H 2O
HNO3
二、氮循环中的重要物质
高温高压 放电 雷 雨 肥 庄 稼
N2 +O2 = 2NO
N2+3H2
催化剂
NH3
氮 的 固 定
2NO+O2=2NO2
3NO2+H2O=2HNO3+NO
思考
1、不断往装有NO2气体的试管中 通入O2，怎么可以使试管装满水？
结 构 化学性质 稳定，很难与其他物质反应
2、氮的固定
使空气中游离态的氮转化为含氮化合物 游离态 自然固氮 化合态 高能固氮
氮 的 固 定
生物固氮
人工固氮 合成氨 仿生固氮
高能固氮
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。请解释原因。
氮的循环课件
7、干燥：用碱石灰或生石灰。 、干燥：用碱石灰或生石灰。 思考：能否用浓H 干燥？ 思考：能否用浓 2SO4干燥？ 能否用CaCl2干燥？ 干燥？ 能否用 拓展：快速制氨气法： 拓展：快速制氨气法：
NH3·H2O （可 逆 过 程）
NH4++OH-
NH3+H2O
NH3·H2O
NH4++OH-
NH3是中学化学中唯一一种碱性气体，可以使湿 是中学化学中唯一一种碱性气体， 润的红色石蕊试纸变蓝，常用于检验NH3的存在。 的存在。 润的红色石蕊试纸变蓝，常用于检验
氨水成分： 氨水成分：
分子： 分子：H2O、NH3、NH3·H2O 、 离子： 离子：H＋、OH－、NH4＋
2.将充满 2和N2共45mL的试管，倒立于水槽中， 将充满NO 的试管， 将充满 的试管 倒立于水槽中， 过一段时间气体的体积变为35mL，则原混合气体 过一段时间气体的体积变为 ， 中N2和NO2的体积比为 （ ） D A、7：2 B、2：7 C、1：2 D、2：1 、 ： 、 ： 、 ： 、 ：
第三课时
三、氨和铵盐
（一）、氨 NH3： ）、氨 1、物理性质： 物理性质： 无色；有刺激性气味的气体；比空气轻； 无色；有刺激性气味的气体；比空气轻； 极易溶于水（1：700）。 极易溶于水（ ： ）。 2、化学性质： 化学性质： （1）、与水反应：喷泉实验 ）、与水反应： 与水反应
NH3+H2O
3、装置：固+固 、装置： 固
气 （类例制 2） 类例制O
优质课鲁科版高中化学必修一 第三章 第二节《氮的循环》课件 (共37张PPT)
催化剂
+2
氧气
①铂丝附近有 红棕色气体 ②铂丝保持红热 ③瓶口可能有白烟
灼热的 铂丝
浓氨水
综合应用
将烧红的铂丝伸入盛有浓氨水的锥形瓶中， 使其接近液面，反应方程式：
4NH3+5O2===4NO+6H 高温 2O
2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO HNO3+NH3=NH4NO3
4、氨的实验室制法
1. 原理：
2NH4Cl+Ca(OH)2== CaCl2+2NH3↑+2H2O
△
2. 装置： 固+固，加热型 3.收集方法： 向下排空气法
①湿润红色石蕊试纸 4.检验方法： ②蘸有浓HCl的玻璃棒接近试管口产生白烟
棉花的作用：
防止对流，提高集气速度和纯度。
干燥氨气的常用试剂：
（2）如果用图甲装置产生喷泉成败的关键原因是：
2、氨跟酸的反应
与 挥 NH3+HCl=NH4Cl （白烟） 发 性 的 NH3+HNO3=NH4NO3 （白烟） 酸 反 应 有 白 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 烟
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。
② 用玻璃棒一端蘸取浓盐酸靠 近瓶口，看是否产生白烟
制氮肥 铵盐
制硝酸 纯碱
氨的用途
有机合成 工业原料 致冷剂
高中化学第3章自然界中的元素第2节氮的循环第1课时自然界中氮的循环氮的氧化物教学案
第2节氮的循环第1课时自然界中氮的循环氮的氧化物—————————————————————————————————————[课标要求]1．通过自然界中氮的循环，了解氮循环的基本过程，认识氮循环中的重要物质。
2．了解氮气的性质，了解氮的固定的相关知识。
3．了解氮的氧化物(一氧化氮和二氧化氮)的物理性质和化学性质，了解自然界中形成硝酸的过程。
,1．氮的固定是指使空气中游离态的氮转化为含氮化合物。
2．工业合成氨反应的特点：高温、高压、催化剂、可逆反应。
3．一氧化氮是无色、无味、有毒、难溶于水的气体，在空气中迅速变成红棕色。
4．二氧化氮是红棕色、有刺激性气味、有毒、能与水反应的气体。
5．主要的化学方程式：2NO＋O2===2NO23NO2＋H2O===2HNO3＋NON2＋3H2高温、高压催化剂2NH3自然界中氮的循环氮气1．氮元素的存在及应用(1)氮元素在自然界中的存在形式：游离态和化合态。
(2)氮原子最外电子层有5个电子，在反应中易得3个电子，显－3价。
(3)氮元素有多种价态：－3、0、＋1、＋2、＋3、＋4、＋5。
(4)氮元素是一种营养元素，是组成蛋白质的重要元素。
2．自然界中氮的循环3．人类活动对氮循环的影响(1)氮气―――――――→化学方法氨―→氮肥、硝酸等含氮化合物。
(2)燃烧反应产生的氮氧化物参与氮的循环。
4．氮气的物理性质在通常状况下，氮气是一种无色、无味、不溶于水的气体，密度与空气相近，约占空气体积的78%。
[特别提醒] N 2和CO 的相对分子质量相同，与空气接近，故N 2、CO 的密度与空气接近，实验室只能用排水法收集。
5．氮气的化学性质(2)工业上常用氮气和氢气反应合成氨，此反应是可逆反应。
[特别提醒] (1)氮分子中两个氮原子之间存在很强的作用力，故N 2性质很稳定。
(2)可逆反应必须满足“两同”：①相同条件；②正反方向同时进行。
6．氮的固定(1)概念：使空气中游离态的氮转化为化合态氮的过程。
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联想·质疑 联想 质疑
闪电时空气中会发 生哪些化学反应？ 生哪些化学反应？ 产生了哪些物质? 产生了哪些物质 这些反应和生成的 物质对人类的生产 和生活有什么意义？ 和生活有什么意义？
闪电
图1 氮在自然界中的循环示意图
二、氮循环中重要物质及其变化 1.氮气与氮的固定 氮气与氮的固定
（2）铵盐的性质 ）
观察与思考
实验现象 物理 性质 加热 结论及化学方程式 都是晶体， 都是晶体，都易溶于水 产生氨气
产生使湿润 的红色石蕊 试纸变蓝的 气体 NH4Cl === NH3↑ + HCl↑ △ NH4HCO3 === NH3↑+CO2 ↑+H2O
△
与碱 反应
NH4+ +OH-=== NH3↑ + H2O
放电
在高温、高压和有催化剂
高温高压
N2+3H2
催化剂
2NH3
在相同条件下 能同时向正反两个 方向进行的反应称 为可逆反应
氮的固定 游离态
氮的固定 化合态
N2+O2==2NO
放电
自然固氮
高能固氮 生物固氮
氮的固定
人工固氮
工业固氮 N2+3H2 仿生固氮
高温高压 催化剂
2NH3
讨论与交流
1.现给你一试管二氧化氮，其它药品和 现给你一试管二氧化氮， 仪器自选，根据前面所学的反应， 仪器自选，根据前面所学的反应，请你设计 实验，要求尽可能多的使二氧化氮被水吸收。 实验，要求尽可能多的使二氧化氮被水吸收。 向试管中通入氧气 4NO2+O2+2H2O= 4HNO3 你的设计对工业上生产硝酸有什么启示？ 2.你的设计对工业上生产硝酸有什么启示？ 充分利用原料， 充分利用原料，减少污染物的排放
3.硝酸及其应用 3.硝酸及其应用 （1）物理性质 ）
①纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气 纯硝酸是无色、易挥发、 味的液体。 味的液体。 ②硝酸能以任意比溶解于水。 硝酸能以任意比溶解于水。 ③质量分数为68%- 70%的硝酸为浓硝 质量分数为 的硝酸为浓硝 质量分数为95%以上的硝酸为发烟 酸；质量分数为 质量分数为 以上的硝酸为发烟 硝酸。 硝酸。
3Cu +8HNO3(稀）=3Cu(NO3)2+2NO ↑ +4H2O 稀 Cu +4HNO3(浓）=Cu(NO3)2+2NO2 ↑ +2H2O 浓 3Mg+8HNO3(稀）=3Mg(NO3)2+2NO ↑ +4H2O 稀
⑵硝酸与许多的非金属能反应 C+4HNO3 （浓）
△
2H2O+4NO2 ↑ +CO2 ↑
▲浓硝酸为什么常呈黄色？ 浓硝酸为什么常呈黄色？ 硝酸分解生成的二氧化氮气体溶于硝酸 而使硝酸呈黄色 ▲如何保存硝酸？ 如何保存硝酸？ 保存在棕色试剂瓶里， 保存在棕色试剂瓶里，放置在阴凉处
返回
受热或见光
③强氧化性（HNO3 ） 强氧化性（
⑴硝酸与大部分的金属能反应 硝酸与大部分的金属能反应
+5
注意：浓硝酸可使 铁、铝钝化
三、人类活动对自然界氮循环和环境 的影响
NO2
NO
光化学烟雾
广 州
伦敦光化学烟雾
洛杉矶光化学烟雾
酸 雨
酸雨的形成
酸雨的 危害
水体富营养化
被污染的河流
悲哀的海豚
△
②氨的实验室制法
a. 原理： 原理：
2NH4Cl+Ca(OH)2== CaCl2+2NH3↑+2H2O
△
b. 装置
固体+固体 气体 固体 固体→气体 固体
c.收集方法： 向下排空气法 收集方法： 收集方法 检验方法： d.检验方法： 湿润红色石蕊试纸 检验方法 e.干燥方法： 碱石灰 干燥方法： 干燥方法
△
的方法！ 检验NH4+的方法！
①铵盐的性质
a.受热易分解：NH4Cl 受热易分解： NH3 ↑+HCl↑ 受热易分解 △ NH4HCO3 NH3 ↑ +CO2 ↑ +H2O b.与碱溶液反应： 与碱溶液反应： 与碱溶液反应 △ ++OHNH4 NH3 ↑+H2O NH4++OH- == NH3.H2O
挥 发 性 的 酸 反 应 有 白 烟
③ NH3具有还原性
-3
-3
4NH3+5O2==== 4NO+6H2O 高温
这个反应叫做氨的催化氧化， 这个反应叫做氨的催化氧化， 它是工业上制硝酸的基础. 它是工业上制硝酸的基础
催化剂
+2
氮肥
种类 化学式
NH4HCO3
含氮量
17.7%
性
状
铵 NH4Cl 26.2% 态 NH4NO3 35% 氮 肥 （NH ) SO 21.2% 4 2 4 有机 CO(NH2)2 46.7% 氮肥
①氨跟水反应——显弱碱性 氨跟水反应 显弱碱性
NH 3+H2O NH 3·H 2O NH 3·H 2O NH4 ++OH氨水能使酚酞溶液变红 一水合氨很不稳定 NH 3·H 2O =NH3↑ +H2O
②氨跟酸的反应
与
NH3+HCl=NH4Cl （白烟） 白烟）
NH3+HNO3=NH4NO3 （白烟） 白烟） 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4
白色结晶， 白色结晶，吸湿性很 易潮解，溶于水， 强，易潮解，溶于水，弱碱性 白色或淡黄色结晶， 白色或淡黄色结晶，有 吸湿性，溶于水，酸性. 吸湿性，溶于水，酸性 白色结晶，易潮解，结硬块， 白色结晶，易潮解，结硬块， 溶于水，微酸性. 溶于水，微酸性 白色粒状结晶， 白色粒状结晶，吸湿性不 大，不易结块 白色或浅黄色针状结晶或 小颗粒，溶于水， 小颗粒，溶于水，中性
3.硝酸及其应用 硝酸及其应用
观察与思考： 观察与思考：
观察实验1、 、 ； 观察实验 、2、3； 思考:1.通过实验探究 通过实验探究， 思考 通过实验探究，你对硝酸 的氧化 性有了哪些认识？ 性有了哪些认识？ 2.浓硝酸通常保存在棕色试剂瓶里 这是 浓硝酸通常保存在棕色试剂瓶里,这是 浓硝酸通常保存在棕色试剂瓶里 为什么? 为什么 3.硝酸具有哪些物理性质和化学性质 硝酸具有哪些物理性质和化学性质? 硝酸具有哪些物理性质和化学性质
2.氨与铵态氮肥 氨与铵态氮肥
（1）氨的性质 ）
氨的物理性质
没有颜色、有刺激性气味的气体； 没有颜色、有刺激性气味的气体；在标 _ 准状况下，密度为0.771 g · L 1，比空气轻； 比空气轻； 准状况下，密度为 极易溶于水且能快速溶解 在常温、常压下1 溶于水且能快速溶解， 极易溶于水且能快速溶解，在常温、常压下 体积水能溶解约700体积氨气。 体积氨气。 体积水能溶解约 体积氨气
氨的化学性质
观察与思考 实验 NH3的 喷泉实验 NH3与 HCl 的反应 实验现象
形பைடு நூலகம்红色喷泉
结论
氨气极易溶于水
产生大量白烟
生成NH4Cl固体 生成 固体
思考： 思考：
1.氨溶解于水仅是简单的溶解过程吗 喷 氨溶解于水仅是简单的溶解过程吗?喷 氨溶解于水仅是简单的溶解过程吗 泉呈现红色说明了什么? 泉呈现红色说明了什么 2.[实验 中的现象为什么会发生 这个实 实验2]中的现象为什么会发生 实验 中的现象为什么会发生?这个实 验说明浓氨水和浓盐酸各具有什么性质? 验说明浓氨水和浓盐酸各具有什么性质 3.氨中氮元素的化合价是 价，请从化合 氨中氮元素的化合价是-3价 氨中氮元素的化合价是 价的角度分析，氨还可能具有什么性质？ 价的角度分析，氨还可能具有什么性质？ 它可能与哪些物质发生反应？ 它可能与哪些物质发生反应？
分子中,两 分子中 两 氮 子 子, 子 子 稳定
N2
氮
常温下性质稳定 温 化
的 化 合 物
在电闪雷鸣的雨天
N2+O2 2NO (NO是有毒、无色、难溶入水 是有毒、 是有毒 无色、难溶入水) 2NO+O2 = 2NO2 是有毒、红棕色、 （NO2是有毒、红棕色、有刺激性气 易溶于水） 味，易溶于水） 3NO2+H2O = 2HNO3+NO
（2）硝酸的化学性质 ）
① 具有酸的通性
• 使紫色的石蕊试液变红 • 与某些金属氧化物反应 2HNO3+CuO=Cu(NO3)2+H2O • 与某些盐反应 2HNO3 +CaCO3=Ca(NO3)2 +CO2↑+ H2O • 与碱起应 HNO3+NaOH=NaNO3+H2O
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②硝酸的不稳定性 4 HNO3 ==== 2H2O+4NO2 ↑ +O2 ↑ 思考：