氮的循环

（2）如果用图甲装置产生喷泉成败的关键原因是：
②与酸反应： NH3 + HCl ＝ NH4Cl 有大量白烟生成。 2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4 NH3 + CO2 + H2O = NH4HCO3 NH3 + H+ = NH4+
3、NH3具有还原性
-3
4NH3+5O2=== 4NO+6H2O 高温
＋
(2)装置如下图
考基导学
考点导析
高考揭秘
实验探究
活页限时训练
三、氨的用途
有机合成：纤维 、塑料、染料等
氮肥 纯碱
氨气
医用稀 氨水
硝酸
制冷剂
铵盐
三、氨的用途
制纤维、塑料、染料
制铵盐、 制纯碱
氨
制尿素
制硝酸
制医用稀氨水、 用做致冷剂
第3章
自然界中的元素
第2节 氮的循环
第三课时 铵盐
（2）铵盐 实验
A. 收集的氨气不纯净；
一、氨的物理性质
色态味： 无色, 有刺激性气味的气体 密度： 比空气小 极易溶于水且能快速溶解（常 溶解性：
温常压下，1体积的水能溶解约700体积
氨气） 其它特性：
【方法拓展】
思考:如果不用胶头滴管，将图1改为图2， 如何操作才能引发喷泉?
①氨与水的反应
NH3+H2O
NH3•H2O （一水合氨）
练习
一定条件下，将等体积的NO和O2的混合气体置 于试管中，并将试管倒立于水槽中，充分反应后， 剩余气体的体积约为原体积的多少？ 分析： 2NO ＋O2
3NO2＋H2O 2NO2 2HNO3＋NO
答案：1/8
上述两个反应可多次循环，综合两式，整理得总反应式 4NO ＋3O2 ＋2H2O 4HNO3
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。
N2 + O2 ==== 2NO 2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
放电或高温
氮的氧化物溶于水的计算：
(1) NO2 和 O2 的混合气体溶于水时， 由 4 NO2+ O2 +2H2O =4HNO3可知，当体积比
由NH4+与酸根阴离子构成的化合物 实验现象 结论
加热不久试管上有白 NH4Cl受热易分解，冷 1 色固体附着 却后又结合成NH4Cl 2 生成使澄清的石灰 水变浑浊的气体
受热易分解 产生了NH3
产生大量气体，能闻 3 到刺激性气味，湿润 的红色石蕊试纸变蓝
铵盐都是晶体，易溶于水。 ①不稳定性，受热易分解。 NH4Cl NH4HCO3 NH3↑+ HCl↑ NH3↑ + H2O + CO2↑
一、氨的物理性质
色态味： 无色, 有刺激性气味的气体 密度： 比空气小 溶解性：
其它特性：
【观察· 思考】氨的喷泉实验
实验操作：在干燥的圆底烧瓶中充满 氨气，在带有玻璃管（中间连一段橡
胶管，橡胶管上带有止水夹）和滴管
（滴管里预先吸入水）的双孔塞塞紧 瓶口，玻璃管下端插入盛有水的烧杯 中（烧杯中事先滴入少量酚酞溶液） ；挤压滴管的胶头，使少量水进入烧
2.将充满NO2和N2共45mL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 合气体中N2和NO2的体积比为 （ ） D A、7：2 B、2：7 C、1：2 D、2： 1
3、同温同压下,将NO NO2 和O2按一定体积比混合充 满容器，再倒置于盛满水的水槽，片刻，液体充满容器， 则反应前NO、NO2 、O2体积比可能为（ A、B、C ） A、1：1：1 B、8：4：7
问题讨论： 1、如何检验一氧化氮？ 无色气体遇空气立即变为红棕色，说明是NO。 2、能不能用排空气法收集一氧化氮？为什么？ 因为NO易被空气中O2氧化成NO2 ，所以不能用 排空气法收集。
3、如何除去一氧化氮气体中混有的少量二氧化氮？
将混合气体通过盛有水的洗气瓶。
思考· 讨论
1、现给你一试管二氧化氮，其它药品和 仪器自选，根据上述反应，请你设计实验， 要求尽可能多的使二氧化氮被水吸收。 4NO2+O2+2H2O= 4HNO3 2、你的设计对工业上生产硝酸有什么启示？ 充分利用原料，减少污染物的排放
②与碱反应生成氨气 NH4+ + OH- = NH3· 2O H NH4+ + OHNH3↑+ H2O
产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝.
检验NH4+离子的方法：
取试样加NaOH溶液，加热，用 湿润的红色石蕊试纸检验，若试纸变 蓝，证明试样中含有NH4+。
氮肥
铵态氮肥：
NH4Cl （NH4）2SO4 NH4HCO3
若NO 和O2的体积比为4:3时恰好完全反应，当NO 和 O2等体积混和时，剩余O2 ¼体积，为原混合气体的 1/8
在一烧瓶中将NO2和O2以4:1的体积比（标 准状况）混合,倒置于足量水中充分反应后所得 溶液的物质的量浓度为 0.036 mol/L
1、将10 mL充满NO2和O2的混合气体的试管，倒置 在水槽中，反应停止后试管内剩余2mL无色气体，求 原混合中NO2和O2各多少mL？
喷泉实验失败的原因
◇收集的氨气不纯或较少 ◇收集氨气时烧瓶潮湿 ◇烧瓶装置气密性不好 ◇导管过长
练习、喷泉是一种常见的自然现象，其产生原因是存在
压强差。 （1）如图甲为喷泉实验 装置。在烧瓶中充满干燥 气体，胶头滴管及烧杯中 分别盛有液体。下列组合 中不可能形成喷泉的是（ ） B A、HCl和H2O C、NH3和H2O B、O2和H2O D、CO2和NaOH 。
人工固氮
氮的固定 自然固氮
闪电
10%
生物固氮90%
闪电
练习
下列反应不属于氮的固定的是（ C ） A. N2＋O2 B. N2＋3Mg
放电
2NO Mg3N2 2HNO3＋NO 2NH3
点燃
C. 3NO2＋H2O D. N2＋3H2
高温、高压 催化剂
二、氮循环中的重要物质
分子中两个 １、氮气 氮原子共用 N 三对电子， （1）物理性质： 结构特别稳定
N2
.. … …
N
无色、无气味的气体；难溶于水；密度比空气稍小。 （2）化学性质 ：
氮气可用作保护气，充填灯泡。 氮气的化学性质很不活泼。
..
(1)同O2的反应
N2 + O2 ====
放电
2NO 自然固氮
无色气体
2NO + O2 == 2NO2
红棕色气体
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
NH3在纯氧中点燃即可燃烧，通常产物是N2和水
4NH3＋3O2＝2N2＋6H2O
氨在纯氧中燃烧
氨氧化炉（中间是铂铑合金网）
4、氨的实验室制法
1. 原理：
2NH4Cl+Ca(OH)2== CaCl2+2NH3↑+2H2O
△
2NH4Cl + Ca(OH)2
CaCl2 + 2NH3↑+ 2H2O
①装置类型： 固体 + 固体加热型 ②收集方法： 向下排空气法 棉花团的作用：防止空气对流。 ③干燥方法： 通过盛有碱石灰的干燥管 ④验满：
工业上用该原理制取硝酸
(2)氮气和氢气的反应
0 0
-3 +1
人工固氮
(3)氮气和金属的反应
N2 + 3Mg
点燃
Mg3N2
NO与NO2的比较
NO NO2
物理 无色有刺激性气味气体 红棕色有刺激性气味 气体，能溶于水，剧毒！ 性质 难溶于水，剧毒！ 化学 性质
2NO+O2=2NO2
3NO2+H2O= 2HNO3+NO
= 4︰1,恰好完全反应
V(NO2):V( O2)
＞ 4︰1，NO2过量剩余气体为NO
＜4︰1， O2过量，剩余气体为O2
（3）NO和O2同时通入水中，其反应是： 4NO+3O2+2H2O = 4HNO3,当体积比
=4︰3,恰好完全反应
V(NO):V(O2)
＞ 4︰3，NO过量剩余气体为NO ＜4︰3， O2过量，剩余气体为O2
化肥
硝态氮肥：
硝酸盐
有机态氮肥： 尿素
第3章
自然界中的元素
第2节 氮的循环
第四课时 硝酸
4、硝酸 纯净的硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。 能以任意比溶于水
质量分数在95%以上的浓硝酸在空气中由于挥发 出硝酸蒸气会产生“发烟”现象，通常叫做发烟硝酸。 浓硝酸的质量分数为69% （1）硝酸的： 一元强酸具有酸的通性。 稀硝酸使石蕊试液变红。
C、4：8：5
D、任意比
4. NO2装满一烧瓶，倒置于水槽中，所得溶液 的物质的量浓度是多少？ 5. 标准状况下，将盛有等体积的NO2与O2的试 管，倒立于水槽中，反应后，试管内液体上升的 高度大约是试管体积的几分之几？得到溶液的物 质的量浓度为多少？
6、标况下，将盛满NO、NO2、O2混合气体的集气瓶，倒 置于水中，完全溶解，无气体剩余，设其产物不扩散，则 所得溶液的物质的量浓度（M）的取值范围为（ ） B A、 0 < M < 1/22.4 C、1/28 < M < 1/22.4 B 1/39.2 < M < 1/28 D 1/39.2 < M < 1/22.4
同O2
将湿润的红色石蕊试纸放在瓶口，试纸变蓝说明已集满。 用玻璃棒蘸取浓盐酸靠近瓶口有白烟产生。
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：
NaOH和CaO 的混合物
①CaO、碱石灰等碱性干燥剂 ②无水CaCl2不能用来干燥NH3（形成CaCl2·8NH3)
实验室中还可以用哪些方法快速制氨气：
瓶，同时打开止水夹，观察现象。
【观察· 思考】氨的喷泉实验 实验记录
实验现象 结论
烧杯内溶液沿导管进入 氨气极易 溶于水 烧瓶形成美丽的“喷泉 ”
烧瓶内液体显红色
NH3与水 反应生成 了碱性物 质
【观察· 思考】氨的喷泉实验
解释一：为什么烧杯中的液体 会进入烧瓶形成喷泉？ 当滴管中的水挤入到烧瓶中时 ，烧瓶内的氨溶解，使瓶内压 强迅速降低，瓶外的空气将烧 杯内的溶液很快压入到烧瓶， 形成喷泉。
注意： （NH3在空气中反应） ①反应条件：催化剂、加热 ②是工业制硝酸中的关键一步， 也叫氨的催化氧化 ③说明氨有一定的还原性，可被O2、 Cl2、 CuO等氧化
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+6H2O 高温
2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO HNO3+NH3=NH4NO3
催化剂
拓
展
氨气和氯气接触发生反应的方程式是什 么？ 在纯氧中燃烧如何反应？
①2NH3+ 3Cl2= N2+ 6HCl （氨气不足） ② 8NH3+ 3Cl2= 6NH4Cl+N2（氨气过量）
NH4++OH-
—
思考：氨水中存在哪些微粒？ 3种分子： NH3 H2O NH3•H2O
3种离子： NH4+ OH—
H+ 一水合氨
分析：液氨、氨水、一水合氨三者的区别
液氨
氨水
一水合氨是弱碱，能使酚酞试液变红
氨水是弱碱，对吗？ 氨水呈弱碱性
氨水的密度都小于1g/cm3 氨水越浓，密度越小 氨气是唯一的碱性气体，能使湿润 的红色石蕊试纸变蓝（检验氨气）
①加热浓氨水法
（装置与实验室制氯气的发生装置相同）
浓氨水
②浓氨水加碱石灰法
（碱石灰吸水、溶解时放热） CaO
2．浓氨水中加固态碱性物质 (1)反应原理： 浓氨水中存在以下平衡： 3＋H2O 3· 2O 4 ＋ NH NH H NH OH－，加入固态碱性物质(如 CaO、NaOH、碱石灰等)，使 平衡逆向移动，同时反应放热，促进 NH3· 2O 的分解。 H
第3章
自然界中的元素
第2节 氮的循环
第一课时 氮气及其氧化物
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(KNO 、
3
NaNO3、蛋白质、核酸)
2.自然界中氮的循环过程
天上
N2
NO NO2
地面
NH3
HNO3
Hale Waihona Puke Baidu地下
NH3 、NH4+、 — NO3
氮的固定： 将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的方法。
较 大 的 压 强 差
【观察· 思考】氨的喷泉实验
思考1：做成喷泉实验的必要条件 是什么？ 气体在液体中溶解性非常大,且快速 思考2：小明在做喷泉实验时，操作 非常正确，但结果还是失败了，你认 为可能是以下哪些原因造成的？
较 大 的 压 强 差
√ B. 烧瓶中有水，不干燥； √ C. 装置气密性不好 √
第3章
自然界中的元素
第2节 氮的循环
第二课时 氨气
2004年4月21日
杭州市一制冷车间发生液氨泄漏 2004年4月20日上午10时，杭州 市一制冷车间发生液氨泄漏事件 ，整个厂区是白茫茫的一片，方 圆数百米，空气中弥漫着一股浓 烈的刺激性气味，进入厂区呼吸 都感到困难，厂区内寒气逼人。
假如你正处在液氨 泄漏的现场，你将 如何去做？