氮的循环PPT

高温、高压 催化剂
A、B、C、D均为中学常见物质且均含有同一种元素， 它们之间的部分转化关系如下图所示： A→ B→C→D （1）若A为无色气体，且D为强酸 （2）C物质的颜色是 。 （3）从组成物质的元素化合价变化的角度预测C可能具有的性质 ，并用一个相应的化学方程式表示你预测的性质 。
O2 O2 O2
4.将浓硝酸分解的气体收集在一支试管中,再 将试管到插在水中,可能出现的现象 是 ,原因是： 化学方程式为
。
5.向FeCl2溶液中,滴加KSCN溶液,产生的现象 是 ,再滴加几滴硝酸的现象 是 ,原因是 ,离子方 程式为 。
（二）氨与铵态氮肥
1、氨的物理性质
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； 极易溶于水且能快速溶解，在常温、常压下1 体积水能溶解约700体积氨气。
思考:
1、氨溶解于水仅是简单的溶解过程吗？ 喷泉呈现红色说明了什么？
2、氨气的化学性质 1、氨与水的反应
（1）概念：使空气中游离态的氮转化为含氮化合物 （2）分类： 氮 的 固 定 自然固氮 高能固氮 生物固氮 合成氨 仿生固氮
人工固氮
氮的 固定
人工固氮
使 空 气 中 游 离 态 的 氮 转 化 为 含 氮 化 合 物 叫 做 氮 的 固 定
高能固氮 N2+O2==2NO
NO+O2==NO2
放电
自然固氮 生物固氮 工业固氮
NO 和O2的体积比为4:3，等体积混和，剩余O2 体积，为原混合气体的 1/8
¼
迁移
将NO2和O2混和气体同时通入水中发生的反应？
3NO2＋H2O
2NO ＋O2 2HNO3＋NO 2NO2 ① ②
上述两个反应多次循环，综合① ②可得总反应关系式
4NO2 ＋O2 ＋2H2O
4HNO3
3、氮的固定
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
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制硝酸 纯碱
氨的用途
有机合成 工业原料 致冷剂
（三）硝酸及其应用
硝酸是一种重要的化工原料，可用于制 造炸药、染料、塑料和硝酸盐等；也是 一种重要的化学试剂 。
预 测
根据你所了解的硝酸及酸的性质预 测硝酸的性质。
实验与观察
现象与思考
课堂练习
1. 打开盛浓硝酸的试剂瓶盖，观察到的现象 是 ，原因是 。用两只玻璃棒 分别蘸取浓氨水和浓硝酸，现象是 ， 反应的化学方程式为 。
2. 实 验 室 看 到 的 浓 硝 酸 呈 黄 色 的 原 因 是 ，反应的化学方程式 为 。可见，保存浓硝酸的方 法是 。 3.浓硝酸都有氧化性的原因是 。
2NO+O2==2NO2 N2+O2==2NO 3NO2+H2O==2HNO3+NO 进一步形成了硝酸盐
放电
迁 移
NH3和少量空气 无色酚酞溶液
NH3
闻气味的方法：
用手轻轻地在瓶口扇动， 使少量的气体飘进鼻孔。
3、NH3具有还原性
4NH3+5O2=== 4NO+6H2O 高温
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
N2O
NO
N2O3
NO2
N2O4
+5
N2O5
物理性质：无色、难溶于水的气体
缺点： NO结合血红蛋白的能力比一氧化碳还强，
物理性质：红棕色、有刺激性气味的有毒气 更容易造成人体缺氧。 体，易溶于水 化学性质： NO2溶于水时生成硝酸和一氧化氮。 优点： 一氧化氮分子作为一种传递神经信 工业上利用这一原理制取硝酸。 息的“信使分子”，在使血管扩张、 用途：能使多种织物退色，损坏多种织物和尼龙制品， 极其重要的作用。 对金属和非金属材料也有腐蚀作用
NH3+H2O
（一水合氨）
NH3•H2O
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）
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：
产生喷泉的原理：
两个容器通过连接管组成连通 器，装有液体的容器压强远大 于另一个容器的压强(即产生较 大的压强差），就会产生喷泉
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
◇其他
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 。
第2节 氮的循环
（第1、2课时）
氮元素除了以氮气的形式存在空气中外， 还以哪些形式存在于自然界中
一、氮在自然界中的循环
图1 氮在自然界中的循环示意图
生物固氮
与大豆、蚕 豆等豆科植 物共生的根 瘤菌中存在 固氮酶，能 在常温常压 下把空气中 的氮气转变 为氨。
根瘤菌
工业固氮---合成氨
N2+3H2
与非金属反应：
4 HNO3 C 2 H 2O 4 NO2 CO2
加热
三、人类活动对自然界氮循环和环 境的影响
1.人工固氮活动增强,化学合成氮肥的数量迅速 上升,豆科植物的栽培面积的陆续扩大,都使活 化氮的数量大大增加. 2.大气中氮氧合物的增加,增大了光化学污染和 酸雨的成分。这些氮氧化物主要来源于化石燃 料和植物体的燃烧、农田土壤和动物排泄物中 含氮化合物的转化。 3.水体中过量的氮对水体造成污染.
3NO2+H2O==2HNO3+NO
N2+3H2
高温高压 催化剂
2NH3
防生固氮
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
练习
下列反应不属于氮的固定的是（ C ） A. N2＋O2 B. N2＋3Mg
放电 点燃
2NO Mg3N2 2HNO3＋NO 2NH3
C. 3NO2＋H2O
D. N2＋3H2
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：
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
检验氨气是否收集满的方法？ ① 用湿润的红色石蕊试纸靠近 瓶口，看试纸是否变蓝
2NO2+H免疫、增强记忆力等方面有着 2O=2HNO3+NO
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
-3
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
瓶口有白雾，有刺激 性气味
稀硝酸中，有无色气体， 溶液变蓝；浓硝酸中，有 红棕气体，溶液变蓝绿 稀硝酸中，有无色气体， 溶液变黄或浅绿；浓硝酸 中，无明显现象
易挥发，有刺激性气 味 能与铜反应 硝酸 具有 氧化 性
能与铁反应
归纳小结
1)硝酸的物理性质 纯硝酸无色，易挥发，有刺激性气味， 熔沸点低，密度比水大。 2)硝酸的化学性质 ①不稳定性—见光易分解
催化剂 高温高压
2NH3
合成氨厂
二、氮循环中的重要物质及其变化
(一）氮气与氮的固定 1、氮气的性质
结 构
科学证明：拆开1mol 需 要945.8kJ能量， 拆开1molCl—Cl键只需要247kJ的能量
化学性质 稳定，很难与其他物质反应
一、氮气的性质
• 1、物理性质：无色无味的气体，难溶与水， 密度比空气略小。 • 2、化学性质： • ①与O2反应 • ②与H2反应 • 3、氮气用途： • 保护气，合成氨，制化肥
（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。
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）
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）
加热或光照
4HNO3 2H 2O NO2 O2
如何保存浓硝酸？
②强氧化性
与金属反应：
4HNO3 (浓) Cu Cu( NO3 )2 2NO2 2H2O 8HNO3 (浓) 3Cu 3Cu( NO3 )2 2 NO 4H2O
研 讨
铁在稀浓硝酸中的反应方程式有哪些情况？ 浓硝酸为何可装在铁质或铝质容器中？
2、氮的氧化物(形成氧化物种类最多的元素） N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5
俗语说“雷雨发庄稼”，这句话隐 含着什么原理？
N2＋O2
放电
2NO （无色，难溶于水） 2NO2 （红棕色，有刺激性气味） 2HNO3＋NO
2NO ＋O2 3NO2＋H2O
氮的氧化物
+1 +2 +3 +4 +4