《氮的循环改》课件.ppt

1、精选课件ppt1普通高中课程标准实验教科书普通高中课程标准实验教科书 化学化学1（必修）（必修）第三章第三章 自然界中的元素自然界中的元素 第二节第二节 氮的循环氮的循环精选课件ppt2 氮以游离态存在于大气中氮以游离态存在于大气中精选课件ppt3氮以化合态存在于很多化合物中氮以化合态存在于很多化合物中氮元素存在于动植物体内,土壤里和水体中构成很多无机物和有机物,氮是构成蛋白质和核酸的(形成生命的重要物质)不可缺少的物质.精选课件ppt41.氮在自然界中的存在形式 氮元素游离态游离态:N:N2 2化合态化合态:铵盐、硝酸盐铵盐、硝酸盐(KNO(KNO3 3、NaNONaNO3 3、蛋白质、核酸

2、、蛋白质、核酸)精选课件ppt5联想联想质疑质疑 闪电精选课件ppt6 联想联想质疑质疑1.闪电时空气中会发闪电时空气中会发生哪些化学反应？生哪些化学反应？2.这些反应和生成的这些反应和生成的物质对人类的生产物质对人类的生产生活有什么影响？生活有什么影响？精选课件ppt7精选课件ppt8天空天空地面地面地底地底N2NO NO2HNO3NH3NH3、NH4+、NO3硝酸盐等硝酸盐等精选课件ppt9 一、氮在自然界中的循环1.氮在自然界中的存在形式 氮元素游离态游离态:N:N2 2化合态化合态:铵盐、硝酸盐铵盐、硝酸盐(KNO(KNO3 3、NaNONaNO3 3、蛋白质、核酸、蛋白质、核酸)2.

3、2.自然界中氮的循环过程自然界中氮的循环过程二、氮循环中的重要物质1.1.氮气氮气(1)(1)氮气的物理性质氮气的物理性质二、氮循环中的重要物质二、氮循环中的重要物质1、氮气、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纯净的氮气通常是无色无味无毒的气体.密度比空气略小密度比空气略小氮气在水中的溶解度很小氮气在水中的溶解度很小,通常状况下通常状况下,1,1体积水中只能溶解体积水中只能溶解0.020.02体积的氮气体积的氮气.即难溶于水即难溶于水 N N2 2分子中两个氮分子中两个氮原子共用三对原子共用三对电子电子,相互作用相互作用力强力强,在通常情在通常情况下况下,结构特别结构

4、特别稳定稳定,化学性质化学性质不活泼不活泼常温下性质稳定常温下性质稳定高温高压催化剂，放电高温高压催化剂，放电氮的化合物氮的化合物(2)氮气的化学性质氮气的化学性质精选课件ppt12(1)同O2的反应N N2 2 +O+O2 2 =2NO=2NO放电放电2NO+O2 =2NO2无色气体无色气体红棕色气体红棕色气体精选课件ppt13精选课件ppt14 一、氮在自然界中的循环二、氮循环中的重要物质1.1.氮气氮气(1)(1)氮气的物理性质氮气的物理性质 (2)(2)氮气的化学性质氮气的化学性质A.A.氮气和氧气反应氮气和氧气反应B.B.氮气和氢气合成氨氮气和氢气合成氨精选课件ppt15(2)氮气和

5、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N N2 2H H2 2氧化0 00 0-3-3+1+1精选课件ppt16可逆反应可逆反应:相同条件相同条件下下,能能同时向正反同时向正反两两个方向进行的反应个方向进行的反应N23H2高温、高压催化剂2NH3可逆反应的特点可逆反应的特点:相同条件、同时向两个方向进行相同条件、同时向两个方向进行可逆反应的表示方法：可逆反应的表示方法：精选课件ppt17二、氮循环中的重要物质1.1.氮气氮气(1)(1)氮气的物理性质氮气的物理性质 (2)(2)氮气的化学性质氮气的化学性质A.A.氮气和氧气反应氮气和氧气反应B.B.氮气和氢气合成氨氮气和

6、氢气合成氨2 2、氮的氧化、氮的氧化物物N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5精选课件ppt18NONO2物理物理性质性质化学化学性质性质无色气体无色气体难溶于水，难溶于水，剧毒！剧毒！红棕色有刺激性气味红棕色有刺激性气味气体，易溶于水，气体，易溶于水，剧毒！剧毒！2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO NO NO 和和 NONO2 2 精选课件ppt19NO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工业上用该原理制取硝酸指出该反应的氧化剂和还原剂指出该反应的氧化剂和还原剂精选课件ppt20D放

7、电放电=1.1.下列有关氮气的说法正确的是下列有关氮气的说法正确的是()()A.A.氮气是由氮原子构成的双原子分子，所以化学性质不活氮气是由氮原子构成的双原子分子，所以化学性质不活泼泼B.1 mol NB.1 mol N2 2可与可与3 mol H3 mol H2 2完全反应生成完全反应生成2 mol NH2 mol NH3 3C.C.电闪雷鸣的雨天，雨水中会含有一定量的硝酸，其中发电闪雷鸣的雨天，雨水中会含有一定量的硝酸，其中发生的反应之一是生的反应之一是N N2 2+2O+2O2 2 2NO2NO2 2D.NOD.NO、NONO2 2在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化在一定条件下可

8、相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物学烟雾的大气污染物【易错选项易错选项】B B 课堂练习精选课件ppt21 联想联想质疑质疑1.闪电时空气中会发闪电时空气中会发生哪些化学反应？生哪些化学反应？2.这些反应和生成的这些反应和生成的物质对人类的生产物质对人类的生产生活有什么影响？生活有什么影响？精选课件ppt22 在电闪雷鸣时，氮气和有关氮的化合物发在电闪雷鸣时，氮气和有关氮的化合物发生了以下反应：生了以下反应：N N2 2 +O+O2 2 =2NO=2NO放电放电2NO+O2NO+O2 2 =2NO =2NO2 23NO3NO2 2 +H+H2 2O=2HNOO=2HNO3 3 +N

9、O+NO变成浓度很低的硝酸，这种含硝酸的雨水落到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，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。成为农作物生长发育所需要的优质化肥。精选课件ppt23雷雨发庄稼精选课件ppt24想一想想一想?在新疆和青海的交界处，有一处山谷，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，风和日丽的晴每当牧民和牲畜进入后，风和日丽的晴天顷刻天顷刻电闪雷鸣电闪雷鸣，人、畜遭雷击而毙命，人、畜遭雷击而毙命，奇怪的是这里奇怪的是这里牧草茂盛、四季常青牧草茂盛、四季常青，被，被当地人称为当地人称为魔

10、鬼谷魔鬼谷。最近地质工作者揭。最近地质工作者揭开了谜底开了谜底该地质表层处有一巨大磁铁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。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请同学们用简单的化学方程式来解释解释牧草茂盛的原因牧草茂盛的原因.精选课件ppt252NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO进一步形成了硝酸盐N2+O2=2NO放电电闪雷鸣电闪雷鸣-牧草茂盛牧草茂盛,四季常青四季常青精选课件ppt26 N2O22NO放电放电N23H2高温、高压催化剂2NH3使空气中使空气中游离态的氮游离态的氮转化为转化为含氮的化合物含氮的化合物的方法叫做的方法叫做氮

11、的固定氮的固定，简称，简称固氮固氮0 0+2+20 0-3-3？精选课件ppt27想一想：想一想：一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮是氮的固定吗？游离态游离态化合态化合态氮的固定氮的固定 2NO+O2 =2NO2 不是氮的固定 精选课件ppt28人工固氮：人工固氮：合成氨、仿生固氮合成氨、仿生固氮生物固氮：生物固氮：90%90%如豆科植物如豆科植物高能固氮：高能固氮：10%10%如闪电如闪电自然固氮自然固氮三三、氮的固定氮的固定氮的氮的固定固定精选课件ppt29 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放电放电NONO2硝酸盐硝酸盐高能固氮精选课件ppt30 生物固

12、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豆科植物的豆科植物的根瘤菌根瘤菌含氮的化合物（硝酸盐）含氮的化合物（硝酸盐）精选课件ppt31 人工固氮(工业固氮)N2 NH3化学活动化学活动各种氮肥各种氮肥仿生固氮仿生固氮:某些金属有机化合物可以起到根瘤菌某些金属有机化合物可以起到根瘤菌的作用的作用,这些金属有机化合物做催化剂实这些金属有机化合物做催化剂实现了常温常压固氮现了常温常压固氮精选课件ppt32 课堂练习 2.下列几种固氮方式中属于人工固氮的下列几种固氮方式中属于人工固氮的有（有（）A.闪电时空气中的氮气转化为一氧化氮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

13、转化为化合态氮豆科作物根瘤菌将氮气转化为化合态氮C.NO与与O2反应制备反应制备NO2D.由由 N2与与H2在一定条件下反应合成在一定条件下反应合成NH3D D精选课件ppt333.3.同温同压下，在同温同压下，在3 3支相同体积的试管中分别充有以下三种支相同体积的试管中分别充有以下三种气体，等体积混合的气体，等体积混合的NONO和和NONO2 2，NONO2 2，等体积混合的，等体积混合的NHNH3 3和和N N2 2。现将。现将3 3支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为中剩余气体的体积分别为V V1 1、V V2 2、V V3

14、3，则下列关系正确的是，则下列关系正确的是()()A AV V1 1V V2 2V V3 3 B BV V1 1V V3 3V V2 2C CV V2 2V V3 3V V1 1 D DV V3 3V V1 1V V2 2B 精选课件ppt344.4.标准状况下，一烧瓶中盛有标准状况下，一烧瓶中盛有200 mL NO200 mL NO和和NONO2 2的混合气体，的混合气体，现将烧瓶倒扣于水槽中并缓慢通入现将烧瓶倒扣于水槽中并缓慢通入O O2 2，当通入，当通入100 mL O100 mL O2 2充分反应后，烧瓶内无气体剩余，充分反应后，烧瓶内无气体剩余，NONO和和NONO2 2的体的体积

15、分别是多少？积分别是多少？【思路点拨思路点拨】精选课件ppt35【自主解答自主解答】整个过程中整个过程中NONO和和NONO2 2失电子生成失电子生成HNOHNO3 3，O O2 2得电得电子从子从0 0价降低到价降低到-2-2价，设价，设NONO和和NONO2 2的体积分别是的体积分别是x x、y y由得失电子数相等列式：由得失电子数相等列式：3x+y=100 mL3x+y=100 mL4 4又：又：x+y=200 mLx+y=200 mL解得，解得，x=100 mL y=100 mL x=100 mL y=100 mL 答案：答案：NONO：100 mL NO100 mL NO2 2：10

16、0 mL100 mL 精选课件ppt36思考思考讨论讨论问题问题1、现有一试管二氧化氮，将其倒置于盛满、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？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试管中气体的颜色褪去,液面上升，剩余液面上升，剩余气体大约占试管总体积的气体大约占试管总体积的1/3。3NO2+H2O =2HNO3+NO问题问题2 2、若使试管中液面上升，可采取什么措施？、若使试管中液面上升，可采取什么措施？通入氧气通入氧气 2NO+O2 =2NO2精选课件ppt37问题问题3、在持续通入、在持续通入氧气氧气的情况下能否使的情况下能否使倒扣

17、在水槽中的一试管的倒扣在水槽中的一试管的二氧化氮二氧化氮液面液面不断上升不断上升,直至直至试管完全被液体充满试管完全被液体充满?思考思考讨论讨论分析分析:3NO2H2O2HNO3NO 2NO+O2 2NO2 在这个过程中要通入多少在这个过程中要通入多少O2，NO2才能完才能完全转变成全转变成HNO3呢？呢？精选课件ppt38 3NO2H2O2HNO3NO 2NO+O2 2NO24NO2O22H2O4HNO3 NO2与与O2以以41的体积比混合，与足量的体积比混合，与足量 的水反应就可以完全转变成硝酸。的水反应就可以完全转变成硝酸。2 得：得：6NO22H2O4HNO32NO+得：得：+2NO+

18、O2 2NO2精选课件ppt39已知已知V(NOV(NO2 2):V(O):V(O2 2)=4:1)=4:1时时,完全完全被水吸收被水吸收4NO2O22H2O4HNO3 1.V(NO1.V(NO2 2):V(O):V(O2 2)4:1)4:1时时过量过量,剩余剩余 气体为气体为2.2.当当V(NOV(NO2 2):V(O):V(O2 2)=7:1)=7:1时时,过量过量,过过量量份份,剩余气体为剩余气体为,剩余剩余份份.NONO2 2NONO 剩余的剩余的NONO2 2会继续反应会继续反应 3NO3NO2 2 +H+H2 2O=2HNOO=2HNO3 3 +NO+NONONO2 23 3NON

19、O1 1学以致用学以致用精选课件ppt404NO+3O2+2H20=4HNO3 2NO+O2 =2NO2 3NO2+H2O =2HNO3+NO同理推出同理推出 (1)X3+(2)X2(1)X3+(2)X2 得得:(1)X3 6NO+3O(1)X3 6NO+3O2 2=6NO=6NO2 2(2)X2 6NO(2)X2 6NO2 2+2H+2H2 2O=4HNOO=4HNO3 3+2NO+2NO NO与与O2以以43的体积比混合，与足量的体积比混合，与足量 的水反应就可以完全转变成硝酸。的水反应就可以完全转变成硝酸。+问题问题4.4.要使要使NONO尽可能被水吸收尽可能被水吸收,需要需要通入多少体

20、积的通入多少体积的O O2 2?精选课件ppt414NO+3O2+2H20=4HNO3当V(NO):V(O2)=4:3时,恰好反应,无气体剩余当V(NO):V(O2)4:3时,过量,剩余气体当V(NO):V(O2)4:3时,过量,剩余气体NOO O2 2想一想想一想?NOO O2 2精选课件ppt421.氮气的性质课堂小结课堂小结氮气的结构稳定氮气的结构稳定,通常情况下不活泼通常情况下不活泼,不参与化学反应不参与化学反应N N2 2 +O+O2 2 =2NO=2NO放电放电自然固氮自然固氮人工固氮人工固氮精选课件ppt43N N2 2 +O+O2 2 =2NO=2NO放电放电2NO+O2 =2

21、NO23NO3NO2 2 +H+H2 2O=2HNOO=2HNO3 3 +NO+NO自然固氮自然固氮2.NO2.NO和和NONO2 2的性质的性质(1)(1)物理性质物理性质NO NO 无色气体无色气体 难溶于水难溶于水 剧毒剧毒!NONO2 2 红棕色气体红棕色气体 刺激性气味刺激性气味 易溶于水易溶于水 剧毒剧毒!(2)(2)化学性质化学性质精选课件ppt44达标练习1 1下列关于一氧化氮的叙述正确的是下列关于一氧化氮的叙述正确的是()()A A一氧化氮没有毒一氧化氮没有毒B B二氧化氮溶于水可制得一氧化氮二氧化氮溶于水可制得一氧化氮C C一氧化氮可以由氮气和氧气在高温条件下直接化合得到一

22、氧化氮可以由氮气和氧气在高温条件下直接化合得到D D一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集【解析解析】选选B B。一氧化氮是难溶于水、有毒的气体，可用。一氧化氮是难溶于水、有毒的气体，可用排水法收集；二氧化氮与水反应可制得一氧化氮和硝酸；排水法收集；二氧化氮与水反应可制得一氧化氮和硝酸；氮气和氧气在放电条件下生成一氧化氮，不能在高温条件氮气和氧气在放电条件下生成一氧化氮，不能在高温条件下直接化合。下直接化合。精选课件ppt452 2下列反应属于氮的固定的是下列反应属于氮的固定的是()()A A工业合成氨工业合成氨B B由氨气制备碳酸氢铵由氨气制备碳酸氢铵 C C铜

23、与浓硝酸反应产生铜与浓硝酸反应产生NONO2 2D DNHNH4 4ClCl与与Ca(OH)Ca(OH)2 2反应生成反应生成NHNH3 3【解析解析】选选A A。氮的固定是指使空气中游离态的氮转化为化。氮的固定是指使空气中游离态的氮转化为化合态的氮，合态的氮，B B、C C、D D三个选项中的反应物都是氮的化合物，三个选项中的反应物都是氮的化合物，不符合题意。不符合题意。精选课件ppt463 3搭载着搭载着“嫦娥二号嫦娥二号”卫星的卫星的“长征三号长征三号”丙运载火箭的丙运载火箭的推进剂引燃后产生的气体主要是推进剂引燃后产生的气体主要是COCO2 2、H H2 2O O、N N2 2、NON

24、O，这些气，这些气体均为无色，但在卫星发射现场看到火箭喷出大量红色烟体均为无色，但在卫星发射现场看到火箭喷出大量红色烟雾。产生红色烟雾的原因是雾。产生红色烟雾的原因是()()A A高温下高温下N N2 2遇空气生成遇空气生成NONO2 2B BNONO遇空气生成遇空气生成NONO2 2C CCOCO2 2遇遇NONO反应生成反应生成COCO和和NONO2 2D DNONO和和 H H2 2O O反应生成反应生成H H2 2和和NONO2 2【解析解析】选选B B。根据火箭喷出的大量红色烟雾可推知其应是。根据火箭喷出的大量红色烟雾可推知其应是NONO2 2，而高温下，而高温下N N2 2与与O

25、O2 2不能生成不能生成NONO2 2。精选课件ppt474.4.在体积为在体积为V LV L的密闭容器中通入的密闭容器中通入a mol NOa mol NO、b mol Ob mol O2 2,反反应容器内氮原子数和氧原子数之比为应容器内氮原子数和氧原子数之比为()()A.B.C.D.A.B.C.D.【解析解析】选选C C。反应前。反应前a mol NOa mol NO中含中含N N、O O的原子数都是的原子数都是a mol,b mol Oa mol,b mol O2 2中含中含2b mol 2b mol 氧原子，根据质量守恒定律，氧原子，根据质量守恒定律，N N原子和原子和O O原子的个数

26、比在反应前后不变，应等于原子的个数比在反应前后不变，应等于 ，故正确答案为故正确答案为C C。aba2baa2ba2(ab)aa2b精选课件ppt485.NO5.NO是一种剧毒气体，但近年来发现许多生物体组织中存是一种剧毒气体，但近年来发现许多生物体组织中存在少量在少量NONO，它有扩张血管、提高免疫力、增强记忆的功能，它有扩张血管、提高免疫力、增强记忆的功能，因而成为当前生命科学的研究热点。因而成为当前生命科学的研究热点。(1)(1)写出自然界形成写出自然界形成NONO的化学方程式：的化学方程式：_。【解析解析】(1)(1)自然界中氮气和氧气在闪电作用自然界中氮气和氧气在闪电作用下可生成一氧

27、化氮；下可生成一氧化氮；(1)N(1)N2 2+O+O2 2 2NO 2NO放电放电=精选课件ppt49(2)(2)地球外层空间存在着微量的臭氧和氧原子，臭氧层的存地球外层空间存在着微量的臭氧和氧原子，臭氧层的存在能吸收和阻挡太阳中有害的紫外线辐射，人为大气污染在能吸收和阻挡太阳中有害的紫外线辐射，人为大气污染可破坏臭氧层，如超音速飞机排放物中的氮氧化物可在大可破坏臭氧层，如超音速飞机排放物中的氮氧化物可在大气层中发生反应：气层中发生反应：NO+ONO+O3 3=NO=NO2 2+O+O2 2NONO2 2+O=NO+O+O=NO+O2 2 上述反应中，上述反应中，NONO是是_剂，上述反应中

28、，剂，上述反应中，NONO是是_产物；整个过程中的总反应方程式为产物；整个过程中的总反应方程式为_，整个过程中，整个过程中NONO所起的作用是所起的作用是_。【解析解析】反应和反应相加即得总反应方程式；反应和反应相加即得总反应方程式；还原还原 还原还原 O O3 3+O=2O+O=2O2 2 催化剂催化剂精选课件ppt50(3)(3)为了消除为了消除NONO对环境的污染，根据氧化还原反应原理，可对环境的污染，根据氧化还原反应原理，可选用选用NHNH3 3使使NONO与之反应转化为两种无毒气体与之反应转化为两种无毒气体(其中之一是水其中之一是水蒸气蒸气)，该反应需要催化剂参加，其化学方程式为，该

29、反应需要催化剂参加，其化学方程式为_。4NH4NH3 3+6NO 5N+6NO 5N2 2+6H+6H2 2O O催化剂催化剂=精选课件ppt516.6.氮氧化物进入大气后，不仅会形成硝酸型酸雨，还可能氮氧化物进入大气后，不仅会形成硝酸型酸雨，还可能形成光化学烟雾，因此必须对含有氮氧化物的废气进行处形成光化学烟雾，因此必须对含有氮氧化物的废气进行处理。理。(1)(1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下：学方程式如下：2NO2+2NO+4NaOH=4NaNO2+2H2O ,2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O ，在反应中，氧化剂是在反应中，氧化剂是_，还原剂是，还原剂是_。在反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为在反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为 _。NONO2 2 NONO1111精选课件ppt52(2)2)汽车尾气中含有汽车尾气中含有COCO和和NONO，消除这两种物质，消除这两种物质对大气污染的方法是安装催化转化器，使它们对大气污染的方法是安装催化转化器，使它们发生反应生成发生反应生成N N2 2和和COCO2 2，该反应的化学方程式为，该反应的化学方程式为_。2CO+2NO 2CO+2NO 2CO2CO2 2+N+N2 2催化剂催化剂=精选课件ppt53