【課件】《氮的循環(huán)》課件

第三章自然界中的元素第2節(jié)氮的循環(huán)聯(lián)想·質(zhì)疑閃電時空氣中會發(fā)生哪些化學(xué)反應(yīng)？這些反應(yīng)和生成的物質(zhì)對人類的生產(chǎn)生活有什么影響？閃電學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解自然界中氮的循環(huán)。2.了解氮的固定及氮的固定主要有的形式。3.了解氮氣和氮的兩種氧化物的性質(zhì)。重難點：

氮氣和氮的兩種氧化物的性質(zhì)自主學(xué)習(xí)一：

p73氮在自然界中的循環(huán)分析下圖并討論：

氮在自然界中是怎樣循環(huán)的？圖1氮在自然界中的循環(huán)示意圖思考：

氮循環(huán)過程中的重要物質(zhì)有哪些？N2、氮的氧化物、氨、氨鹽、HNO3自主學(xué)習(xí)二：

p74①氮氣物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)

②什么是氮的固定呢？以及

固氮形式有幾種是什么？二、氮循環(huán)中的重要物質(zhì)及其變化(一）氮氣與氮的固定1、氮氣的物理性質(zhì)狀態(tài)：顏色：氣味：密度：溶解性：氣體無色無味比空氣密度略小難溶于水收集氮氣能用排空氣法嗎？2、氮氣的化學(xué)性質(zhì)（穩(wěn)定，很難與其他物質(zhì)反應(yīng)）①②

③

N2＋O22NO

放電N2+3Mg

Mg3N2

點燃高溫、高壓催化劑N2＋3H22NH3氮氣利用穩(wěn)定性可用作保護(hù)氣，充填燈泡?？赡娣磻?yīng)？3、氮的固定⑴概念：

使空氣中游離態(tài)的N2轉(zhuǎn)化成

含氮化合物叫做氮的固定簡稱固氮氮的固定自然固氮人工固氮高能固氮生物固氮合成氨仿生固氮（2）分類：練習(xí)下列反應(yīng)不屬于氮的固定的是（）A.N2＋O22NO放電N2＋3MgMg3N2點燃B.N2＋3MgMg3N2點燃3NO2＋H2O2HNO3＋NOC.N2＋3H2高溫、高壓催化劑2NH3D.C自主學(xué)習(xí)三：

p76①氮的氧化物有哪些及化合價

②NO和NO2性質(zhì)(二)、氮的氧化物名稱化合價化學(xué)式一氧化二氮N2O*一氧化氮NO三氧化二氮N2O3二氧化氮NO2*四氧化二氮N2O4五氧化二氮N2O5+1+2+3+4+4+5*笑氣1、NO的性質(zhì)：NO是一種___色______氣味___溶于水的氣體，常溫下可與氧氣反應(yīng)生成_____氣體。無無難NO22NO+O2=2NO2

一氧化氮有毒性，因為它結(jié)合血紅蛋白的能力比一氧化碳還強！不過它作為傳遞神經(jīng)信息的“信使分子”，在使血管擴(kuò)張，免疫，增強記憶等方面有著極其重要的作用。2、NO2的性質(zhì)：NO2是一種____色________氣味___溶于水并與水發(fā)生反應(yīng)的有毒氣體。既有氧化性又有還原性。紅棕有刺激性易3NO2+H2O=2HNO3+NO此反應(yīng)可用于工業(yè)制硝酸，但二氧化氮可使多種織物褪色，損壞織物和尼龍制品，對金屬材料與非金屬材料也有腐蝕作用。N2＋O22NO放電2NO＋O22NO23NO2＋H2O2HNO3＋NO（無色，難溶于水）（紅棕色，有刺激性氣味）在新疆與青海交界處有一山谷，人稱魔鬼谷，經(jīng)常電閃雷鳴，狂風(fēng)暴雨，把人畜擊斃。然而谷內(nèi)卻是牧草茂盛，四季常青。請解釋原因。進(jìn)一步形成了硝酸鹽生活中的化學(xué)練習(xí)一定條件下，將等體積的NO和O2的混合氣體置于試管中，并將試管倒立于水槽中，充分反應(yīng)后，剩余氣體的體積約為原體積的多少？2NO＋O22NO23NO2＋H2O2HNO3＋NO上述兩個反應(yīng)可多次循環(huán)，綜合兩式，整理得總反應(yīng)式4NO＋3O2＋2H2O4HNO3分析：NO和O2的體積比為4:3，等體積混和，剩余O2?體積，為原混合氣體的1/8答案：1/8將NO2和O2混和氣體同時通入水中發(fā)生的反應(yīng)？遷移2NO＋O22NO23NO2＋H2O2HNO3＋NO①②上述兩個反應(yīng)多次循環(huán)，綜合①②可得總反應(yīng)關(guān)系式4NO2＋O2＋2H2O4HNO31、說法不正確的是（）A、一氧化氮能與人體內(nèi)的血紅蛋白結(jié)合。B、一氧化氮有刺激性的氣味。C、二氧化氮可用來造硝酸D、一氧化氮是紅棕色氣體

牛刀小試BD2、起固氮作用的反應(yīng)是（）A、N2和H2在一定條件下合成NH3B、NO與O2反應(yīng)生成NO2C、NH3催化氧化生成NOD、由NH3制硝酸銨A1.將20mL充滿NO和NO2的混合氣體的試管倒立于盛水的水槽中，充分反應(yīng)后，剩余氣體10mL，求原混合氣體的中NO和NO2的體積。2.一定條件下，將等體積的NO和O2混合于一試管中，然后將試管倒立于盛水的水槽中，充分反應(yīng)后，剩余氣體的體積約占原氣體總體積的（）A.1/4B.3/4C.1/8D.3/8：NO-5mLNO2-15mL：C3、把9mLNO氣體裝入試管，倒立于水槽中，逐漸通入O2，當(dāng)試管中剩余氣3mL時，通入O2的體積可能是（）

A、9mlB、4.5mlC、3mlD、9.75ml課堂練習(xí)BD（三）氨與銨態(tài)氮肥1、氨的物理性質(zhì)

沒有顏色、有刺激性氣味的氣體；在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，密度為0.771g·L_1，比空氣輕；極易溶于水且能快速溶解，在常溫、常壓下1體積水能溶解約700體積氨氣。思考:1、氨溶解于水僅是簡單的溶解過程嗎？噴泉呈現(xiàn)紅色說明了什么？2、氨氣的化學(xué)性質(zhì)思考：氨水中存在哪些微粒？NH3+H2ONH3?H2ONH4++OH—（一水合氨）3種分子：3種離子：NH3H2ONH3?H2OOH—NH4+H+氨水一水合氨液氨⑴、氨與水的反應(yīng)分析：液氨、氨水、一水合氨三者的區(qū)別氨氣是唯一的堿性氣體，能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)（檢驗氨氣）一水合氨是弱堿，能使酚酞試液變紅氨水是弱堿，對嗎？氨水呈弱堿性氨水的密度都小于1g/cm3氨水越濃，密度越小

產(chǎn)生噴泉的原理：

兩個容器通過連接管組成連通器，裝有液體的容器壓強遠(yuǎn)大于另一個容器的壓強(即產(chǎn)生較大的壓強差），就會產(chǎn)生噴泉

收集的氨氣不純或較少

收集氨氣時燒瓶潮濕

燒瓶裝置氣密性不好

導(dǎo)管過長

其他噴泉實驗失敗的原因練習(xí)、噴泉是一種常見的自然現(xiàn)象，其產(chǎn)生原因是存在壓強差。（1）如圖甲為噴泉實驗裝置。在燒瓶中充滿干燥氣體，膠頭滴管及燒杯中分別盛有液體。下列組合中不可能形成噴泉的是（）A、HCl和H2OB、O2和H2OC、NH3和H2OD、CO2和NaOH（2）如果用圖甲裝置產(chǎn)生噴泉成敗的關(guān)鍵原因是：

。B⑵、氨跟酸的反應(yīng)

NH3+HCl=NH4Cl（白煙）NH3+HNO3=NH4NO3（白煙）

與揮發(fā)性的酸反應(yīng)有白煙2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4

注意：（NH3在空氣中反應(yīng)）①反應(yīng)條件：催化劑、加熱②是工業(yè)制硝酸中的關(guān)鍵一步，

也叫氨的催化氧化③說明氨有一定的還原性，可被O2、Cl2、CuO、氮的氧化物等氧化△

4NH3+5O2===4NO+6H2O

催化劑-3+2⑶、NH3具有還原性

2NH3+3CuO====N2+3Cu+3H2O

6NO+4NH3====5N2+6H2O6NO2+8NH3====7N2+12H2O△氧氣？①鉑絲附近有紅棕色氣體②鉑絲保持紅熱③瓶口可能有白煙

灼熱的鉑絲濃氨水將燒紅的鉑絲伸入盛有濃氨水的錐形瓶中，使其接近液面，反應(yīng)方程式：2NO+O2=2NO2

3NO2+H2O=2HNO3+NOHNO3+NH3=NH4NO3高溫

4NH3+5O2===4NO+6H2O

催化劑綜合應(yīng)用氨氣和氯氣接觸發(fā)生反應(yīng)的方程式是什么？在純氧中燃燒如何反應(yīng)？①2NH3+3Cl2=N2+6HCl（氨氣不足）②8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2（氨氣過量）NH3在純氧中點燃即可燃燒，通常產(chǎn)物是N2和水

4NH3＋3O2＝2N2＋6H2O拓展3、氨的實驗室制法2NH4Cl+Ca(OH)2==CaCl2+2NH3↑+2H2O

△

1.原理：2.裝置：3.收集方法：4.驗滿方法：向下排空氣法（短進(jìn)長出）①濕潤紅色石蕊試紙

②蘸有濃HCl的玻璃棒接近試管口產(chǎn)生白煙

固+固，加熱型思考：棉花的作用：防止對流，提高集氣速度和純度。干燥氨氣的常用試劑：①CaO、堿石灰等堿性干燥劑②無水CaCl2不能用來干燥NH3（形成CaCl2·8NH3)實驗室中還可以用哪些方法快速制氨氣：①加熱濃氨水法（裝置與實驗室制氯氣的發(fā)生裝置相同）②濃氨水加堿石灰法（堿石灰吸水、溶解時放熱）NaOH和CaO的混合物CaO濃氨水？

檢驗氨氣是否收集滿的方法？①用濕潤的紅色石蕊試紙靠近瓶口，看試紙是否變藍(lán)②用玻璃棒一端蘸取濃鹽酸靠近瓶口，看是否產(chǎn)生白煙氨的用途制氮肥銨鹽制硝酸純堿有機合成工業(yè)原料致冷劑氨的用途第3章自然界中的元素第2節(jié)氮的循環(huán)（第2課時）氨與銨態(tài)氮肥學(xué)習(xí)目標(biāo):1.掌握銨鹽的主要性質(zhì)，認(rèn)識銨態(tài)氮肥的使用問題.2.掌握硝酸的性質(zhì)和硝酸的保存氮肥

銨態(tài)氮肥:(主要成分為NH4+)NH4HCO3,(NH4)2SO4,NH4Cl,NH4NO3等。

硝態(tài)氮肥:(主要成分為NO3-)KNO3,NH4NO3

等。

有機態(tài)氮肥:CO(NH2)2等

。如何科學(xué)的使用銨態(tài)氮肥呢？要解決這一問題，首先要了解銨態(tài)氮肥的主要成分銨鹽的主要性質(zhì)。銨態(tài)氮肥4.銨鹽的性質(zhì)1.物理性質(zhì)都是白色晶體，均易溶于水均為強電解質(zhì)什么是銨鹽呢？⑵銨鹽的化學(xué)性質(zhì)【實驗1】取少量氯化銨固體放在試管中加熱實驗現(xiàn)象：試管底部的白色固體逐漸減少，產(chǎn)生大量白煙，冷卻后在試管壁上生成了白色固體。實驗結(jié)論：NH4Cl不穩(wěn)定受熱易分解【實驗2】取少量碳酸氫銨固體放在試管中加熱，并將生成的氣體通入新制的澄清石灰水中實驗現(xiàn)象：試管底部的白色固體逐漸減少，試管壁上有水生成，并且澄清石灰水變渾濁實驗結(jié)論：NH4HCO3不穩(wěn)定，受熱易分解，生成了CO2結(jié)論：1.固體銨鹽均受熱易分解，若是非氧化性的酸形成的銨鹽則放出NH3，并生成相應(yīng)的酸或酸酐。2.氧化性酸的銨鹽，受熱分解情況復(fù)雜，產(chǎn)物可能為NH3或N2或氮的氧化物等(NH4NO3)3.銨鹽分解并不一定有氨氣生成。應(yīng)用：1.在儲存氨態(tài)化肥時，應(yīng)密封包裝并放在陰涼通風(fēng)處；2.施肥時，應(yīng)將其埋在土下以保持肥效。【實驗3】在試管中加入少量氯化銨固體，再滴加適量的10%的NaOH溶液，加熱，并將濕潤的紅色石蕊試紙貼在玻璃棒上靠近試管口實驗現(xiàn)象：固體溶解，濕潤的紅色石蕊試紙變?yōu)樗{(lán)色，生成了有刺激性氣味的氣體實驗結(jié)論：NH4Cl與NaOH反應(yīng)生成了NH3②、銨鹽與堿的反應(yīng)結(jié)論：銨鹽易溶于水且與堿溶液共熱都能產(chǎn)生NH3，這是銨鹽的共同性質(zhì)。應(yīng)用：1.怎樣合理的施用銨態(tài)氮肥

？不能與堿性物質(zhì)如草木灰(主要成分:K2CO3)等混合使用，施肥時，應(yīng)將其埋在土下以保持肥效。銨鹽（）的檢驗？NH4+1、濕潤的紅色石蕊試紙變成藍(lán)色2、蘸有濃鹽酸的玻璃棒冒白煙說明有存在

NH4+與堿溶液共熱+原理：NH4+OH-==NH3+H2O2.銨鹽的化學(xué)性質(zhì)（1）受熱易分解NH4ClNH3+HClNH4HCO3NH3+CO2+H2O（2）與堿溶液反應(yīng)生成氨NH4Cl+NaOH==NH3+NaCl+H2O★銨鹽與堿溶液反應(yīng)的本質(zhì)△NH+4+OH-===NH3↑+H2O(可用于銨離子的檢驗)（四）硝酸及其應(yīng)用硝酸是一種重要的化工原料，可用于制造炸藥、染料、塑料和硝酸鹽等；也是一種重要的化學(xué)試劑。

預(yù)測根據(jù)你所了解的硝酸及酸的性質(zhì)預(yù)測硝酸的性質(zhì)。(一).硝酸的物理性質(zhì)純硝酸是無色、有刺激性氣味的液體,密度比水大，能以任意比溶解于水。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為69%的硝酸為濃硝酸。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%以上的硝酸為發(fā)煙硝酸。低沸點（83℃），易揮發(fā)。思考98％以上的硝酸為什么會產(chǎn)生發(fā)煙現(xiàn)象？發(fā)煙硝酸揮發(fā)出來的是“煙”么？揮發(fā)出的硝酸和空氣中的水蒸氣結(jié)合，形成小液滴懸浮在空氣中，因此事實上是霧。(二).硝酸的化學(xué)性質(zhì)⑴、硝酸具有酸的通性:HNO3H++NO3硝酸是一元強酸

①.硝酸能使紫色的石蕊試液變紅

②.硝酸能與某些金屬氧化物起反應(yīng)2HNO3+CuO=Cu(NO3)2+H2O

③.硝酸能與某些鹽起反應(yīng)2HNO3+CaCO3=Ca(NO3)2+CO2+H2O

④.硝酸能與堿起反應(yīng)HNO3+NaOH=NaNO3+H2O酸的通性(2)、硝酸的不穩(wěn)定性：久置濃硝酸為什么呈黃色？

久置硝酸分解產(chǎn)生的NO2溶于溶液中,使得溶液變黃！硝酸應(yīng)如何保存？密封于棕色瓶中,并放在陰暗處！4HNO3O2↑+2H2O+4NO2↑△或光照一般而言，硝酸越濃，越不穩(wěn)定。

由于HNO3中得N處在最高價，故硝酸具有較強的得電子能力……(二)、化學(xué)性質(zhì)(1)、酸的通性:HNO3H++NO3(2)、不穩(wěn)定性：4HNO3O2↑+2H2O+4NO2↑△或光照(3)、強氧化性稀硝酸和濃硝酸都有強氧化性①硝酸能與大部分金屬反應(yīng):反應(yīng)①Cu+HNO3(濃)0+2+5+5+421×1×21212+H2OCu(NO3)2+NO2Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O①硝酸能與大部分金屬反應(yīng):Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O反應(yīng)①1.HNO3的作用？2.離子方程式?n(氧化劑):n(酸)=1:1Cu+4H++2NO3Cu2++2NO2+2H2OCu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O①硝酸能與大部分金屬反應(yīng):現(xiàn)象溶液變藍(lán)有紅棕色的氣體產(chǎn)生反應(yīng)①銅片溶解,常溫下反應(yīng)劇烈①硝酸能與大部分金屬反應(yīng):反應(yīng)②Cu+HNO3(稀)Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2+2H2OCu(NO3)2+NO+H2O32323Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O①硝酸能與大部分金屬反應(yīng):3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O反應(yīng)②現(xiàn)象溶液變藍(lán)有無色的氣體產(chǎn)生銅片溶解①硝酸能與大部分金屬反應(yīng):3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O無色氣體→紅棕色2NO+O2=2NO2Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O反應(yīng)②注意:硝酸幾乎與所有的金屬反應(yīng),但都不能放出H2!?這是因為硝酸在與金屬反應(yīng)時,主要是HNO3中的+5價的氮得到電子.而不是H+得到電子!①硝酸能與大部分金屬反應(yīng):

3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O反應(yīng)③Al、Fe等在濃硝酸中發(fā)生鈍化現(xiàn)象硝酸幾乎能與所有的金屬發(fā)生氧化還原反應(yīng)除金、鉑之外.但……反應(yīng)④①硝酸能與大部分金屬反應(yīng):

3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2OAl、Fe等在冷濃硝酸中發(fā)生鈍化現(xiàn)象C+4HNO32H2O+4NO2↑+CO2↑②.硝酸能與許多非金屬反應(yīng):S+6HNO3(濃)H2SO4+6NO2↑+2H2O

硝酸具有強氧化性，所以Fe2+

、S2-、I-、SO32-等一些還原性的物質(zhì)不能與硝酸共存！☆NO3-很穩(wěn)定，在中性和堿性溶液中幾乎與所有的離子能共存，但在酸性溶液中,NO3-/H+具有了強氧化性，與Fe2+、SO32-等不能共存!☆例:Fe2+HNO3Fe3+SO32-HNO3SO42-例:Fe(NO3)2能在溶液中穩(wěn)定存在,但如果在

溶液中