《氮的循环》物质的性质与转化PPT(第一课时自然界中的氮循环氮的固定)

《氮的循环》物质的性质与转化PPT(第一课时自然界中的氮循环氮的固定)

第一部分内容：新课程标准是什么

1.了解氮、氮的氧化物的主要性质。

2认知氮、氮的氧化物在生产中的应用和对生态环境的影响。

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氮的循环PPT，第二部分内容：新知探究

氮、氮的氧化物

[自学新教材]

阅读教材，回答下列问题：

1．在春夏之际，常有雷雨现象，民间有谚语：“雷雨发庄稼”，即在雷雨过后，植物会生长得更旺盛。

(1)“雷雨发庄稼”蕴含了什么样的化学原理？

(2)上述过程中包含了哪些化学反应？

提示：(1) 空气中的N2和O2在放电的条件下生成NO，NO被O2氧化成NO2，NO2在雨水中与水反应生成硝酸，硝酸被雨水淋洒到土壤中，并与土壤中的矿物质作用生成能被植物吸收的硝酸盐，使土壤从空气中得到氮元素，促进了植物的生长。 

(2)N2＋O2=====放电2NO、2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O=== 2HNO3＋NO、硝酸＋矿物质===硝酸盐。

2．如图所示，中间玻璃管中盛有NO。

(1)用一侧针管注入氧气，观察到的现象是____________，用化学方程式表示其反应原理：_____________________。

(2)再用另一侧针管注入水，观察到的现象是__________，用化学方程式表示其反应原理：__________________。

提示：(1)试管中气体变为红棕色　2NO＋O2===2NO2

(2)试管中气体由红棕色变为无色　

3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

3．大多数植物只能吸收化合态的氮元素，空气中的氮气不能被植物直接吸收。

(1)氮气常用作保护气，原因是___________________；医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术，原理是____________。

(2)氮的固定指的是将空气中_________的氮转化为_________的过程。

(3)氮的固定主要有__________和__________两种方法。自然固氮的途径主要有__________和__________两种。种植豆科农作物时不需要施加氮肥，原因是______________________

________________________________________。

(4)氮的固定过程中涉及物质主要有N2、NO、NO2、HNO3、NH3等，请将它们标注在图中，并用箭头表示在氮的固定过程中的转化关系。

提示：(1)氮气的化学性质不活泼　液氮汽化时吸收大量热　(2)游离态　含氮化合物

(3)自然固氮　人工固氮　高能固氮　生物固氮

豆科植物的根瘤菌能将空气中的氮气通过生物化学过程转化为含氮化合物

[落实新知能]

1．自然界中氮的循环

(1)物理性质

(2)化学性质

化学性质不活泼，很难与其他物质发生反应。但在一定条件下能与下列物质发生反应：

①与氧气反应：N2＋O2=====放电2NO，反应中N2表现还原性。

②与氢气反应：N2＋3H2高温、高压催化剂2NH3，反应中N2表现氧化性。

3．氮的固定

(1)概念：将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。

(2)分类：

氮的固定自然固氮高能固氮占自然固氮总量的10%生物固氮占自然固氮总量的90%人工固氮合成氨仿生固氮

4．NO和NO2

(1)性质对比

反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO中，NO2既是氧化剂又是还原剂，且氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2。

(2)NO和NO2对生活的影响

①NO结合血红蛋白的能力比CO还强，更容易造成人体缺氧；同时NO作为一种传递神经信息的“信使分子”，在扩张血管、提高免疫力、增强记忆力等方面有着重要的作用。

②NO2能使多种织物褪色，损坏多种织物和尼龙制品，对金属和非金属材料也有腐蚀作用。

[演练新学考]

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)氮在自然界中的循环过程主要生成一些含氮元素的盐类物质，无其他类别物质生成(　　)

(2)实验室可用排空气法收集N2(　　)

(3)N2在通常状况下与O2反应生成NO2(　　)

(4)合成氨反应属于自然固氮中的高能固氮(　　)

2．下列关于氮气的说法中错误的是(　　)

A．通常情况下，氮气性质比较稳定

B．可在氧气中燃烧，生成一氧化氮

C．通常情况下，氮气在水中的溶解度很小

D．跟氢气在一定条件下发生反应时，氮气是氧化剂

3．(2019•北京合格考)下列关于二氧化氮性质的描述中，不正确的是(　　)

A．无色气体

B．有刺激性气味

C．相同条件下密度比空气的大

D．能与水反应

4．下列属于人工固氮的是(　　)

A．闪电条件下N2与O2反应

B．NH3与HCl直接化合生成NH4Cl

C．在高温、高压、催化剂条件下合生成NH3

D．豆科植物根瘤菌将N2转化为含氮化合物

氮的氧化物与O2、H2O反应的计算

[难度增一点]

[典例]　现有NO2、O2混合气体12 mL，通入足量水中，充分反应后逸出气体2 mL(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积是(　　)

A．2.2 mL  B．2.4 mL

C．3 mL D．4 mL

[知能深一点]

氮的氧化物与O2、H2O反应的计算3种方法

1．加合式法

(1)NO2和O2的混合气体溶于水的计算：

由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知，当体积比：

VNO2∶VO2＜4∶1　剩余O2＝4∶1　恰好完全反应＞4∶1　剩余NO2

(2)NO与O2同时通入水中：

2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，总的化学方程式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。

当体积比：

V(NO)∶V(O2)＜4∶3　剩余O2＝4∶3　恰好完全反应＞4∶3　剩余NO

(3)NO2、NO、O2的混合气体通入水中：

①可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理。

②也可先将NO2和H2O反应转化为NO，再按4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3情况处理。

2．原子守恒法

4NO2＋O2和4NO＋3O2从组成上均相当于2N2O5的组成，都与N2O5＋H2O===2HNO3等效。当NO、NO2、O2的混合气体溶于水时利用混合气体中N、O原子个数比进行分析判断。

n(N)∶n(O)＜2∶5　剩余O2＝2∶5　恰好完全反应＞2∶5　剩余NO

3．电子守恒法

NO与O2的混合气体通入水中发生反应：2NO＋O2=== 2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，在反应中，存在着NO向NO2转化、NO2向HNO3转化的同时又生成NO的循环反应。但总体来讲，NO→HNO3，N的化合价升高是由于被O2氧化，因此可写出

在氧化还原反应中得失电子数必然相等。

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