《自然界中的氮循环》课件1

(1)在自然界中豆科植物根部的________，把空气中 的氮气转变为________等含氮的化合物。动物遗体中的蛋 白质被微生物分解成________、________和________，又 回到土壤，被植物吸收利用。在放电条件下，空气中少量 的________与 化合生成NO，NO和O2 迅速生成 ________并随水进入土壤和水体。 根瘤菌 硝酸盐 氮气 氧气 NO2 铵离子 硝酸根离子 氨
(3)若在一次雷雨闪电中两块云间的电势差为109 V， 从一块云移到另一块云的电量约为30 C，此次闪电放出的 能量是______kJ。 (4)若闪电时有千分之一的能量用于生成NO，能产生 NO ______ mol。 (5)此次雷雨生成物相当于给大地施加尿素 [CO(NH2)2]肥料______kg。
3.氮的固定 (1)概念：________________________叫氮的固定。 (2)分类：主要分为__________________。
(1)使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的方法
(2)自然固氮 、人工固氮(或工业固氮)
综合拓展 氮的氧化物以及与氧气混合后溶于水的情况分析 (1)NO2或NO2与N2(非O2)的混合气体溶于水时，可根 据反应：3NO2＋H2O 2HNO3＋NO，利用气体体积的 变化差值进行计算。 (2)NO2和O2的混合气体溶于水时，根据反应：4NO2＋ O2＋2H2O 4HNO3 当V(NO2)∶V(O2)＝4∶1时，恰好反应，无剩余气体； 当V(NO2)∶V(O2)＜4∶1时，剩余氧气； 当V(NO2)∶V(O2)＞4∶1时，NO2过量，剩余气体为 NO，且体积为过量NO2体积的1/3。
(2)人们通过化学方法把空气中的氮气转化为 ________，再根据需要进一步转化成各种__________。 (3)化石燃料燃烧、森林和农作物枝叶燃烧所产生的 ________通过大气进入陆地和海洋，进入氮循环。 (2)氨 含氮化合物如氮肥、硝酸等 (3)氮氧化合物
综合拓展 关于氮气制取的方法
(4)由题意知，每吸收180.7 kJ的能量，即可合成 NO 2 mol，此次闪电放出能量的千分之一就是3×104 kJ，它可以 生成NO：3×104 kJ÷180.74 kJ×2 mol＝332 mol。
(5)由氮守恒又可找出NO与尿素的关系式为 2NO——CO(NH2)2 2 mol 60 g
自然界中氮循环
1．了解氮的固定，掌握氮气的性质。 2．掌握NO、NO2的重要性质及其与环境的关系。
氮在自然界中的循环 知识清单 1．氮的存在，氮是地球上含量丰富的一种元 素，以________的形式存在于大气中，以________ 的形式存在于动植物体里、土壤和水体中。 2．氮在自然界中的循环 单质 化合物
加热
尝试应用 1．下图是氮元素在自然界中的循环示意图，又知 1 mol氮气与氧气化合生成2 mol NO气体时需吸收180.7 kJ热量。试回答：
(1)图中________过程称为氮的固定(填写序号)。 (2)下列能将蛋白质转化为氨的生物是______(填写字
母 )。
A．藻类 B．分解者 C．化能合成细菌
解析：本题以自然界中氮元素的循环为主线，综合考 查了化学、生物、物理三个学科的知识。 (1)将氮元素由游离态变为化合态的过程叫做氮的固定， 显然只有过程①符合。 (2)蛋白质转化为氨属于蛋白质的水解和分解，能完成 这一过程的生物应为“分解者”。 (3)两块云放电时，其放出的能量可用下式计算： E＝UIt＝UQ＝109×30＝3×1010(J)＝3×107(kJ)
即每产生2 mol NO相当于给大地施加尿素60 g，则 332 mol NO相当于施加尿素的量为：332 mol/2 mol×60 g＝9960 g＝9.96 kg。 答案：(1)① (2)B (3)3×107 (4)332 (5)9.96
氮循环中的重要物质及其变化 知识清单 1．氮气
(1)与氧气反应：化学方程式为：________________。
(3)NO和O2同时通入水中时，此时的反应为： 4NO＋3O2＋2H2O 4HNO3 当V(NO) ∶V(O2) ＝4∶3时，恰好反应，无剩余气体； 当V(NO2)∶V(O2)＜4∶3时，剩余氧气； 当V(NO2)∶V(O2)＞4∶3时，剩余NO。 特别提示：将方程式4NO2＋O2＋2H2O = 4HNO3与 4NO＋3O2＋2H2O = 4HNO3相加可以得到方程式NO2＋NO ＋O2＋H2O = 2HNO3，由此可知NO、NO2、O2等体积混 合时恰好能被水完全吸收，但混合气体能被水完全吸收时 三者不一定必须是等体积，其实只需要混合气体的O2分为 两部分，一部分恰好与NO反应，另一部分恰好与NO2反应 即可。
物质
颜色 毒性
NO
________ ________
NO2
________ ________
溶解性 气味
转化
________ 无味
________ ________
________ 刺激性气味
无色 红棕色 剧毒 剧毒 不溶解 与水反应 2NO＋O2 2NO2 ； 3NO2＋H2O 2HNO3＋NO
溶于பைடு நூலகம்并
NaNO2＋NH4Cl===NH4NO2＋NaCl NH4NO2=====N2↑＋2H2O
特别提示：1.将空气液化后，升温时先挥发出 的气体是沸点低的气体，故先得到氮气。 2．实验室制备氮气时，可以发生氧化反应制 得(如将氨气与氧化铜加热)，也可以发生还原反应 制得(如用氨气还原氮的氧化物制取氮气)。
(2)与氢气反应：化学方程式为：________________。 (3)与金属镁反应： 此反应的化学方程式为：_____________________。 (1)N2＋O2
放电
2NO
(2)N2＋3H2
高温、高压 催化剂
2NH3
点燃 Mg N (3)3Mg＋N2 ===== 3 2
2．一氧化氮和二氧化氮
分离空气法：空气中约含五分之四(体积分数)的氮气， 因此工业上所需的氮气都是从空气中提取的。其方法通常 有两种，一是分离液态空气法，即将液态空气减压分馏； 二是将可燃物在限定容积的容器内燃烧除去氧气，从而获 得氮气。
实验室制法：在实验室要制取较纯的氮气，可以加 热饱和氯化铵溶液与亚硝酸钠晶体(或饱和溶液)的混合物 来制备氮气。由于该反应是放热反应，所以当加热到开始 反应时就应停止加热，发生反应的化学方程式为：