高一化学氮的循环
高一化学氮的循环的知识点
高一化学氮的循环的知识点氮是地球上最丰富的元素之一，它在自然界中以气体的形式存在，占据了大气中的78%。
然而，氮气对大多数生物来说是无法直接利用的。
为了满足生物体的需求，氮必须先被转化成可供利用的形式，进入生物体的食物链中。
这一过程被称为氮的循环。
氮的循环包括氮气固氮、氮的硝化和氮的脱氮。
在这三个过程中，氮在不同形式之间进行转化，从而保持了地球上氮元素的平衡。
首先，我们来看氮气固氮这一过程。
氮气固氮是指将氮气转化成氨氮（NH3）或者铵盐（NH4+）的过程。
固氮的主要方式有两种：大气固氮和土壤固氮。
大气固氮是指氮气转化成氨氮的过程，其中最主要的作用是由氮气还原酶催化的。
这种酶存在于一些细菌和蓝藻中，它们能够利用氮气将其转化为氨氮。
这一过程中，固氮细菌通过吸附氮气分子并将其还原为两个氨气分子，然后氨气与水反应生成氨。
此外，一些雷暴也可能通过闪电将氮气转化为硝酸盐，这也是大气中固氮的一种方式。
而土壤固氮是指氮气转化成铵盐的过程，这一过程主要由土壤中一种叫做固氮细菌的微生物来完成。
这些细菌通常生活在根部附近的土壤中，并与某些植物共生。
植物会分泌一些物质吸引这些细菌，然后细菌在植物的根附近将氮气固定为铵盐。
接下来，我们来看氮的硝化过程。
硝化是指将氨氮或铵盐转化为硝酸盐的过程。
这一过程涉及到两个主要的微生物群落：硝化细菌和反硝化细菌。
硝化细菌能够将氨氮或铵盐氧化成亚硝酸盐，然后进一步氧化成硝酸盐。
这两个步骤分别由不同的细菌完成。
亚硝酸盐在水体中相对不稳定，容易被进一步氧化为硝酸盐。
这种氮化细菌能够适应较低的温度和较酸性的环境。
与硝化细菌相对的是反硝化细菌。
这些细菌具有还原硝酸盐的能力，将其还原为氮气并释放到大气中。
这一过程是氮循环中的一个重要环节，有助于维持地球大气中氮气的含量。
最后，我们来看氮的脱氮过程。
脱氮是指将有机物中的氮转化为氨氮或氮气的过程。
这一过程主要发生在土壤中，涉及到一些细菌和真菌。
在有机物分解的过程中，细菌和真菌会利用有机物中的氮，将其转化为无机形式的氮。
化学 必修1 3.2氮的循环
2NH4Cl＋Ca(OH)2
固体 固体
△
2NH3 ＋CaCl2＋2H2O
② 发生装置： 固固加热型 与实验室制O2相同 碱石灰（CaO和NaOH的混合物） ③ 干燥： ④ 收集方法： 向下排空气法 ⑤ 验满方法： 湿润的红色石蕊试纸靠近集气瓶口
氨气的实验室制法
【课堂小结】
一、氨气 （1）物理性质 （2）化学性质 二、铵盐 （1）物理性质 （2）化学性质
NH4 + OH
NH3 + H2O
铵根离子的检验： 与碱共热，看产生的气体是否 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
【交流· 研讨】
应当怎样合理地保存和使用铵态氮肥？
保存方法： 密封、阴凉通风处保存。 施肥注意事项：
铵态氮肥不能与碱性物质（如草木灰）混合施用， 并将其埋在土下以保持肥效。
(三)、氨气的实验室制法
化学 性质
2NO+O2=2NO2
3NO2+H2O= 2HNO3+NO
闪电是雷雨天常见的一种自然现象。农村有句谚语 “一场雷雨一场肥”，雷雨过后，人们发现庄稼的 长势非常好，叶子绿油油的，好像刚施过氮肥一样。 那么雷雨天，如何生成了肥料呢？
N2
O2
放电
NO
O2
NO2
H2O
HNO3
土壤 中的 矿物 质
① 不稳定性，受热易分解： NH4Cl
△
NH3 + HCl
（NH3 +HCl
NH4Cl）
【实验2】取少量碳酸氢铵固体放在试管中加热，并将生 成的气体通入新制的澄清石灰中，观察发生的现象。
实验
实验现象
结 论
2
试管内壁有水 珠出现，石灰 NH4HCO3 △ NH3 + CO2 + H2O 水变浑浊
公开课示范课氮的循环课件高一化学鲁科版(2019)必修一
2NO2
N2O4（无色）
思考：雷雨发庄稼的科学依据
在新疆和青海放的电交界处，有一处山谷，
每N当2 牧+ 民O和2 牲畜进入后2N，O风和日丽的
晴天顷刻电闪雷鸣，人、畜遭雷击而
2毙N命O，奇+ 怪O的2 =是这2N里O牧2草茂盛、四季
常青，被当地人称为魔鬼谷。最近地
3质N工O作2者+揭H开2了O谜=底2-H-该N地O质3 表+层N处O
由 2NO＋4ON2=O==+2N3OO2 和2+42NHO22＋OO=2＋42HHN2OO==3=4HNO3，可得总
反应式 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，由此可知：
＝4∶3，恰好完全反应，无气体剩余
V(NO)∶V(O2)＞4∶3，剩余气体为NO ＜4∶3，剩余气体为O2
若
注意： (3)有关 NO、NO2、O2 混合气体与 H2O 反应后剩余气体的问题，
【迁移应用】
在浓硝酸中放入Cu片 （1）开始的化学反应方程式
Cu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2N。O2 ↑+2H2O （2）若Cu有剩余，则反应将要结束时的反应方程式 为 3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 。 （3）反应停止后，加入少量的稀硫酸，这时铜片上又有气泡
氮的氧化物——NO和NO2
NO
物理性质 无色、无味的有毒气体
水溶性
难溶于水
与O2 与H2O反应 收集方法
2NO+O2=2NO2
不反应
排水法
6NO+4NH催3 化=∆ 剂5N2+6H2O
NO2
红棕色、有刺激性气味的有毒气体 易溶于水 不反应
《氮的循环》课件
硝化作用和反硝化作用之间的平衡对于维持自然界的氮素循环和 生态平衡具有重要意义。
影响因素
影响硝化作用和反硝化作用的平衡的因素包括环境条件、微生物活 性、土壤和水域的特性等。
平衡的维护
维护硝化作用和反硝化作用的平衡需要采取一系列措施，包括合理 使用化肥、控制土壤和水域的污染等。
05
氮的循环与环境
细菌完成。
氨化是将含氮有机物转化 为氨的过程，是许多植物 和微生物的重要营养来源
。
氮的循环的重要性
氮的循环对维持地球生态平衡具有重要意义 ，是生物圈中氮素循环的重要环节。
氮的循环对农业生产也具有重要意义，通过 合理利用和管理氮肥，可以提高农作物的产 量和质量。
同时，氮的循环也对全球气候变化产生影响 ，如过量排放含氮气体可能导致温室效应加 剧。
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THANKS
应加剧，进而影响全球气候。
减少氮气排放、改善氮的循环利 用是减缓全球气候变化的重要措
施之一。
氮的循环与水体富营养化
水体富营养化是指水体中营养物质（如氮、磷等）过多，导致水生生物大量繁殖的 现象。
氮的循环过程中，过量的氮气排放和流失会导致水体富营养化。
控制氮的排放和合理利用是防治水体富营养化的重要措施之一。
硝酸盐
氨在有氧条件下被氧化成硝酸盐 ，这是植物生长所需的氮肥之一
，对农业非常重要。
硝酸
氨氧化成硝酸的过程会产生大量能 量，这是人类利用能源的一种方式 ，如通过汽车尾气中的一氧化氮和 氧气反应生成硝酸。
氮气
在自然环境中，氨通过生物固氮作 用和闪电等自然现象转化成氮气， 重新回到大气中，完成氮的循环。
04
反硝化作用
01
高一化学氮的循环
NH4Cl === NH3↑ + HCl↑ △ NH4HCO3 === NH3↑+CO2 ↑ + H2O NH4 NH3↑ + H2O 检验NH4+的方法
+
△
加热 产生氨气
产生使湿润 的红色石蕊 试纸变蓝的 气体
与碱 反应
+OH-===
△
氨气的实验室制法
易挥发，有刺激性气味 能与铜反应
能与铁反应
硝酸 具有 氧化 性
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 的液体，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
受热或见光
4HNO3 4 NO2 O2 2H 2O
思考：浓硝酸为什么常呈现黄色？
钝化
与非金属反应：
△
C 4 HNO （浓） 4 NO2 CO2 2 H 2O 3
人类活动对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.水体中过量的氮造成水体污染。
第二课时
复习回顾
1.氨气的喷泉实验
NH 3+H2O NH 3· H 2O NH 3· H 2O NH4 ++OH氨气 从何 而来？
NH 3· H 2O =NH3↑ +H2O
2.氨气与酸的反应
NH3+HNO3=NH4NO3 NH3 + H+ = NH4+
氮的循环第一课时自然界中的氮循环课件高一上学期化学鲁科版
2．NO2与水的反应可表示为：3NO2+H2O====2HNO3+NO，
关于此反应的下列说法中正确的是( D )
A．氮元素的化合价没有发生变化
B．NO2只是氧化剂 C．NO2只是还原剂 D．NO2既是氧化剂，又是还原剂
3. NO有毒，会结合血红蛋白造成人体缺氧。不过，人 们发现它可作为一种传递神经信息的“信使分子”，在 使血管扩张、免疫、增强记忆力等方面有着极其重要的
②过程：游离态
化合态
③分类：
自然固氮
人工固氮
高能固氮：闪电 10%
生物固氮：豆科植物 90% N2+3H2 高温、高压 2NH3
催化剂
仿生固氮（常温常压）
2、氮气
（1）物理性质
课本113页 目标二
颜色 气味 无色 无味
状态
溶解性
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
密度
气体
难溶于水 密度比空气稍小
(2)氮气的化学性质
与氧气反应
N2+O2 放电 N0
②与氢气反应
高温、高压
N2＋3H2 催化剂
2NH3
目标二
可逆反应：相同条件下，同时向正反两个方向进行的反应。 特征：不能进行到底，反应物、生成物同时存在
3.一氧化氮和二氧化氮 目标二
（1）物理性质
课本113页
氮的 氧化物 颜色 气味 状态 毒性 溶解度
NO
无色 无味 气体 有毒 难溶于水
NO2 红棕色 刺激性 气体 有毒 易溶于水
氮的循环涉及地球上生物圈的方方面面。
交流·研讨
课本111页
自然界中的氮的循环涉及许多氮及其化合物。请指 出所列化合物的物质类别和其中氮元素的化合价。
高一化学 知识点总结 必修一 3.2 氮的循环
3.2 氮的循环一、自然界中氮的循环：1．氮的存在形态氮是地球上含量丰富的一种元素，以游离态的形式存在于大气中，以化合态的形式存在于动植物体、土壤和水体中。
2．氮在自然界中的循环➢在自然界中豆科植物根部的根瘤菌把空气中的氮气转变为硝酸盐等含氮的化合物。
➢在放电条件下，空气中少量的N2与O2化合生成NO，NO和O2迅速生成NO2并随水进入土壤和水体。
➢人们通过化学方法把空气中的N2转化为NH3，再根据需要进一步转化成各种含氮化合物(如HNO3、氮肥等)。
二、氮气：1．物理性质➢色味态：无色无味气体➢溶解性：难溶于水➢密度：比空气略小2．化学性质放电2NO➢与氧气：N2＋O2=====➢与氢气：N2＋3H22NH3➢与镁：N2+3Mg点燃Mg3N23．用途➢氮气是合成氨，制硝酸的重要原料➢氮气因为性质稳定，经常用作保护气，比如用于焊接金属➢液氮可用作冷冻剂，应用于医学领域4、氮的固定(1) 概念：使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程(2) 分类：➢自然固氮：主要包括生物固氮和高能固氮➢人工固氮：主要包括合成氨固氮和仿生固氮三、氮的氧化物：12. 注意事项：➢酸酐的问题：N2O3是亚硝酸的酸酐，N2O5是硝酸的酸酐➢颜色的问题：只有NO2是红棕色气体，其余均为无色气体➢污染的问题：氮的氧化物都具有毒性，而且都是大气污染物，3. NO和NO2(1)物理性质➢色味态：NO是无色无味气体，NO2是红棕色有刺激性气味的气体➢溶解性：NO难溶于水，NO2易溶于水➢密度：NO比空气略小，NO2比空气大(2) 相互转换➢NO→NO2:2NO+O2====2NO2➢NO2→NO:3NO2+ H2O====2HNO3 + NO(3)影响➢NO：是传递神经信息的“信使分子”，但容易与血红蛋白结合而使人体缺氧。
➢NO2：能损坏多种织物和尼龙制品，对金属和非金属材料有腐蚀作用。
四、氨气：1．物理性质(1)NH3是无色、有刺激性气味、极易溶于水的气体，常温时，1体积水大约溶解700体积的氨气。
《氮的循环》课件(鲁科版必修1)
LOGO普通高中课程标准实验教科书化学1（必修）第三章第二节氮的循环知识回顾1.碳在自然界中的存在形态？2.碳酸钠、碳酸氢钠有哪些化学性质?联想·质疑闪电闪电时空气中会发生哪些化学反应？产生了哪些物质?这些反应和生成的物质对人类的生产和生活有什么意义？一、氮在自然界中的循环二、氮循环中重要物质及其变化1.氮气与氮的固定N2分子中,两个氮原子之间共用三对电子,使每个原子都达到稳定结构常温下性质稳定高温高压催化剂，放电氮的化合物在雷电交加的雨天放电N2+O2 2NO(NO是有毒、无色、难溶入水)2NO+O2 = 2NO2是有毒、红棕色、与水反应）（NO23NO2+H2O = 2HNO3+NONO与NO2的比较NO NO2物理性质化学性质无色有刺激性气味气体难溶于水，剧毒！红棕色有刺激性气味气体，能溶于水，剧毒！2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO在高温、高压和有催化剂N2+3H2 2NH3（可逆反应）催化剂高温高压游离态化合态氮的固定放电如：N 2+O 2 2NO N 2+3H 2 2NH 3小结:氮的固定人工固氮生物固氮高能固氮 自然固氮 氮的固定讨论与交流1.现给你一试管二氧化氮，其它药品和仪器自选，根据前面所学的反应，请你设计实验，要求尽可能多的使二氧化氮被水吸收。
2.你的设计对工业上生产硝酸有什么启示？充分利用原料，减少污染物的排放4NO2+O2+2H2O= 4HNO3课堂练习1.在一烧瓶中将NO2和O2以4:1的体积比（标准状况）混合,倒置于足量水中充分反应后所得0.036溶液的物质的量浓度为 mol/L2.将12mlNO2和O2的混合气体通入足量的水中，充分反应后余气2ml（气体均在相同状态下测定）求原各气体的体积。
NO2 8ml、O2 4ml或NO2 10.8ml、O2 1.2ml2.氨与铵态氮肥观察与思考实验实验现象结论NH3的喷泉实验NH3与HCl 形成红色喷泉产生大量白烟氨气极易溶于水1:680生成NH4Cl固体思考：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.[实验2]中的现象为什么会发生?这个实验说明浓氨水和浓盐酸各具有什么性质?3.氨中氮元素的化合价是-3价，请从化合价的角度分析，氨还可能具有什么性质？它可能与哪些物质发生反应？（1）氨的性质①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0.771g·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体积的氨气。
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3.水体中过量的氮对水体造成污染.
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
,离子
方程式为
。
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
瓶口有白雾，有刺激 易挥发，有刺激性气
性气味
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
。
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
。
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,源自原因是，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
氮的循环（三）
复习与思考
Ø 铵盐有哪些化学性质？ Ø 如何检验铵根离子？如何保存铵盐？ Ø 氨气有哪些物理性质和化学性质？ Ø 有哪些方法可以制得氨气？实验室如何制取氨
气？ Ø 为何说氨氧化反应是制硝酸的基础？ Ø 你知道硝酸的性质和用途吗？
二、氮循环中的重要化合物及其变化 1、氮气 与氮的固定 2、氨与铵态肥料 3、硝酸及其应用
能与铜反应 能与铁反应
硝酸 具有 氧化 性
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
加热或光照
4HNO3 2H2O 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 2NO 4H2O
研 v铁在稀浓硝酸中的反应方程式有哪些情况？ 讨 v浓硝酸为何可装在铁质或铝质容器中？
与非金属反应：
加热
4 HNO 3 C 2 H 2 O 4 NO 2 CO 2
三、人类活动对自然界氮循环的和环境的影响
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.
外链 代_发 / 外链 代_发
女急速地用自己紫玫瑰色鳄鱼模样的鼻子忽悠出金红色粗野飞舞的柴刀，只见她细长的暗灰色面包模样的二对翅膀中，飘然射出五十组耍舞着『银玉香妖闪电头』的仙翅枕头针状的花盆，随着女 伤兵罗雯依琦妖女的甩动，仙翅枕头针状的花盆像背带一样在双脚上诡异地敲打出隐隐光网……紧接着女伤兵罗雯依琦妖女又使自己亮黑色面具一样的短发晃动出金红色的键盘味，只见她暗黑色 娃娃一样的胸部中，突然弹出五十簇龟壳状的仙翅枕头壶，随着女伤兵罗雯依琦妖女的颤动，龟壳状的仙翅枕头壶像石怪一样，朝着壮扭公主极像波浪一样的肩膀斜转过来！紧跟着女伤兵罗雯依 琦妖女也飞耍着法宝像台灯般的怪影一样朝壮扭公主斜砸过来壮扭公主悠然圆润光滑、无忧无虑的快乐下巴奇特紧缩闪烁起来……时常露出欢快光彩的眼睛喷出浓绿色的飘飘阴气……特像两排闸 门一样的牙齿透出浓黑色的点点神香……接着旋动圆润光滑、无忧无虑的快乐下巴一叫，露出一副惊人的神色，接着抖动圆圆的极像紫金色铜墩般的脖子，像纯蓝色的千舌沙漠虎般的一旋，仙气 的齐整严密特像两排闸门一样的牙齿突然伸长了一百倍，能装下半个太平洋的背包也立刻膨胀了九十倍。紧接着弹射如飞、快似闪电般的舌头立刻弹出凶浪暗流色的桑花鼠哼味……如同明黄色飘 带一样的围巾喷出暗吵月光声和哈呵声……犹如瓜果成熟般的醉人之香朦朦胧胧窜出天憨光影般的飘舞。最后颤起粗壮的好像桥墩一样的大腿一吼，快速从里面跳出一道亮光，她抓住亮光奇妙地 一摆，一样青虚虚、灰叽叽的法宝¤天虹娃娃笔→便显露出来，只见这个这件神器儿，一边飘荡，一边发出“咝咝”的美音！。忽然间壮扭公主急速地用自己夯锤一般的金刚大脚秀出烟橙色潇洒 跳跃的马尾，只见她憨直贪玩、有着各种古怪想法的圆脑袋中，变态地跳出五十簇甩舞着¤巨力碎天指→的仙翅枕头鞭状的黑熊，随着壮扭公主的摇动，仙翅枕头鞭状的黑熊像卵石一样在双脚上 诡异地敲打出隐隐光网……紧接着壮扭公主又使自己镶着八颗黑宝石的腰带舞出烟橙色的飞船味，只见她反戴着白绿相间的牛头公主帽中，酷酷地飞出五十道旋舞着¤巨力碎天指→的雨丝状的仙 翅枕头号，随着壮扭公主的扭动，雨丝状的仙翅枕头号像香肠一样，朝着女伤兵罗雯依琦妖女瘦弱的肩膀斜掏过去！紧跟着壮扭公主也飞耍着法宝像台灯般的怪影一样朝女伤兵罗雯依琦妖女斜抓 过去随着两条怪异光影的猛烈碰撞，半空顿时出现一道深黑色的闪光，地面变成了粉红色、景物变成了鹅黄色、天空变成了亮白色、四周发出了和谐的巨响。壮扭公主极像波浪一样的肩膀受到震 颤，但精神感觉很爽！再看女