自然界中氮的循环以及氮循环中的重要物质
氮的循环

2NO + O2 =2NO 2
NO作还原剂,表现还原性 作还原剂, 作还原剂
该性质可用于检验NO气体。 气体。 该性质可用于检验 气体
⑶根据视频2,你认为二氧化氮溶于水是否发生了化学反应? 根据视频 ,你认为二氧化氮溶于水是否发生了化学反应? 若是,请推测其可能的产物。 若是,请推测其可能的产物。
高温
ห้องสมุดไป่ตู้
+2 -2
-2
白色晶体, 4.铵盐 铵盐(NH4+) 白色晶体,易溶于水 铵盐 化学性质: 化学性质:
①某些铵盐受热易分解: 某些铵盐受热易分解: NH4Cl = NH3 + HCl NH4HCO3 = NH3 + H2O + CO2 铵盐与碱反应: ②铵盐与碱反应: NH4 +
+
OH-
= NH3·H2O = NH3 + H2O
NH3 + HCl = NH4Cl (白烟) 白烟) NH3 + HNO3 = NH4NO3 (白烟) 白烟) 2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4
③NH3具有还原性
-3 0
4NH3 + 5O2催化剂 4NO + 6H2O = 2NH3+3CuO=3Cu+N2+3H2O 2NH3+3Cl2=N2+6HCl
化学性质: 化学性质:
无色液体, 5.硝酸(HNO3)无色液体,易挥发 硝酸( 硝酸
①不稳定性: 不稳定性: 4HNO3 = 4NO2+2H2O+O2
受热 见光
浓硝酸显黄色,硝酸在棕色瓶中保存。 浓硝酸显黄色,硝酸在棕色瓶中保存。 酸性:可与指示剂、碱性氧化物、 ②酸性:可与指示剂、碱性氧化物、碱、盐反应 强氧化性: ③强氧化性: Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O 浓 3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O 稀 C + 4HNO3(浓) = CO2 + 4NO2 + 2H2O 浓 钝化: 钝化:铁、铝在冷的浓硫酸或浓硝酸中迅速形成致密的 氧化膜,难以发生其它反应。 氧化膜,难以发生其它反应。
《自然界中的氮的循环以及氮循环中的重要物质》

3.一定条件下,将等体积的NO和O2的混合气体 置于试管中,并将试管倒立于水槽中,充分反应后剩
余气体的体积为原总体积的( )
A.1/4
B.3/4
C.1/8
D.3/8
解析:NO 和 O2 反应生成 NO2 , NO2 溶于水又生成 NO。 2NO+O2 ===2NO2 ① 3NO2 +H2O ===2HNO3 +NO② 由方程式可知等体积气体混合时,O2 过量, ②中生成的 NO 会再被 O2 氧化,多次循环, 将①②两方程式合并成 4NO+3O2 +2H2O===4HNO3 等体积混合,余 O2 1/4 体积,原混合气体 2 体积, 余气为原气 1/8。
(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
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。
放电
高温、高压
(1)N2+O2
2NO (2)N2+3H2 催化剂
(3)3Mg+N2
点燃 =====
Mg3N2
2NH3
2.一氧化氮和二氧化氮
无色 红棕色 剧毒 剧毒 不溶解 溶于水并
与水反应 2NO+O2
2NO2 ;
3NO2+H2O
2HNO3+NO
3.氮的固定 (1)概念:________________________叫氮的固定。 (2)分类:主要分为__________________。
氮的循环

天上
N2
NO NO2
人间
NH3
HNO3
地下
NH3 、NH4
+、 NO
—
3
二、氮循环中的重要物质
.. … … N
放电
1、氮气
(1)物理性质:
N
无色、无气味的气体;难溶于水;密度比空气稍小。 (2)化学性质 : 氮气的化学性质很不活泼。 氮气可用作保护气,充填灯泡。 N2 + O2 2NO
..
在新疆和青海两省交界处,有一狭长山谷,有时牧民和牲畜进 入后,风和日丽的晴天顷刻间会电闪雷鸣,狂风大作,人畜常遇雷 击而倒毙,被当地牧民称为“魔鬼谷”。 奇怪的是这里草木茂盛,你知道其中的原因吗?
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+ 2NO↑ +4H2O 铝、铁遇冷、浓HNO3会发生钝化。 C + 4HNO3(浓) CO2↑+ 4NO2↑+ 2H2O
王水:浓硝酸与浓盐酸按体积比1 :3混合而成 。
浓硝酸的氧化性强于稀硝酸 硝酸的浓度越小被还原的程度越大。 HNO3 浓→ NO2 稀→ NO
NO2既是氧化剂又是还原剂 2NO2 N 2O 4
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3 4NO + 3O2 + 2 H2O =4HNO3
问题讨论: 1、如何检验一氧化氮? 无色气体遇空气立即变为红棕色,说明是NO。 2、能不能用排空气法收集一氧化氮?为什么? 因为NO易被空气中O2氧化成NO2 ,所以不能用 排空气法收集。
金属跟硝酸反应的本质:+5价氮元素得电子,被还 原为低价态氮的化合物或氮气。 3Fe2+ + NO3- + 4H+ = 3Fe3+ + NO↑ + 2H2O 铁粉与稀硝酸反应的化学方程式 Fe + NO3- + 4H+ = Fe3+ + NO↑ + 2H2O 2Fe3+ +Fe = 3Fe2+
高中化学 3.2.1 自然界中氮的循环及氮循环中的重要物

4.在自然界中,大豆、蚕豆等豆科植物不施肥,仍能表
现出良好的长势,其原因是什么?
答案:大豆、蚕豆等豆科植物根部的根瘤菌能把空气
中的氮气转变为硝酸盐等含氮的化合物,植物的根从
土壤中吸收NH
+和硝酸盐。
4
5.工业上用 H2 和 N2 在一定条件下合成 NH3:N2+
3H2
2NH3,在相同条件下向一定体积
(2)NaHCO3 分别与稀 HCl、NaOH 溶液反应,离子方程 式是:HCO- 3 +H+===H2O+CO2↑、HCO- 3 +OH-===CO23-+ H2O。
(3)空气中含量最多的气体是 氮气 ,其化学性质 稳定 。 试写出氮元素+2 价和+4 价对应氧化物化学式:NO 、NO2 。
一、氮在自然界中的循环 1.氮元素的存在
③
(3)2NO+O2===2NO2
④
2.不同情况的反应及剩余气体的体积
序号
气体
反 剩余 剩余气体的体积
应 气体
Ⅰ
NO2
① NO
1 3V(NO2)
Ⅱ
NO2+NO
① NO V(NO)原+13V(NO2)
序号
气体
反 剩余 剩余气体 应 气体 的体积
VNO2=
VO2
②无
0
4∶1
Ⅲ NO+O2 VVNOO22<4∶1 ②
计算的依据是化学反应方程式,根据化学方程式分析各反 应物的量、判断剩余气体的种类。应用守恒法进行计算。
1.有关的化学方程式
(1)单一气体:3NO2+H2O===2HNO3+NO ① (2)混合气体:
①NO2与O2混合:
4NO2+O2+2H2O===4HNO3
②
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。
高中氮的循环知识点

氮的循环一、氮在自然界中循环1、氮的固定使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程叫氮的固定,简称固氮。
正是通过氮的固定,开始了氮在自然界中的循环,氮的固定有自然固氮和人工固氮两种方式。
2、自然固氮(1)生物固氮:大豆、蚕豆等豆科植物的根部含有根瘤菌,能把空气中的N2转变为硝酸盐,被植物吸收。
故豆类植物不需要施用氮肥,这种固氮方式占整个自然固氮的90%。
(2)高能固氮:通过闪电等高能量途径把N2固定的方式为高能固氮。
涉及到的反应主要有:N2+O22NO 2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO可知,N2最终变成HNO3,即正常的雨水略呈酸性。
HNO3与土壤中的矿物作用,得到硝酸盐,被植物吸收,这就是“雷雨发庄稼”的科学道理。
3、人工固氮人们在工业生产中把N2转化为氮的化合物的方法为人工固氮,又叫工业固氮。
常见的方法有:(1)N2与H2合成NH3:,该反应为工业制HNO3的基础反应。
(2)仿生固氮:用某些金属有机化合物做催化剂,实现常温、常压固氮,这些金属有机物类似于根瘤菌,故又叫仿生固氮,这是目前科学界较为关注的研究性课题。
4、氮在自然界中的循环人们在生产活动中也涉及到了氮的循环,其中主要是利用N2与H2合成工业中重要的生产原料——NH3,即人工固氮。
涉及到两种很重要的物质:NH3、HNO3。
二、氮循环中的重要物质及其变化1、氮气,常况下是一种无色无味的气体,难溶于水,通常无毒。
氮气占空气体积总量的78.12%,是空气的主要成份。
氮气的化学性质很不活泼,只在特殊条件下,才能以下反应。
①与氧气反应:通常状况下氮气和氧气不反应,但在放电条件下,却可以直接化合生成NO。
反应的化学方程式为:★N2+O2闪电2NO②与氢气反应:在高温、高压、催化剂作用下,氮气和氢气可以反应制得氨气。
反应的化学方程式为:★N2 + 3H22NH3 此反应是工业合成氨的反应③与金属镁反应:金属镁可以在氮气中燃烧,生成氮化镁。
鲁科版必修一氮的循环ppt课件.pptx

东京展出富士重 工电动汽车概念
车R1e
酸雨
酸雨的形成
酸雨的 危害
光化学烟雾
广 州
洛杉矶光化学烟雾
伦敦光化学烟雾
水体富营养化
被污染的河流
悲哀的海豚
【练一练】1、写出Ag与浓、稀硝酸的反应方程式 2、写出Fe与足量的稀硝酸的反应方程式
【小结】
①浓、稀硝酸均具有强氧化性;
2、化学性质
⑴不稳定性:
加热或光照
4HNO3 2H2O 4NO2 O2
[思考]为什么浓硝酸常呈黄色?
硝酸分解放出的二氧化氮气体溶于硝酸而使浓硝酸呈黄色。
[思考]浓HNO3如何保存?
保存在棕色试剂瓶,置于冷暗处。
(2)具有酸的通性:
⑶强氧化性: ①与金属的反应:
Cu片与浓硝酸反应的现象: Cu片逐渐溶解,有红棕色气体 放出,反应较快,溶液变为绿色。
中不可能形成喷泉的是(B)
A、HCl和H2O
B、O2和H2O
C、NH3和H2O
D、CO2和NaOH
(2)如果用图甲装置产生喷泉成败的关键原因是:
。
练课堂习
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
联想·质疑
闪电
闪电时空气中会发 生哪些化学反应?
这些反应和生成的 物质对人类的生产 生活有什么影响?
一、氮在自然界中的循环
氮在自然界中的循环示意图
思考:氮循环过程中的重要物质有哪些?
N2、氮的氧化物、氨气、氨盐、HNO3
N2O5 HNO3 NO2 N2O4 N2O3 HNO2 NO
第二节 氮的循环(共53张PPT)

2NO+O2 3NO2+H2O
2NO2 2HNO3+NO
(二)、铵态氮肥(铵 盐)
种类
铵 态 氮 肥
化学式
NH4HCO3 NH4Cl NH4NO3 (NH4)2SO4
含氮量
17.7% 26.2% 35% 21.2% 46.7%
性
状
白色结晶,吸湿性很 强,易潮解,溶于水,弱碱性 白色或淡黄色结晶,有吸湿性, 溶于水,酸性. 白色结晶,易潮解,溶于水, 微酸性, 白色粒状结晶,吸湿性不大, 不易结块 白色或浅黄色针状结晶或小颗 粒,溶于水,中性
3、若试管中为一氧化氮气体,通入的氧气与 一氧化氮的体积比要为多少可使试管中无气体 剩余?
4NO+ 2H2O +3O2 = 4HNO3 O2:NO的体积比为 3:4
练习巩固: 1、起固氮作用的反应是( A ) A、N2和H2在一定条件下合成NH3
B、NO与O2反应生成NO2 C、NH3催化氧化生成NO D、由NH3造硝酸铵
【联想· 质疑】
氨中氮元素的化合价是 -3 ,请从 化合价的角度分析,氨还可能具有什 么性质?它能与哪些物质发生反应?
(3) 氨跟氧气的反应(氨的催化氧化)
高温 4NH3+5O2 催化剂
还原剂 氧化剂
4NO+6H2O
工业制硝酸的基础
请写出以氨为原料制取硝酸的化学方程式?
4NH3+5O2
高温 4NO+6H2O 催化剂
2、下列过程属于人工固氮的是( C ) A、分离液态空气制氮气 B、闪电时N2转化为NO C、工业合成氨 D、豆科植物根瘤菌固氮
3、有一句谚语叫“雷雨发庄稼” , 请写出有关化学方程式 N2+O2
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)
解析:NO 和 O2 在常温常压下易发生化合反应生成 NO2:2NO+O2===2NO2;而 CO 和 O2 反应需点燃;N2 和 O2 反应需放电或高温条件。 答案:B
要点 氮的氧化物溶于水的计算 问题: 解决氮的氧化物溶于水的计算问题有哪些方法? 1.原理。
相关化学方程式: ①3NO2+H2O===2HNO3+NO ⇒总反应式⇒ ②2NO+O2===2NO2
(2)NO 与 O2 反应:2NO+O2===2NO2。 (3)NO2 与 H2O 反应:3NO2+H2O===2HNO3+NO。 (4)NO2 与足量 O2 及 H2O 的综合反应:4NO2+O2+ 2H2O===4HNO3。 (5)NO 与足量 O2 及 H2O 的综合反应:4NO+3O2+ 2H2O===4HNO3。
NO2 体积为 10 mL-0.8 mL=9.2 mL。(2)剩余的是 O2, 则有 10 mL-2 mL=8 mL 是 NO2 和 O2 的混合气体, 按反应: 4NO2+ O2+ 2H2O===4HNO3 进行。所以 NO2 4 的体积为 8 mL× =6.4 mL,O2 体积为 10 mL-6.4 1+ 4 mL=3.6 mL。
答案:(1)若剩余的是 NO,则 NO2 和 O2 的体积分别 为 9.2 mL 和 0.8 mL (2)若剩余的是 O2,则 NO2 和 O2
的体积分别为 6.4 mL 和 3.6 mL
解题归纳 (1)氮的氧化物或氮的氧化物与 O2 的混合气体溶于水 时,剩余的气体可能是 O2,也可能是 NO,但不可能是 NO2,因为 NO2 又会与水反应生成 NO。 (2)对于连续发生的化学反应,可用化学方程式叠加 的反应而得到复合反应,解决问题更简便。
③
O2
先③ V(NO2) NO >4∶1 V(O2) 后①
V(NO) =4∶3 V(O2) Ⅳ NO+O2 V(NO) >4∶3 V(O2) V(NO) <4∶3 V(O2)
④ ④ ④
无 NO O2
将 10 mL 充满 NO2 和 O2 的混合气体的试管, 倒置在 水槽中,反应停止后试管内剩余 2 mL 的无色气体,求原 混合气体中 NO2 和 O2 各多少毫升? 思路点拨:氮的氧化物溶于水(包括与 O2 混合)剩余 气体只能为 NO 或 O2。
比较项目 色态 气味 密度(与空气相比) 溶解性 毒性 N2 无色气体 无味 略小 不溶于水 无毒 略大 不溶于水 有毒 NO 无色气体 NO2 红棕色气体 刺激性气味 大 易溶于水 有毒
2.化学性质。
放电或高温 ========== (1)N2 与 O2 反应:N2+O2______________ __2NO。
第3章
自然界中的元素
第2节 第 1 课时
氮的循环
自然界中氮的循
环以及氮循环中的重要物质
[学习目标]
1.了解氮的固定以及氮在自然界中的循
环。2.了解氮气的性质。3.掌握 NO、NO2 的重要性质。
知识衔接 空气的主要成分是氮气和氧气。氮气是一种无色无 味气体,不溶于水,化学性质稳定。
自主学习 一、N2、NO 和 NO2 的性质 1.物理性质。
解析:剩余 2 mL 气体可能是 NO 或 O2,分两种情 况讨论: (1)剩余的是 NO, 可以看成先发生了反应: 4NO2 +O2+2H2O===4HNO3,剩余的 NO2 又与水作用,最终 有 2 mL NO 产生。由反应 3NO2+H2O===2HNO3+NO 得剩余的 NO2 体积为 2 mL×3=6 mL。 则原有 O2 体积为 1 (10 mL-6 mL)× =0.8 mL, 4+1
(4)NO、NO2 都是非金属氧化物,都是酸性氧化物。 ( )
(5)世界真奇妙,雷雨发庄稼。(
)
(6)实验室收集 NO, 既可以用排水法又可以用排空气 法。( ) (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)×
答案:(1)√
2. 下列各组气体, 在常温常压下不能共存的是( A.CO 与 O2 C.O2 与 N2 B.NO 与 O2 D.NO2 与 O2
二、氮的固定
易错提醒 1. 氮气不是不与氧气反应, 是在通常条件下不反应。 2.氮气在特殊条件下能与许多物质反应,如镁条能 在氮气中燃烧。 3.NO 是一种无色气体,它的气味很难闻到,因为 它极易与空气中的氧气反应。
4.NO2 的红棕色是它的物理特性,在判断时常用其 “特性” 。
自我检测 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)通常情况下 N2 化学性质稳定,可以用作保护气。 ( ) (2)N2 在一定条件下, 既有氧化性又有还原性。 ( (3)NO、 NO2 都是有色、 有刺激性气味的气体。 ( ) )
③4NO2+O2+2H2O===4HNO3 ④4NO+3O2+2H2O===4HNO3
2.氮的氧化物溶于水的可能情况。
序号 剩余 气体 NO NO 无
气体 NO2 NO2+NO NO2+O2 V(NO2) =4∶1 V(O2)
反应 ① ① ③
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
V(NO2) <4∶1 V(O2) Ⅲ NO2+O2
在标准状况下,将 O2 和 NO2 按 1∶4 体积比充满干 燥烧瓶,把烧瓶倒置于水中,瓶内液体逐渐上升,假设 烧瓶内溶液不扩散,最终烧瓶内溶液里溶质的物质的量 浓度为( ) 4 B. mol·L-1 5 1 D. mol·L-1 42
பைடு நூலகம்
1 A. mol·L-1 14 1 C. mol·L-1 28 答案:C