自然界中氮的循环
氮的循环
天空
N2
NH3
NO NO2
HNO3
地面 硝酸盐等
NH3 、NH4
+、 NO
—
NO NO2
地底
3
思考
1、自然界中的氮循环包括多种形式的含氮物质 的转化，有的对人类的生产、生活有益，有的则 产生了负面作用，请举例说明。
2、自然界素的化合价。
比较NO和NO2
NO 物理 性质 化学 性质 NO2
无色难溶于水的气体， 红棕色、有刺激性气 易与血红蛋白结合。 味的有毒气体，易溶 可作“信使分子”。 于水。 能与氧气反应： 2NO + O2 =2NO2 能与水反应： 3NO2+H2O=2HNO3+NO
1.大胆推测火箭发 射喷射的红色气体 是什么？
红棕色的NO2 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿； 3NO2+H2O = 2HNO3+NO
2NO+O2 = 2NO2 有关的化学方程式是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
＿。
②氮气与氢气的反应(工业合成氨)
N2+3H2
高温高压 催化剂
2NH3
③氮气与镁反应
N2+3Mg
点燃
Mg3N2
氮的固定
使空气中游离态的氮转化为含氮的化合物 叫做氮的固定，简称固氮。
高能固氮：10%如闪电
自然固氮 氮的固定 生物固氮：90%如豆科植物 合成氨
人工固氮 仿生固氮
-3 NH3
0 N2
+2 NO
N2既有氧化性也有还原性
2.NO和NO2
NO 无色
气体
颜色 气味 状态
NO2 红棕色 刺激性气味 气体
探究NO和NO2的相互转化
高中化学 3.2.1 自然界中氮的循环 氮气 一氧化氮和二氧化氮(探究导学课型)课件 鲁科版必修1
4．发射“天宫”一号的运载火箭，其推进剂引燃后发生剧烈
反应，产生大量高温无色气体(CO2、H2O、N2、NO)从火箭尾部
喷出。但在发射现场看到火箭尾部喷出大量红棕色的气体，产 生红棕色的气体的原因是( )
A．NO遇空气生成NO2
B．高温下N2遇空气生成NO2 C．CO2与N2反应生成CO和NO2 D．NO和H2O反应生成H2和NO2 【解析】选A。从产生的气体中可以看出能变红棕色的情况就
溶 解 性
毒性
难溶 于水 ______
有毒 ________
有毒 _______
2．相互转化
2NO+O2====2NO2 。 (1)NO→NO2：_______________ 3NO2+H2O====2HNO3+NO (2)NO2→NO：______________________( 工业制HNO3的原理)。
1．认识氮氧化合物的化学性质 (1)“雷雨发庄稼”蕴含了什么样的化学原理？ 【思路分析】 雷雨 闪电 N2和O2在该条件下反 应，最终产物为NO2
(1)NO2与雨水反应最
庄稼
氮肥
终转化成硝酸； (2)土壤中含有矿物质。
提示：空气中的氮气和氧气在放电的条件下生成NO，NO最终转 化生成硝酸，硝酸随雨水落入土壤与其中的矿物质等发生反应 生成硝酸盐，为土壤补充了氮肥，所以庄稼生长旺盛。
3．氮的固定 含氮化合物 的方法。 (1)定义：使空气中游离态的氮转化为_____________ (2)固氮类型。 高能固氮 生物固氮 人工固氮 合成氨
自然固氮 氮的固定
仿生固氮
(3)实例。
高温、高压 放电 2NO属于_____ 自然 固氮，N2+3H2 N2+O2 ==== 2NH3，属于 催化剂 人工 固氮，豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为含氮化 ______
第1课时_自然界中氮的循环_氮气及
19
(2)若 NO2 过量，设过量的 NO2 体积为 y 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 3 y＝6 mL 1 2 mL
则参加反应的 NO2 和 O2 总体积：12 mL－6 mL＝6 mL V(O2)＝6×(1/5)＝1.2 mL， V(NO2)＝12－1.2＝10.8 mL。
答案 1.2 mL
解析
( C )
根据反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 中元素化
合价的变化可判断。 NO2 中氮元素化合价既有升高也有 降低。
11
5．下列关于氮气的性质的说法中，错误的是 A．通常情况下，氮气性质很不活泼 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
( B )
D．跟氢气在一定条件下发生反应时，氮气是氧化剂
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NO2：8 mL，O2：4 mL 或 NO2：10.8 mL，O2：
11． 在元旦联欢会上， 某同学给同学们表演了一段魔术： 首先收集一集气瓶红棕色的气体，用玻璃片盖好， 然后向其中加入少量水，振荡后变为无色，然后轻 轻移动玻璃片使少量空气进入集气瓶，气体又变为 红棕色，振荡，又变为无色„„ (1)集气瓶中红棕色的气体是________。 (2)气体颜色变化的原因是___________________； 有关反应的化学方程式为___________________。 (3) 做 魔 术 时 操 作 者 要 注 意 什 么 问 题 ？ 为 什 么 ？ _______________________________________。
6Байду номын сангаас
思维拓展 2．“雷雨发庄稼”有什么科学道理？试用化学方程式 表示。
答案 放电 N2＋O2=====2NO， 2NO＋O2===2NO2， 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
自然界中的元素氮的循环
氮气和氮氧化物在大气中氧化后形成酸雨，对水体造成酸化，影响水生生物和 水质。
06
氮循环的未来展望
减少氮污染的措施
推广环保农业
减少化肥和农药的使用，采用有机农业和生态农业的种植方式， 降低农田氮素流失。
优化工业生产
改进工业生产工艺，减少氮氧化物等氮化合物的排放，加强废气 处理和回收利用。
强化城市污水处理
影响
厌氧氨氧化是自然界中氮循环的重要环节，它有助于将土壤 和水体中的氨转化为无害的氮气。
03
氮的生物利用
植物对氮的吸收和利用
01
植物通过根部吸收土壤中的氮素，如铵态氮、硝态氮等，以满 足生长和发育的需求。
02
植物吸收的氮素主要用于合成蛋白质、核酸、叶绿素等重要的
生物分子。
植物通过光合作用将含有的氮主要来自食 物链中的蛋白质和其他含氮有
机物。
05
氮循环的影响
对气候的影响
温室效应
氮气是温室气体之一，当大气中的氮 气浓度增加时，会导致温室效应加剧 ，进而影响全球气候变化。
臭氧层破坏
氮氧化物在大气中会与臭氧发生反应 ，导致臭氧层破裂，使紫外线辐射增 加，对人类和生态环境造成危害。
THANKS
感谢观看
素含量，提高了土壤肥力。
植物生长促进
土壤中增加的氮素为植物提供 了充足的养分，促进了植物的 生长。
温室气体排放
过量的固氮会导致土壤中氮素过剩， 这些过剩的氮素会通过反硝化作用 产生温室气体一氧化二氮。
水体富营养化
过量的固氮会导致水体中氮素 含量过高，引发水体富营养化
问题，影响水生生态平衡。
02
氮的转化
火山活动释放出大量气体，其中含有氮气，这些气体 在空气中与水蒸气反应形成硝酸盐。
自然界中的氮循环
这两个过程通常在不同的环境和条件下进行，但也有可能在同一环境 中同时进行。
05
氮循环的影响因素
气候变化对氮循环的影响
气温升高
气温升高会导致土壤中氮的挥发和流失增加，影响氮 的固定和转化。
降水变化
降水量的增加或减少会影响土壤中氮的吸收和释放， 从而影响氮循环。
气形式存在。
氮循环涉及一系列生物和化学过程，包括固氮、硝化、反硝化
03
等，对维持地球生态平衡和生物多样性具有重要意义。
氮循环的环节
01
固氮
将空气中的游离态氮转化为含氮 化合物的过程，主要通过生物固 氮和工业固氮两种方式进行。
03
反硝化
将硝酸盐还原为氮气，释放到大 气中的过程，是氮循环中重要的
脱氮过程。
促进生物多样性
氮循环过程中涉及多种微生物和植物的共生关系，促进了生物多样 性的发展。
减缓全球气候变化
通过固氮作用，将大气中的氮气转化为含氮化合物，有助于减缓全球 气候变化。
02
氮的固定
自然固氮
生物固氮
通过微生物的作用，将大气中的氮气 转化为氨的过程，是自然固氮的主要 方式。
高温高压固氮
在高温高压条件下，地壳中的岩石和 矿物能够将大气中的氮气转化为氮化 合物。
反硝化作用通常发生在缺氧或 厌氧环境中，如土壤、水体等 。
反硝化作用是自然界氮循环的 另一个重要环节，能够将化合 态的氮转化为气态的氮，释放 到大气中。
硝化与反硝化的关系
01 02 03 04
硝化作用和反硝化作用是自然界氮循环的两个相互联系的环节，它们 共同维持着氮的循环和平衡。
硝化作用将氨氧化成硝酸盐，为反硝化作用提供了所需的硝酸盐。
自然界的氮循环
氮的释放是指自然界中氮气被转化为其他氮化 合物的过程。
03
火山活动可以将大量的氮气释放到大气中，同时岩 石风化也可以将氮气转化为硝酸盐等化合物。
02
自然界的氮释放主要来源于火山活动、岩石风 化和微生物的固氮作用等。
04
微生物的固氮作用是自然界中最重要的氮释放途径， 通过微生物的作用，大气中的氮气可以被转化为氨
等有机氮化合物。
氮的回归
土壤微生物固氮是指土壤中的微 生物将有机氮化合物转化为氨， 然后进一步转化为氮气。
自然界的氮回归主要通过生物呼 吸作用、土壤微生物固氮和燃烧 等途径实现。
05
04
03
02
01
燃烧也是氮回归的一种途径，例 如森林火灾和草原火灾可以将有 机氮化合物转化为氮气。
生物呼吸作用是植物和动物将有 机氮化合物转化为氮气和二氧化 碳的过程，这是自然界中最重要 的氮回归途径。
某些植物能够通过自生固氮作用将大 气中的氮气转化为硝酸盐，供自身吸 收利用。
03 氮的转化
有机氮的转化
1 2
有机氮的来源
有机氮主要来源于生物固氮和动植物残体的分解。
有机氮的转化过程
有机氮在微生物的作用下，经过一系列的分解和 转化，最终转化为氨、硝酸盐等无机氮形式。
3
有机氮的转化意义
有机氮的转化是自然界氮循环的重要组成部分， 对于维持生态系统的平衡和稳定具有重要意义。
氮的回归是指自然界中有机氮化 合物被转化为氮气的过程。
氮的循环平衡
氮的循环平衡是指自然界中氮的释放和回归达 到动态平衡的状态。
在这种状态下，大气中的氮气浓度保持相对稳 定，同时各种有机氮化合物在生物和非生物界 之间进行循环转化。
如果氮的循环平衡被打破，例如过度的农业活 动导致土壤中氮素过量积累或大气中氮气浓度 过高，就会对环境和生态系统造成负面影响。
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。
氮循环_精品文档
氮循环氮循环是自然界中重要的生物化学循环之一，主要涉及氮在大气、土壤、水体和生物体之间的转化过程。
氮是构成生物体的基本成分之一，对维持生物体的生长和繁殖起着重要的作用。
尽管氮在地球上的存在量是相对丰富的，但氮的利用和转化并不容易，因为大气中的氮气（N2）对大多数生物体是不可利用的。
氮的循环过程可以分为氮固定、氮硝化、氮还原和氮脱氧四个主要环节。
首先是氮固定的过程。
氮固定是指将大气中的氮气转化为可供生物利用的形式，主要由两种方式完成：生物固氮和非生物固氮。
生物固氮主要是通过一些特殊的细菌和蓝藻完成的，它们能够将大气中的氮气固定为氨（NH3）或硝酸盐（NO3-）等形式。
非生物固氮是指氮的人为固定过程，主要包括工业固氮和农业固氮。
工业固氮是指通过工业化的过程将氮气转化为氨或尿素等化合物，用于农业生产或其他用途。
农业固氮是指通过农业实践，如植物和微生物的共生关系，将氮气转化为可供植物吸收的形式。
接下来是氮硝化的过程。
氮硝化是指将氨或亚硝酸盐（NO2-）转化为硝酸盐的过程。
这个过程主要由一些氧化细菌完成，最终产生的硝酸盐可供植物吸收。
氮硝化是一个氧化过程，需要氧气作为电子受体，而产生的亚硝酸盐则是进一步氧化的中间产物。
然后是氮还原的过程。
氮还原是指将硝酸盐还原为亚硝酸盐、氨或一氧化氮（NO）等形式的过程。
这个过程主要由一些还原细菌完成，还原细菌可以利用硝酸盐作为电子受体来进行能量代谢。
在有缺氧的环境下，氮还原是一个重要的能量供应途径，同时还可以产生一些氮气。
最后是氮脱氧的过程。
氮脱氧是指将氨、亚硝酸盐或硝酸盐等形式的氮还原为氮气的过程。
这个过程主要由一些脱氧细菌完成，这些细菌能够利用还原形式的氮来进行能量代谢，并产生氮气作为代谢产物。
氮脱氧是一个重要的过程，可以防止氮积累过多从而对环境造成污染。
总之，氮循环是一个复杂而重要的生物化学循环，通过氮固定、氮硝化、氮还原和氮脱氧等过程，实现了氮在大气、土壤、水体和生物体之间的循环转化。
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自然界中氮的循环
氮的循环可以分为自然界氮的生物转化循环和地球自然界氮的物理化
学循环。
自然界氮的生物转化循环是指在植物、藻类、动物和细菌之间，氮以
不同形式在体内反复转化的过程。
物质循环中，氮是从大气中以氮气形式
注入到地球上，它被植物通过光合作用转变为有机物（植物组织中的氨基酸），然后将氮经由食物链传递到动物，植物和细菌体内，形成具有各种
生物特性的氨基酸，作为动物和植物的新陈代谢的主要物质媒介。
此外，
细菌通过进行氮素的氧化扩散，将氮转换成氮气，最终形成大气的一部分，形成地球的氮循环。
地球自然界氮的物理化学循环是指大气中氮物质以不同的物理、化学
变化形式在大气层、水体和土壤之间循环的过程。
大气中空气中的氮气经
由光和酸雨反应被水溶性水体中氨基酸和其它有机物带入水体。
水体经蒸
发潜热分解为氮气和氧，被叠向大气层，氮气又叠向水体，从而形成大气
湿润水平面的氮物质循环。