氮的循环
第1课时_自然界中氮的循环_氮气及
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(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
20
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。
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。
氮的循环课件
bmolO2 反应后容器内氮原子和氧原子的个数 比是（）
A、a/b
B、a/2b
C、a/a+2b D、a/2（a+b）
4、“一场雷雨一次肥” ，请写出有 关化学方程式
❖ 作业：请用化学方程式表示下列变化。并指 出氧化剂和还原剂。
❖
N2
NO
NO2
❖
NH3
HNO3
第三章 第二节 氮的循环
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？
闪电
一 、氮在自然界中的循环
N2
二、氮循环中的重要物质及变化
❖ （1）氮气
❖ 物理性质 ：无色、无味的气体，难溶于水， 密度比空略小。
❖ 分子结构：
❖ 分子式：N2
❖ 电子式：：N
×× ××× ×
❖
❖ 固氮方法
自然固氮 生物固氮、高能固氮
人工固氮 工业固氮 仿生固氮
（3）NO、NO2的性质：
❖ 请阅读P82—资料在线
❖ NO2 ： ❖ 二氧化氮是一种红棕色、有毒的气体，易溶
于水，并与水发生化学反应？ ❖ NO： ❖ 一氧化氮是一种无色的、难溶于水的气体。
在医学上有重要作用，被称为明星分子。 ❖ 讨论：根据NO2、NO的化合价推测它们的化
学性质？
练习：
❖ 1、说法不正确的是（） ❖ A、一氧化氮可能是高价态氮的还原产物 ❖ B、一氧化氮可能是低价态氮的氧化产物 ❖ C、一氧化氮可用来造硝酸 ❖ D、一氧化氮是红棕色气体
2、起固氮作用的反应是（）
❖ 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 3、在体积为VL的密闭容器中，通入amolNO、
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。
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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。
《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。
感谢您的观看
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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
氮循环的知识点总结
氮循环的知识点总结氮的来源氮是地球大气中含量最丰富的气体之一，占据大气的78%。
氮气并不容易被生物直接利用，只有少数植物和微生物能够将氧化氮还原成氨，然后再转化成有机氮化合物，以供生物利用。
除了大气中的氮气，氮也存在于土壤中、水体中和生物体内。
一般而言，氮的来源主要有以下几种途径：1. 大气中的氮气：氮气通过闪电活动和化石燃料燃烧等方式进入大气，形成氮氧化物和硝酸盐等氮化合物，随着降水和大气沉降进入土壤和水体中。
2. 土壤中的氮：土壤中的氮主要来源于植物残体的分解、微生物的转化以及大气的沉降。
土壤中氮的主要形式有有机氮和无机氮。
3. 水体中的氮：水体中的氮来源于大气的沉降、植物和动物的排泄物、腐殖质的分解以及人类活动等。
4. 生物体内的氮：生物体内的氮主要来自于食物链的转移和新陈代谢产生的废物。
氮的固定氮的固定是指将大气中的氮气转化为植物可利用的形式。
氮的固定主要是由一些植物和微生物完成的，主要包括以下几种方式：1. 大气固定：少数植物的根系中寄生着一种叫做根瘤菌的微生物，它们能够从大气中固定氮气，将其转化为植物能够利用的氨。
2. 人工固定：人类通过合成氨法等工业生产方式，固定了大量的氮气，用以生产化肥和其他化学品。
氮的转化氮的转化是指在生物体和非生物体的作用下，将氮从一种化合物转化为另一种化合物的过程。
氮的转化主要包括以下几种方式：1. 氮的硝化：氨和有机氮通过细菌的作用，转化为亚硝酸盐和硝酸盐。
2. 氮的还原：亚硝酸盐和硝酸盐通过一系列的还原反应，转化为氮气或氨。
3. 氮的铵化：硝酸盐和亚硝酸盐转化为氨。
4. 氮的硝化：氨和有机氮通过细菌的作用，转化为亚硝酸盐和硝酸盐。
氮的循环氮的循环是指氮在地球上不同环境中的循环过程。
氮的循环主要包括以下几种方式：1. 植物吸收：植物通过根系吸收土壤中的氮元素，将其转化为有机氮化合物，供自身生长和繁殖所需。
2. 动物摄取：动物通过食物链摄取植物中的氮元素，将其转化为自身所需的蛋白质和其他有机物质。
水体中氮循环的六个过程
水体中氮循环的六个过程水体中的氮循环是指氮元素在水体中不断转化和转移的过程。
它是水体中生物体生命活动所必需的重要元素之一。
氮循环包括氮的沉降、氮的固定、氮的硝化、氮的反硝化、氮的溶解和氮的沉降和沉积六个过程。
一、氮的沉降氮的沉降是指大气中的氮通过降雨等方式进入水体的过程。
大气中的氮主要以氮气（N2）的形式存在，通过降雨中的氮化合物（如氨气、硝酸盐等）溶解在水体中，从而完成氮的沉降过程。
氮的沉降是水体中氮循环的起始阶段。
二、氮的固定氮的固定是指将大气中的氮气转化为水体中的氮化合物的过程。
大气中的氮气是无法被大多数生物直接利用的，因为它是相对稳定的双原子分子。
氮的固定主要通过生物固定和非生物固定两种方式进行。
生物固定是指某些特定的细菌通过酶的作用将氮气转化为氨气或有机氮化合物，这种过程被称为生物固氮。
非生物固定是指一些非生物物质（如闪电、大气中的紫外线等）通过氧化反应将氮气转化为氮酸盐等氮化合物。
三、氮的硝化氮的硝化是指氨气或有机氮化合物转化为硝酸盐的过程。
氮的硝化主要由两个步骤组成，第一步是氨氧化，指氨气被氨氧化细菌氧化为亚硝酸盐；第二步是亚硝酸盐氧化，指亚硝酸盐被亚硝酸盐氧化细菌氧化为硝酸盐。
氮的硝化是水体中氮循环的重要环节，它将有机氮化合物中的氮转化为可被植物吸收利用的无机氮化合物。
四、氮的反硝化氮的反硝化是指硝酸盐还原为氮气的过程。
氮的反硝化主要由一些特定的细菌完成，这些细菌能够在缺氧条件下利用硝酸盐作为电子受体，将其还原为氮气并释放到大气中。
氮的反硝化是水体中氮循环的重要环节，它将水体中的硝酸盐还原为氮气，从而维持了水体中氮的平衡。
五、氮的溶解氮的溶解是指氮化合物在水体中的溶解和扩散的过程。
水体中的氮化合物主要以氨气、硝酸盐和有机氮化合物的形式存在。
氮的溶解是水体中氮循环的重要环节，它决定了水体中氮化合物的浓度和分布。
六、氮的沉降和沉积氮的沉降和沉积是指水体中的氮化合物沉降到水底并沉积下来的过程。
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。
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鲁科版化学必修1第3章自然界中的元素第2节氮的循环第1课时教学设计
宿州市第三中学陈阳
【教材分析与教法说明】
1.知识背景与脉络
本节教材是以氮元素在自然界存在的形式为背景，引发学生联想自然界中的“闪电”现象，让学生带着“闪电时，空气中的氮气发生了哪些化学变化？变化过程产生的物质对人类的生活与生产有什么意义？”等质疑进入自然界中氮循环的学习，并以氮循环中N2、NO 、NO2、 HNO3、 NH3、铵盐等重要的物质的性质及相互转化为核心知识，同时联系环境保护问题，让学生初步了解人类活动对自然界氮循环和环境的影响。
教材采用了“从自然界→化学→社会→实验室→社会生活”教学脉络，进一步拓宽了学生认识元素与物质的视野，为今后构建重要的元素及物质的知识网络奠定重要基础。
2.
3.教学方法：交流研讨法、观察思考法、实验引导法、归纳法。
4.课时安排（3课时）：
第1课时自然界中氮的循环及氮循环中的重要物质
第2课时氨铵盐
第3课时硝酸的性质、应用及人类活动对自然界氮循环及环境的影响
【教学目标】
1.知识与技能目标
（1）了解自然界中的氮循环及人类活动对氮循环的影响；
（2）通过了解生物固氮和人工固氮形式，认识N2、NO 、NO2的性质。
2.过程与方法目标
培养学生通过观察实验现象，总结分析物质性质的能力。
3.情感态度与价值观目标
通过介绍合成氨发展的艰辛历程，体会从实验室研究到工业生产的过程，渗透化学与技术关系的教育。
【教学重点与对策】
教学重点是氮气、氮的氧化物（NO 、NO2）、氨、铵盐和硝酸的性质；对策是联系自然界“闪电”等现象，结合课堂实验探究，导出氮循环中重要的物质及其性质。
【教学难点与对策】
教学难点：氮的氧化物与氧气、氮气混合后溶于水的情况分析；对策是通过已知化学方程式推出未知化学方程式，分析解决难点。
【教学媒介及教学素材】
相应教学媒体、课件。
第1课时氮在自然界中的循环及氮的固定
【教学过程设计】。