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

与氧气：N2＋O2=====

放电2NO

与氢气：N2＋3H2 2NH3

与镁：N2+3Mg 点燃

Mg3N2

3．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：

1．氮的氧化物的种类：

化合价＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋5

对应氧化物N2O NO N2O3NO2、

N2O4

N2O5

2. 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==== 2NO 2

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。氨易液化，常作制冷剂。

(2)喷泉实验

实验装置操作及现象结论

①打开活塞，并挤压滴管的胶头

②烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，瓶内液体呈红色氨气易溶于水，其水溶液呈碱性

注意事项：喷泉实验必须要有压力差，压力差的原因可能有气体溶解，或者

气体反应，或者温度变化而引起压力变化等

(1) 实验可证明当气体在水中的溶解度大于17时，即可形成喷泉实验

(2) CO2,H2S,Cl2等在水中溶解度不大，不能形成喷泉，但是把水改成碱溶液，也

可以形成喷泉

(3) 当烧瓶内的气体温度降低，而烧杯内的温度不变时，由于温度变化，引起

压强变化，从而也可以形成喷泉

2.化学性质

(1)氨气与水的反应

①反应的化学方程式为：NH3＋H2O NH3·H2O

②NH3·H2O不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为：

△

NH3·H2O=====NH3↑＋H2O　

③氨水呈弱碱性，原因是：NH3·H2O NH4＋＋OH－

(2) 氨气与酸的反应

①实验现象：蘸取浓氨水和浓盐酸的两支玻璃棒靠近时，会看到

有白烟生成

②反应的化学方程式为：NH3+HCl===NH4Cl(可应用检验NH3)

(3) 氨气与氧气的反应(即氨的催化氧化或接触氧化)

3．氨气的实验室制法

(1) 原理：实验室中常用铵盐与碱共热的方法制取氨。如：

2NH 4Cl ＋Ca(OH)2=====△

CaCl 2+2NH 3↑+2H 2O (2) 装置：固体与固体反应，加热。装置如右图。(3) 收集方法：向上排空气法(4) 验满：

用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝醮有浓盐酸的玻璃棒检验，产生白烟

(5) 干燥

通常使用碱石灰，不能使用P 2O 5或浓H 2SO 4。

(6) 尾气处理

多余的氨要吸收掉以避免污染空气。但多余气体在尾气吸收时要防止倒吸。常采用的装置有：

(7) 注意事项：

原料一般选用固体，不能用溶液，防止生成的氨气溶于水中，另外固体一般采用NH 4Cl 或者(NH 4)2SO 4 ,而不采用NH 4HCO 3或者NH 4NO 3 ,因为均产生其它气体，而且后者容易爆炸

Ca(OH)2不能用KOH 或者NaOH 代替，因为后两者容易吸湿，易结块，不利用氨气的产生，而且高温时，会腐蚀试管收集装置和反应装置的试管和导管必须是干燥的；试管口必须略向下倾斜，防止冷凝水倒流

制取氨气时，导管口应略伸出试管口，以便气体更好的排出，而收集氨气时，导管应插入到试管的底部，以使空气排除干净，

4NH

3+5O 2

4NO + 6H

2O

高温

催化剂

化学方程式为：