《氮的循环》ppt课件完美版1
N循环(氮循环)
海洋之所以能消化所有生物的排泄物，将污水转化为净水，全靠海洋中居住着数量有如恒河沙数般多的益菌，它们吃掉这些溶入水中的污物，将毒素变为无害于生物的物质。而在鱼缸内，我们就是要模仿这种生态系统，也是各位新手常听到的N-Cycle(氮循环)。
Nitrogen Cycle (N-Cycle) 氮循环究竟是怎样进行的呢? 除了氧、二氧化炭等为人所熟悉的气休外，其中一种叫做氮(Nitrogen, 以后称简称化学名N2)。而鱼儿的排泄物会在水中产生有机氮(Organic N2)。Organic N2会在水中变成阿蒙尼亚(以后简称化学名NH4)。
NH4对生物来说是致命的毒素，幸好NH4水中较容易转化成亚硝酸盐(以后以后简称化学名NO2)，同时靠着水中的硝化细菌也能够将之变为NO2。
但是，NO2本身对生物来说也是一种剧毒，稍高的NO2浓度也能轻易杀死生物。而水中的好氧菌(其中一种硝化细菌)在氧气充足的环境下就能硝化NO2并将之变成硝酸盐(以后简称化学名NO3)。
NO3对鱼儿来说并非O致命的毒素，因此鱼儿能忍受NO3浓度较高的环境，但是对珊瑚等软体生物来说却是致命物质，稍高浓度的NO3值也使珊瑚不再"开花"，继而死亡。而在海中，厌氧菌(其中一种硝化细菌)就能硝化NO3并将之变回N2，无害的氮；同时，海中的藻类和苔类植物也视NO3为养份而消化掉并排出 Organic N2。
硝化细菌的生存、繁殖条件?
在N-Cycle中，硝化细菌扮演着主要的角色，而我们就是要了解好氧菌和厌氧菌这两种硝化细菌的生存绦件。
好氧菌，释如其名，它是一种"喜欢"氧气的细菌，在"呼吸"氧气的环境下，它可以"吃掉"NH4及NO2，化为生存的能量，最后"排出"NO3。所以，即使有大量NH4或NO2，但是在没有氧气的环境下，好氧菌会"窒息"，并不能存活；同样，虽然有大量氧气提供，却没有NH4或NO2等"食物"，好氧菌也不能生存。
厌氧菌，它和好氧菌一样须要食物，不过，厌氧菌的"食物"是NO3，它的"排泄物"是N2。而在整个过程中，厌氧菌并不需要"呼吸"氧气。从表面上来说，厌氧菌的生存条件较好氧菌简单，可是，实际上在鱼缸中繁殖厌氧菌比繁殖好氧菌要困难得多......
第2节 氮的循环 第1课时 氮气及其氧化物
第2节 氮的循环 第1课时 氮气及其氧化物
【学习目标】
1．了解氮循环的基本过程，知道氮循环过程中的基本物质。
2．知道氮气在一定条件下能够与氧气、氢气发生反应，并且了解氮的固定的相关知识。
3．了解氮的两种氧化物：一氧化氮和二氧化氮的颜色、状态、溶解性，一氧化氮与氧气的反应，二氧化氮与水的反应，了解自然界形成硝酸的过程。
【课前预习案】
一、氮在自然界中的循环
氮气以 态：存在于大气中；以 态，存在于动植物体内，土壤中和水体中。
二、 氮循环中的重要物质及转化
（一）氮气
1、氮气的物理性质:
氮气是 色 味的气体，密度 水溶性
2、氮气的化学性质：氮气的化学性质 （填“活泼”或“不活泼”）
（1）N2 与O2反应：
（2）N2与H2反应（工业合成氨的反应）：
可逆反应：在 下，能同时向 进行的反应，方程式中用 表示。
3、氮的固定
（1）.定义： 叫做氮的固定，简称 。
（2）.分类：
高能固氮 (N2 + O2== 2NO)
固氮 生物固氮 (如豆科植物的根瘤菌固氮) 氮的固定
工业合成氨
固氮 仿生固氮
（二）氮的氧化物
1、氮的氧化物（氮有多种价态的氧化物）
氮的循环(一)
氮的循环(一)
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2NO
氮循环
氮循环
1.引言
氮在自然界中的循环转化过程。是生物圈内基本的物质循环之一。如大气中的氮经微生物等作用而进入土壤，为动植物所利用，最终又在微生物的参与下返回大气中，如此反复循环，以至无穷。
构成陆地生态系统氮循环的主要环节是：生物体内有机氮的合成、氨化作用、硝化作用、反硝化作用和固氮作用。
自从生命形成以来，氮循环就启动了。氮是空气中含量最多的成分，是生命体内蛋白质、核酸的必需元素，是农业上重要的增产要素，也是对环境有显著影响的成分，与人类生存环境密切相关。然而，随着科学技术的发展，人类活动从各方面干扰了氮循环的进行，在满足人类生存需求、提高人类生存质量的同时，引起了一系列环境问题，如酸雨、光化学烟雾、水体富营养化等。为了维持氮循环的平衡，进而保护生态环境，为人类的生存发展长远考虑，有必要对生态系统中的氮循环问题进行探讨。
历史上，在生产工业化以前，氮循环系统中，氮的收支是平衡的。随着人类社会的发展，特别是工业革命的发生，环境中的氮循环受到了巨大影响。1908年德国化学家哈伯发明合成氨，开启了人工固氮的时代，含氮化肥的使用大大提高了农业生产率，满足了人们的生活需求。发现豆科植物的固氮作用后，人们开始大规模种植豆科植物等有生物固氮能力的作物。煤炭，石油等化石燃料被大量开采并投入使用，产生能量的同时也产生了大量污染物，如空气中氮氧化物导致酸雨、光化学烟雾以及臭氧层破坏，水体中氮以及其他元素超标产生的水体富营养化（如赤潮、“水华”）。 据科学估算，到1990年，全球人为活化氮（化学合成氮，化石燃料燃烧形成的氮氧化物和豆科作物及水稻扩种而增加的生物固定的氮）的数量已达到每年140TgN，而工业化前自然生物固定的氮，即通过微生物把大气中的惰性分子氮转变为活性的氨的量为每年90至130TgN。
这就是说，目前进入全球氮循环的活化氮总量比工业化前的自然生物活化的氮增加了一倍多。 氮肥的发明使全球粮食产量剧增。大量使用氮肥却造成了全球氮循环失控，带来了许多负面影响：藻类爆发、生物多样性丧失、疾病风险增加，甚至可能加剧全球变暖。但是为了保证全球粮食供给，我们不得不使用氮肥。我们应如何寻找一条更可持续发展的道路，来消除氮的负面影响？
氮循环 2
氮循环
氮循环的定义
氮在自然界中的循环转化过程。是生物圈内基本的物质循环之一。如大气中的氮经微生物等作用而进入土壤，为动植物所利用，最终又在微生物的参与下返回大气中，如此反覆循环，以至无穷。
构成陆地生态系统氮循环的主要环节是：生物体内有机氮的合成、氨化作用、硝化作用、反硝化作用和固氮作用。
植物吸收土壤中的铵盐和硝酸盐，进而将这些无机氮同化成植物体内的蛋白质等有机氮。动物直接或间接以植物为食物，将植物体内的有机氮同化成动物体内的有机氮。这一过程为生物体内有机氮的合成。动植物的遗体、排出物和残落物中的有机氮被微生物分解后形成氨，这一过程是氨化作用。在有氧的条件下，土壤中的氨或铵盐在硝化细菌的作用下最终氧化成硝酸盐，这一过程叫做硝化作用。氨化作用和硝化作用产生的无机氮，都能被植物吸收利用。在氧气不足的条件下，土壤中的硝酸盐被反硝化细菌等多种微生物还原成亚硝酸盐，并且进一步还原成分子态氮，分子态氮则返回到大气中，这一过程被称作反硝化作用。由此可见，由于微生物的活动，土壤已成为氮循环中最活跃的区域。
氮气(N2)的转化
有三种将游离态的N2（大气中的氮气）转化为化合态氮的方法：
生物固定 – 一些共生细菌（主要与豆科植物共生）和一些非共生细菌能进行固氮作用并以有机氮的形式吸收。
工业固氮 – 在哈伯-博施法中，N2与氢气被化合生成氨(NH3)肥。
化石燃料燃烧 – 主要由交通工具的引擎和热电站以NOx的形式产生。
另外，闪电亦可使N2和O2化合形成NO，是大气化学的一个重要过程，但对陆地和水域的氮含量影响不大。
氮的固定
由于豆科植物（特别是大豆、紫苜蓿和苜蓿）的广泛栽种、使用哈伯-博施法生产化学肥料以及交通工具和热电站释放的含氮污染成分，人类使得每年进入生物利用形态的氮素提高了不止一倍。这所导致的富营养作用已经对湿地生态系统产生了破坏。
全球人工固氮所产生活化氮数量的增加,虽然有助于农产品产量的提高,但也会给全球生态环境带来压力.,使与氮循环有关的温室效应、水体污染和酸雨等生态环境问题进一步加剧.
第2节 氮的循环
第二节 氮的循环
〔教学目标〕
1.知识与技能
（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；
（3）通过观察与思考，认识NH3，铵盐的性质及铵态氮肥的使用问题；
（4）通过观察与思考，认识 HNO3的性质。
2.过程与方法
（1） 培养学生通过观察实验现象，总结分析物质性质的方法。
（2） 初步体会物质的浓度对化学反应产物的影响，进一步认识实验中变量控制的思想。
3.情感态度与价值观
（1） 通过介绍合成氨发展的艰辛历程，体验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。
（2） 通过介绍酸雨，光化学烟雾和富营养化等环境问题，了解人类活动对氮循环的影响，树立保护环境的意识。
〔教学重点难点〕
重点：氮气、氨、铵盐和硝酸的性质。难点：硝酸的氧化性。
〔教学方法〕 实验引导、学生观察、归纳。
〔课时安排〕新课教学3课时，训练与讲评1课时
第一课时
（板书）第2节 氮的循环
[温故知新] （1）碳酸钠、碳酸氢钠的化学性质；（2）碳元素之间的相互转化。
[多媒体] 展示教材 图3-2-1 闪电
[联想质疑] 在雷电交加的时候，空气里的氮气和有关的含氮化合物发生了哪些化学反应？产生了哪些物质？这些化学反应和所产生的物质对于人类的生产和生活有什么意义？ （板书）一、氮在自然界中的循环
[学生阅读] 教材P70图3-2-2氮在自然界中的循环示意图和P71第一、二自然段。
[讲解] 学生阅读完之后，教师与学生共同学习氮在自然界中是如何循环的
[过渡] 在自然界的氮循环中涉及到了较多重要的含氮元素的物质及其变化，下面我们一起来探讨这些物质的性质及转化。
（板书）二、氮循环中的重要物质及其变化
1.氮气与氮的固定。
[讲述] 氮气是由氮原子构成的双原子分子，两个氮原子间共用三对电子，使每个原子之间都达到稳定结构。要破坏这种牢固的结合，需要很高的能量。故常温下，氮气的化学性质不活泼，很难与其它的物质发生反应。但在一定的条件下，氮气能与氧气、氢气等物质发生反应。在雷电交加的雨天，空气中的氮气能与氧气发生反应，生成一氧化氮，一氧化氮在空气中很不稳定，易被氧化成红棕色、有刺激性气味的二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸。
第二节氮的循环(第一课时)
第二节 氮 的 循 环 （第一课时）
☆课程目标：
（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。
重点难点：氮气、氮的氧化物（NO、NO2）的性质。
☆课前预习·导学
一、氮在自然界中的循环
1、氮的存在形态
氮是地球上含量丰富的一种元素，以 的形式存在于大气中，以
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
（1）在自然界中豆科植物根部的 ，把空气中的氮气转变为 等含氮的化合物。植物的根从土壤中吸收 和 ，经过复杂的生物转化形成各种
最后转化为 。动植物遗体中的蛋白质被微生物分解成 ，回到 ，被植物利用。在放电条件下，空气中少量的 和
化合生成 并随水进入土壤和水体。
（2）人们通过化学方法把空气中氮气转化为 ，再根据需要进一步转化成各种 。
(3)化石燃料燃烧、森林和农作物的枝叶燃烧产生的 如 通过大气进入陆地和海洋，参与氮的循环。
二、 氮循环中的重要物质
1、 氮气
（1）物理性质
(2)化学性质
a与O2反应：
b与N2反应：
可逆反应：在相同条件下能同时向正反两个方向进行的反应。
2氮的固定
氮的固定：使空气中
的氮转化为
固氮（如闪电），化学方程式
氮的循环
1
《氮的循环》第一课时 编号：10
编制： 审核：
班级 姓名
学习目标 重难点提示 应对策略
1.通过了解固氮方式，认识氮气在一定条件下能够与氧气氢气发生反应。
2. 熟记一氧化氮和二氧化氮的性质，了解某些含氮化合物对环境质量的影响
3. 认识氨气的溶解性、氮气与水的反应及氨的还原性。通过认识铵盐的性质，了解铵态氮肥的生产使用问题。
4.能综合应用氮及氮的化合物知识 氮及其重要化合物的主要性质，及其在生产中的应用和对生态环境的影响。 1.用各类物质间的反应关系和氧化还原反应，探讨物质的性质、以及含有相同元素的物质之间的相互转换。
2.通过物质相互转化关系图，形成知识网络；采用比较法记忆重要的特殊反应
学习过程
【展示●交流◆点拨】
“雷雨发庄稼”包含了什么化学原理？写出有关的化学方程式。
一、氮气及氮的固定
【思考】：1、氮气的键能很大，但为什么常温下却是气体？
2.从氮气的结构上理解其化学性质，写出实现以下转化的有关化学方程式。
NH3 N2 NO
Mg3N2
3、什么叫氮的固定？氮的固定是怎样分类的？
[对点练习]下列说法不正确的是
A．氮在自然界中既以游离态存在又以化合态存在。
B．氮元素是构成生命的基本元素
C．大气、陆地和水体中的氮元素在不停的进行着氮的循环。
D．仿生固氮是一种自然固氮 老师寄语：不辜负父母的重托和期待，心无旁骛，卧薪尝胆，做最好的自己。
③ 高温、高压、催化剂 放电
① ②
④ 2 二、氮的氧化物
阅读教材有关内容并完成以下问题
1.氮的氧化物中氮元素表现______ _________五种价态，形成六种氧化物__________________ 。其中HNO3、HNO2的酸酐分别是 、
氮的循环课件
氮的循环课件
氮的循环课件
氮是地球上最常见的元素之一，它在自然界中以多种形式存在。氮的循环是指氮在大气、陆地和水体之间的转化过程，它对生态系统的功能和稳定性起着重要作用。本文将介绍氮的循环过程和其在生态系统中的重要性。
一、氮的循环过程
1. 大气氮固定：大气中的氮气（N2）通过闪电、太阳辐射和一些特定的细菌作用，转化为可被植物吸收利用的氮化合物。这个过程被称为大气氮固定。
2. 生物固氮：一些细菌和蓝藻能够将大气中的氮气转化为氨（NH3）或氮酸盐（NO3-），这个过程被称为生物固氮。这些细菌和蓝藻通常与植物共生，提供植物所需的氮源。
3. 植物吸收：植物通过根系吸收土壤中的氨和氮酸盐，将其转化为氨基酸和其他氮化合物。这些氮化合物是构成植物细胞和组织的重要组成部分。
4. 动物摄食：动物通过食物链摄食植物，吸收植物组织中的氮化合物。这些氮化合物被用于动物体内的生长和维持生命活动。
5. 动植物死亡和分解：当动植物死亡或排泄物分解时，其中的有机氮化合物被分解为氨和氮酸盐，进入土壤中。
6. 腐殖化：土壤中的氨和氮酸盐经过微生物的作用，转化为有机氮化合物，形成腐殖质。腐殖质能够长期储存氮，并为植物提供养分。
7. 氮沉积：大气中的氮化合物通过降水或干沉积的方式进入土壤和水体中，为生态系统提供额外的氮源。
二、氮的生态功能 氮在生态系统中起着重要的调节和支持作用。
1. 植物生长和生产力：氮是植物生长的关键元素之一。植物吸收氮化合物后，能够合成氨基酸、蛋白质和核酸等生物分子，促进植物的生长和发育。氮的充足供应可以提高植物的生产力。
2. 生物多样性维持：氮的循环对维持生态系统的物种多样性至关重要。不同植物对氮的利用能力不同，一些植物对氮的需求较高，而另一些植物可以适应低氮环境。氮的循环过程可以影响植物群落的结构和物种组成。
3. 水体富营养化：过多的氮进入水体会导致水体富营养化，引发藻类过度生长。藻类过度生长会消耗水体中的氧气，导致水体缺氧，对水生生物造成危害。
鲁科版化学必修一第三章第二节——氮的循环
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1 / 9 鲁科版化学必修一第三章第二节
氮的循环
【设计背景及理念】
为更好体现信息技术与高中化学教学的融合，突出数字教育资源在高中化学课堂教学中的运用，结合我校信息技术和数字教育资源硬件条件实际、学生使用信息技术的能力水平及高中化学元素化合物内容的教学要求，本课教学设计在基于高中化学新课程理念及学生化学学科观念培养的基础上，突出信息技术与高中化学课堂教学设趣激情的整合、信息技术与创设问题情境促进学生自主学习的整合、信息技术与创设实验情境促进学生主动探究实验的整合、信息技术与化学概念教学的整合，通过合理、灵活地运用信息技术和数字教育资源，激发学生学习热情，促进学生的自主学习、主动探究、主动发展，培养学生的化学学科观念，让高中化学课堂教学简约高效。
【教材分析】
本节选自鲁科版必修一第三章第二节，氮及其化合物是高中化学教学的重要内容，是学生在中学阶段所学习的元素化合物知识的重要组成部分，本节内容不仅为以后元素周期律和元素周期表的学习奠定了基础，而且进一步巩固和深化了氧化还原反应、离子反应理论，培养学生学以致用的能力。同时教材在知识安排上尽量是知识与生活生产相结合，理论与实际相结合，这有利于激发学生学习化学的兴趣，培养和发展学生的各项能力。体现了“从生活中走进化学，再用化学去指导生活”的理念。
【学情分析】 文档供参考，可复制、编制，期待您的好评与关注！
2 / 9 对学生而言，就知识层面看，学生通过初中和必修一前面章节内容的学习，已具备了一定的元素和化合物知识，也学习了氧化还原反应及离子反应内容。就方法层面看，学生进入高中后，已学习了科学探究的基本程序与方法，学习了从物质分类角度应用类比的方法学习物质的性质，本节课前，较为系统的学习了碳及其化合物内容，初步具备了学习元素化合物的一般方法。而在能力层面，高一学生已具备一些观察、分析能力和自学能力，能够独立完成一些实验。