高中化學(xué)必修1第三章第二節(jié)___氮的循環(huán)

1、第二節(jié)第二節(jié) 氮的循環(huán)氮的循環(huán)聯(lián)想聯(lián)想質(zhì)疑質(zhì)疑閃電閃電時(shí)空氣中會(huì)發(fā)閃電時(shí)空氣中會(huì)發(fā)生哪些化學(xué)反應(yīng)？生哪些化學(xué)反應(yīng)？這些反應(yīng)和生成的這些反應(yīng)和生成的物質(zhì)對(duì)人類的生產(chǎn)物質(zhì)對(duì)人類的生產(chǎn)生活有什么影響？生活有什么影響？一、氮在自然界中的循環(huán)一、氮在自然界中的循環(huán)氮元素循環(huán)過程中的幾個(gè)主要環(huán)節(jié) 大氣中的氮?dú)獗还潭ǔ苫衔铮ㄩW電作用、根瘤菌、合成氨工廠）； 含氮化合物被植物吸收合成有機(jī)氮并進(jìn)入食物鏈，植物蛋白變?yōu)閯?dòng)物蛋白； 有機(jī)氮（動(dòng)物排泄物及動(dòng)植物遺體）、氨和銨鹽、硝酸鹽被細(xì)菌分解返回大氣； 食物中的硝酸鹽是無毒的，但是在一些細(xì)菌的作用下，會(huì)被還原為有毒的亞硝酸鹽導(dǎo)致食物中毒。生活中注意不要吃腐爛的食物

2、，因?yàn)檫@種食物含較多的亞硝酸鹽。 涉及到的主要物質(zhì)涉及到的主要物質(zhì)NHNH3 3 N N2 2 NO NO NO NO2 2 HNOHNO2 2 HNOHNO3 3NHNH4 4ClCl NaNO NaNO3 3二、氮循環(huán)中重要物質(zhì)二、氮循環(huán)中重要物質(zhì)1、氮?dú)?、氮?dú)?N2分子中兩個(gè)分子中兩個(gè)氮原子共用氮原子共用三對(duì)電子，三對(duì)電子，結(jié)構(gòu)特別穩(wěn)定結(jié)構(gòu)特別穩(wěn)定常溫下性質(zhì)穩(wěn)定常溫下性質(zhì)穩(wěn)定特定條件下也可以反應(yīng)特定條件下也可以反應(yīng)氮的化合物氮的化合物放電放電 N2+O2 2NO N2+3H2 2NH3 1氮?dú)猓?）物理性質(zhì)：色、味、態(tài)、水溶性。（2）分子結(jié)構(gòu)：分子中兩個(gè)氮原子間存在很強(qiáng)的結(jié)合作用，結(jié)構(gòu)穩(wěn)

3、定。 化學(xué)性質(zhì)：常溫下，氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，但在特定條件下會(huì)反應(yīng)（非金屬單質(zhì)的通性）。 點(diǎn)燃 與金屬單質(zhì)反應(yīng)：3Mg+N2 =Mg3N2 （氧化性） 與非金屬單質(zhì)反應(yīng)：放電放電 N2+O2 2NO N2+3H2 2NH3 思考思考 氮?dú)饪勺霰ｕr蘋果、燈氮?dú)饪勺霰ｕr蘋果、燈泡、糧食保存的保護(hù)氣，這泡、糧食保存的保護(hù)氣，這是利用了氮?dú)獾氖裁葱再|(zhì)？是利用了氮?dú)獾氖裁葱再|(zhì)？A.還原性還原性 B.氧化性氧化性 C.穩(wěn)定性穩(wěn)定性重要用途：制氨氣焊接金屬的保護(hù)氣與氬氣填充燈泡保存水果、糧食等游離態(tài)游離態(tài)化合態(tài)化合態(tài)人工固氮生物固氮高能固氮自然固氮分類分類放電放電 N2+O2 2NO N2+3H2 2NH3

4、 氮的固定氮的固定定義：使空氣中定義：使空氣中游離態(tài)游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為的氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物含氮化合物的過程的過程叫做氮的固定，簡稱固氮。叫做氮的固定，簡稱固氮。氮的固定氮的固定2. 氮的氧化物氮的氧化物 常見氮的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5N2O 為笑氣，常作麻醉劑N2O3、N2O5分別為亞硝酸和硝酸的酸酐NO和NO2 對(duì)比項(xiàng)目對(duì)比項(xiàng)目NONO2色味態(tài)、毒色味態(tài)、毒性性水溶性水溶性與氧氣反應(yīng)與氧氣反應(yīng)與水反應(yīng)與水反應(yīng)與氧氣、水與氧氣、水同時(shí)作用同時(shí)作用氧化性氧化性危害及功能危害及功能無色無味氣體、有毒無色無味氣體、有毒利用其強(qiáng)氧化性損害各種織物、金利用其強(qiáng)氧化性損害

5、各種織物、金屬和非金屬制品；造成光化學(xué)煙霧屬和非金屬制品；造成光化學(xué)煙霧污染，也是酸雨形成的原因之一；污染，也是酸雨形成的原因之一；排入水中造成水體富營養(yǎng)化。排入水中造成水體富營養(yǎng)化。紅棕色有刺激性氣味氣體、有毒紅棕色有刺激性氣味氣體、有毒易溶于水易溶于水不反應(yīng)不反應(yīng)3NO2+H2O=2HNO3+NO4NO2+O2+2H2O=4HNO36NO2 +2NH3=4N2+3H2O不溶于水不溶于水易與血紅蛋白結(jié)合導(dǎo)易與血紅蛋白結(jié)合導(dǎo)致缺氧而中毒；作為致缺氧而中毒；作為信使分子能夠使血管信使分子能夠使血管擴(kuò)張、免疫、增強(qiáng)記擴(kuò)張、免疫、增強(qiáng)記憶力等。憶力等。6NO+4NH3= 5N2+6H2O4NO+3O

6、2+2H2O=4HNO3不反應(yīng)不反應(yīng)2NO+O2=2NO2關(guān)于關(guān)于NO2和和O2混合溶于水的習(xí)題混合溶于水的習(xí)題1）在一燒瓶中將）在一燒瓶中將NO2和和O2以以4:1的體積比（標(biāo)的體積比（標(biāo)準(zhǔn)狀況）混合準(zhǔn)狀況）混合,倒置于足量水中充分反應(yīng)后所得倒置于足量水中充分反應(yīng)后所得溶液的物質(zhì)的量濃度為溶液的物質(zhì)的量濃度為 mol/L2）將）將12mlNO2和和O2的混合氣體通入足量的水的混合氣體通入足量的水中，充分反應(yīng)后余氣中，充分反應(yīng)后余氣2ml（氣體均在相同狀態(tài)氣體均在相同狀態(tài)下測(cè)定）求原各氣體的體積。下測(cè)定）求原各氣體的體積。0.036NO2 8ml、O2 4ml或或NO2 10.8ml、O2 1

7、.2ml3.氨氨【實(shí)驗(yàn)記錄】實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論NH3的的噴泉實(shí)驗(yàn)噴泉實(shí)驗(yàn)NH3與與HCl的反應(yīng)的反應(yīng)形成紅色噴泉形成紅色噴泉產(chǎn)生大量白煙產(chǎn)生大量白煙氨氣極易溶于水氨氣極易溶于水水溶液呈堿性水溶液呈堿性生成生成NH4Cl固體固體3氨物理性質(zhì)：無色有刺激性氣味的氣體，比空氣輕，易液化，可做制冷劑，極易溶于水（1：700）?；瘜W(xué)性質(zhì)：與水反應(yīng)：NH3+H2O NH3H2O ， NH3H2O NH4+OH-與酸反應(yīng)：在溶液中反應(yīng)（強(qiáng)酸溶液中）：NH3+H+=NH4+氣體間反應(yīng)（遇揮發(fā)性酸）：NH3+HCl= NH4Cl還原性 催化劑與O2的反應(yīng)：4NH3+5O2=4NO+6H2O 4.一

8、水合氨的化學(xué)性質(zhì)一水合氨的化學(xué)性質(zhì)（1 1）不穩(wěn)定性不穩(wěn)定性指示劑指示劑NH 3H 2O +HCl=NH4Cl +H2O 2NH 3H 2O +CO2 = (NH4) 2CO3 +H2O3NH 3H 2O +FeCl 3 =3 NH4Cl + Fe(OH) 3 （2 2）堿的通性堿的通性NH 3H 2O =NH3 +H2O 5.銨鹽的性質(zhì)銨鹽的性質(zhì) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論及化學(xué)方程式結(jié)論及化學(xué)方程式物理物理性質(zhì)性質(zhì)加熱加熱與堿與堿反應(yīng)反應(yīng)都是晶體，都易溶于水都是晶體，都易溶于水NH4Cl = NH3 + HClNH4HCO3 = NH3+CO2 + H2O產(chǎn)生氨氣產(chǎn)生氨氣NH4+ +OH-= N

9、H3 + H2O 檢驗(yàn)檢驗(yàn)NH4+的方法！的方法！產(chǎn)生使?jié)駶櫘a(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊的紅色石蕊試紙變藍(lán)的試紙變藍(lán)的氣體氣體銨鹽性質(zhì)的運(yùn)用銨鹽性質(zhì)的運(yùn)用-氨的實(shí)驗(yàn)室制法氨的實(shí)驗(yàn)室制法 2 2NHNH4 4Cl+Ca(OH)Cl+Ca(OH)2 2= CaCl= CaCl2 2+2NH+2NH3 3+2H+2H2 2O O 1. 原理原理：2. 裝置裝置3.收集方法收集方法：4.檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)方法：與制與制O2相同相同向下排空氣法向下排空氣法濕潤紅色石蕊試紙濕潤紅色石蕊試紙 種類種類化學(xué)式化學(xué)式含氮量含氮量性性 狀狀銨銨態(tài)態(tài)氮氮肥肥NHNH4 4HCOHCO3 317.7%白色結(jié)晶，吸濕性很強(qiáng)，易潮解，

10、溶于水，弱堿性NHNH4 4ClCl26.2%白色或淡黃色結(jié)晶，有吸濕性，溶于水，酸性.NHNH4 4NONO3 335%白色結(jié)晶，易潮解，結(jié)硬塊，溶于水，微酸性，（NHNH4 4) )2 2SOSO4 421.2%白色粒狀結(jié)晶，吸濕性不大，不易結(jié)塊有機(jī)有機(jī)氮肥氮肥CO（NH2)246.7%白色或淺黃色針狀結(jié)晶或小顆粒，溶于水，中性氮氮 肥肥6.6.硝酸的性質(zhì)硝酸的性質(zhì) 1、物理性質(zhì)、物理性質(zhì) 純硝酸是無色、易揮發(fā)、有刺激性氣味純硝酸是無色、易揮發(fā)、有刺激性氣味 的液體。的液體。 硝酸能以任意比溶解于水。硝酸能以任意比溶解于水。 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為69%的硝酸為濃硝酸的硝酸為濃硝酸； 質(zhì)量分

11、數(shù)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%以上的硝酸為發(fā)煙硝酸。以上的硝酸為發(fā)煙硝酸。2、硝酸的化學(xué)性質(zhì)、硝酸的化學(xué)性質(zhì)1） 具有酸的通性具有酸的通性2 ）不穩(wěn)定性不穩(wěn)定性3）具有強(qiáng)具有強(qiáng)氧化性氧化性go1） 具有酸的通性具有酸的通性 使紫色的石蕊試液變紅使紫色的石蕊試液變紅 與某些堿性氧化物起反應(yīng)與某些堿性氧化物起反應(yīng) 與某些鹽起反應(yīng)與某些鹽起反應(yīng) 與堿起反應(yīng)與堿起反應(yīng) 2HNO3+CuO=Cu(NO3)2+H2O2HNO3 +CaCO3=Ca(NO3)2 +CO2+ H2OHNO3+NaOH=NaNO3+H2O返回返回 4 HNO3 = 2H2O+4NO2 +O2 受熱或見光受熱或見光2 ）不穩(wěn)定性不穩(wěn)定性思考思考：濃硝酸為什么常呈黃色？濃硝酸為什么常呈黃色？如何保存硝酸？如何保存硝酸？陰涼、避光（棕色試劑瓶）陰涼、避光（棕色試劑瓶）硝酸分解發(fā)出的二氧化氮?dú)怏w溶于硝酸硝酸分解發(fā)出的二氧化氮?dú)怏w溶于硝酸而使硝酸呈黃色而使硝酸呈黃色返回返回3）氧化性氧化性（HNO3）+5硝酸與大部分的金屬能反應(yīng)硝酸與大部分的金屬能反應(yīng)硝酸與許多的非金屬能反應(yīng)硝酸與許多的非金屬能反應(yīng)3Cu +8HNO3(?。┫。?3Cu(NO3)2+2NO +4H2OCu +4HNO3(濃）濃）=Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O3Mg+8HNO3(?。?/p>