氮循環(huán)精品課件

1、關(guān)于氮的循環(huán)第一張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月一、氮在自然界中的循環(huán)：（一）、自然界中氮元素循環(huán)示意圖： 第二張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）、主要形式（1）游離態(tài)化合態(tài)是豆科植物根部的根瘤菌，把N2轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}等含氮化合物；放電條件下，與O2結(jié)合為氮氧化合物，并隨降水進(jìn)入水體中；合成氨工廠、汽車發(fā)動機(jī)都可以將一部分氮?dú)廪D(zhuǎn)化成化合態(tài)。（2）化合態(tài)游離態(tài)：硝酸鹽在某些細(xì)菌作用下轉(zhuǎn)化成N2。（3）化合態(tài)化合態(tài)：化石燃料燃燒、森林和農(nóng)作物枝葉燃燒所產(chǎn)生的氮氧化合物通過大氣進(jìn)入陸地和海洋，進(jìn)入氮循環(huán)。第三張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月二、氮循環(huán)中的重要物質(zhì)及氮的

2、固定：（一）、N21、物理性質(zhì)： 無色無味無嗅的氣體，氮?dú)庹即髿饪偭康?8%（體積分?jǐn)?shù)）。微溶于水。2、化學(xué)性質(zhì)： （1）還原性：N2+O2 2NO (有毒、無色、難溶于水) 放電 N2分子中兩個氮原子共用三對電子,相互作用力強(qiáng),在通常情況下,結(jié)構(gòu)特別穩(wěn)定,化學(xué)性質(zhì)不活潑第四張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）氧化性： 3MgN2 Mg3N2點(diǎn)燃N23H2 2NH3說明：a 該反應(yīng)是工業(yè)上合成氨的反應(yīng)原理，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。N2表現(xiàn)出氧化性。b 在N2跟H2反應(yīng)生成氨的同時，NH3也在分解生成N2和H2。催化劑 高溫高壓 在同一條件下，同時向正反兩個方向進(jìn)行的反應(yīng)稱為可逆反應(yīng)

3、。同一條件 在可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式中用“ ”代替“= ”。 第五張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3、氮的固定： 使空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮的方法叫做氮的固定。 氮的固定 自然固氮 人工固氮 高能固氮（閃電，約占10%） 生物固氮（約占90%） 合成氨仿生固氮 第六張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）氮的氧化物： 有六種：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O51、NO、NO2物質(zhì)NONO2顏色無色紅棕色氣味無味刺激性氣味溶解性不溶解與水反應(yīng)毒性劇毒劇毒轉(zhuǎn)化2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO第七張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年

4、6月(1) NO2或NO2與N2（非O2）的混合氣體溶于水時可依據(jù)：3NO2+H2O = 2HNO3+NO利用氣體體積變化差值進(jìn)行計(jì)算。(2) NO2 和 O2 的混合氣體溶于水時， 由 4 NO2+ O2 +2H2O =4HNO3可知，當(dāng)體積比V(NO2):V(O2)= 41,恰好完全反應(yīng) 41，NO2過量剩余氣體為NO41， O2過量，剩余氣體為O22、氮的氧化物溶于水的計(jì)算： 第八張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月V(NO):V(O2)=43,恰好完全反應(yīng) 43，NO過量剩余氣體為NO43， O2過量，剩余氣體為O2（3）NO和O2同時通入水中，其反應(yīng)是：4NO+3O2+2H2O

5、 = 4HNO3,當(dāng)體積比第九張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月小結(jié)： 4NO2+O2和4NO+ 3 O2從組成上均相當(dāng)于2N2O5的組成。即（2）、（3）兩種情況中的總反應(yīng)式都與N2O5+ H2O = 2HNO3 等效。這不僅是記憶（2）（3）二式的方法，也為上述問題的解決提供了新的思路。即利用混合氣體中N、O原子個數(shù)比進(jìn)行分析判斷：NO25 O2剩余=25 完全反應(yīng)25 NO剩余第十張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2.將充滿NO2和N2共45mL的試管，倒立于水槽中，過一段時間氣體的體積變?yōu)?5mL，則原混合氣體中N2和NO2的體積比為 （ ）A、7：2 B、2：7 C、

6、1：2 D、2：11、將10 mL充滿NO2和O2的混合氣體的試管，倒置在水槽中，反應(yīng)停止后試管內(nèi)剩余2mL無色氣體，求原混合中NO2和O2各多少mL？ 3、同溫同壓下,將NO NO2 和O2按一定體積比混合充滿容器，再倒置于盛滿水的水槽，片刻，液體充滿容器，則反應(yīng)前NO、NO2 、O2體積比可能為（ ）A、1：1：1 B、8：4：7 C、4：8：5 D、任意比DA、B、C第十一張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 6、標(biāo)況下，將盛滿NO、NO2、O2混合氣體的集氣瓶，倒置于水中，完全溶解，無氣體剩余，設(shè)其產(chǎn)物不擴(kuò)散，則所得溶液的物質(zhì)的量濃度（M）的取值范圍為（ ）A、 0 M 1/22

7、.4 B 1/39.2 M 1/28C、1/28 M 1/22.4 D 1/39.2 M 1/22.45. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將盛有等體積的NO2與O2的試管，倒立于水槽中，反應(yīng)后，試管內(nèi)液體上升的高度大約是試管體積的幾分之幾？得到溶液的物質(zhì)的量濃度為多少？4. NO2裝滿一燒瓶，倒置于水槽中，所得溶液的物質(zhì)的量濃度是多少？B第十二張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月三、氨和銨鹽（一）、氨 NH3：1、物理性質(zhì)： 無色；有刺激性氣味的氣體；比空氣輕； 極易溶于水（1：700）。2、化學(xué)性質(zhì)： （1）、與水反應(yīng)：噴泉實(shí)驗(yàn)NH3+H2O NH3H2O NH4+OH- （可 逆 過 程）第十三張，P

8、PT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月NH3+H2O NH3H2O NH4+OH- NH3是中學(xué)化學(xué)中唯一一種堿性氣體，可以使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)，常用于檢驗(yàn)NH3的存在。 氨水成分：分子：H2O、NH3、NH3H2O 離子：H、OH、NH4【辨析比較】 液氨和氨水 氨水是混合物。 液氨是氨氣加壓或降溫得到的液態(tài)氨，是純凈物，即液氨由氨分子組成的液體。第十四張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）、與酸反應(yīng)（實(shí)驗(yàn)） NH3+ HCl = NH4Cl （產(chǎn)生白煙） （3）、與氧氣反應(yīng)：(實(shí)驗(yàn)) NH3+HNO3 = NH4NO3 （產(chǎn)生白煙）2NH3+H2SO4= (NH4)2SO44

9、NH3+5O2 4NO+6H2O 催化劑高溫工業(yè)制HNO3的的重要反應(yīng) 第十五張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月NH3硝酸銨鹽純堿有機(jī)合成工業(yè)原料用稀氨水治療蚊蟲叮咬消除二氧化氮的污染吸收硫酸生產(chǎn)中的二氧化硫致冷劑3、氨的用途第十六張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月三、氨和銨鹽（二）、銨鹽：1、概念：由NH4+和酸根組成的鹽。3、化學(xué)性質(zhì)： 2、白色晶體，均易溶于水。（1）、受熱易分解： NH4HCO3 NH3 +CO2 +H2O NH4Cl NH3 + HCl 生成的NH3與HCl遇冷又會結(jié)合成NH4Cl： NH3 + HCl NH4Cl氯化銨受熱分解（實(shí)驗(yàn)） 第十七張，PP

10、T共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月思考：上述過程與碘的升華原理一樣嗎？（2）、與堿溶液反應(yīng)： （實(shí)驗(yàn)） NH4+ +OH- = NH3H2O （不加熱）保存方法：NH4+OH- NH3 +H2O思考：如何檢驗(yàn)NH4+的存在？密封、陰涼通風(fēng)處保存。施用注意事項(xiàng)： 不能與堿性物質(zhì)如草木灰等混用；埋在土下以保持肥效。 第十八張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月四、氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法：1、常用藥品：氯化銨和消石灰；2、原理：2NH4Cl(s)Ca(OH)2(s) CaCl2 2H2O 2NH33、裝置：固+固 氣 （類例制O2） 4、收集方法：向下排空氣法 （實(shí)驗(yàn)）5、驗(yàn)滿：（1）濕潤的紅色石蕊試

11、紙（變藍(lán)）（2）玻璃棒蘸濃鹽酸（白煙）第十九張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月6、試管口棉花團(tuán)作用：防止空氣對流。 收集NH3后的導(dǎo)管口處塞一團(tuán)濕棉花或用稀H2SO4浸濕的棉花，吸收多余的NH3，以防污染空氣。7、干燥：用堿石灰或生石灰。思考：能否用濃H2SO4干燥？ 能否用CaCl2干燥？拓展：快速制氨氣法： 1、加熱濃氨水法： 2、向生石灰或NaOH上滴加濃氨水。第二十張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 2、氯化銨和氯化鈉可用下列哪一種方法分離A加入氫氧化鈉 B加入AgNO3溶液C加熱法 D加入一種合適的酸 E加入水例題與練習(xí)：1、有關(guān)氨的性質(zhì)的敘述正確的是（ ）A氨能在氧

12、氣中燃燒B氨水呈堿性C氨水和酸相遇都能產(chǎn)生白色煙霧D在反應(yīng)NH3H+ NH4+中，氨失去電子被氧化CA、B第二十一張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月五、硝酸及其應(yīng)用（一）、物理性質(zhì)： 純硝酸是無色，有刺激性氣味的液體。易揮發(fā)，熔沸點(diǎn)低，密度比水大。98%以上的濃HNO3 又叫“發(fā)煙硝酸”。（霧）（二）、化學(xué)性質(zhì)： 1、硝酸具有酸的通性使指示劑變色： 例如：稀HNO3使紫色石蕊溶液變紅。與堿反應(yīng)： 如HNO3NaOHNaNO3H2O與堿性氧化物反應(yīng)：如2HNO3CaOCa(NO3)22H2O與弱酸鹽反應(yīng)： 如2HNO3Na2CO32NaNO3CO2H2O與金屬反應(yīng)： 硝酸具有強(qiáng)氧化性，與

13、金屬反應(yīng)時一般 不產(chǎn)生H2。第二十二張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2、特性：（重點(diǎn)） 硝酸越濃，越容易分解。長期存放的濃HNO3呈黃色，這是由于HNO3分解產(chǎn)生的NO2溶于硝酸的緣故。 一般將它保存在棕色瓶里，放置在陰涼處。Cu + 4HNO3（濃）= Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 3Cu+8HNO3（?。? 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O（1）不穩(wěn)定性： 4HNO3 （濃） 2H2O+4NO2+O2光或熱（2）強(qiáng)氧化性： 與金屬反應(yīng)除金、鉑、鈦外 （實(shí)驗(yàn)）Fe + 4HNO3（?。? Fe(NO3)3+ NO+ 2H2O第二十三張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年

14、6月練習(xí)與思考： 1、將以上反應(yīng)改寫成離子反應(yīng)方程式；2、以上反應(yīng)中，HNO3表現(xiàn)了什么性質(zhì)？3、 HNO3還原產(chǎn)物有何特點(diǎn)？4、濃HNO3 和稀 HNO3哪個氧化性強(qiáng)？為什么？常溫下，濃硝酸可使鐵、鋁鈍化；加熱時解鈍。第二十四張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 與某些非金屬單質(zhì)（如碳、硫等）反應(yīng)C+ 4HNO3（濃） CO2+4NO2+2H2O 與其它還原性物質(zhì)的反應(yīng)如：3 Fe2 4 H + NO3= 3Fe3 NO 2H2O可見：在酸性條件下，NO3-與還原性離子如S2-、I- 不能大量共存。規(guī)律：濃硝酸一般被還原為NO2，稀硝酸一般 被還原為NO，產(chǎn)物與硝酸的濃度有關(guān)。 3 S

15、2- 8 H + 2NO3= 3S 2NO 4H2O第二十五張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月拓展一： 王水：濃HNO3和濃鹽酸的混合物（體積比13）叫王水，它的氧化能力比硝酸更強(qiáng)，能夠使一些不溶于硝酸的金屬如金、鉑等溶解。拓展二：酸的氧化性：實(shí)質(zhì)上指 H+ 的氧化性，任何酸都有。氧化性酸：是酸根離子中心原子獲得電子的能力，酸根離子獲得電子后，中心原子化合價降低，形成相應(yīng)的低價含氧化合物甚至是單質(zhì)第二十六張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月六、人類活動對自然界氮循環(huán)和環(huán)境的影響1人類活動對自然界氮循環(huán)的影響： 2人類活動對環(huán)境的影響： （1）光化學(xué)煙霧：（2）酸雨： （3）富營養(yǎng)

16、化： 3如何減少人類活動對自然界中氮循環(huán)的影響 （1）控制進(jìn)入大氣、陸地和海洋的有害物質(zhì)的數(shù)量。 （2）增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)對有害物質(zhì)的吸收能力。我們應(yīng)保護(hù) 森林，植樹造林，促進(jìn)全球氮的良性循環(huán)。第二十七張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月七、常見考點(diǎn)：1、NOx溶于水的計(jì)算：例1：將裝有50mLNO2、NO混合氣體的量筒倒立于水槽中，反應(yīng)后氣體體積縮小為30mL，則原混合氣體中NO2和NO的體積比是 A53 B35 C32 D23例2：如圖所示的裝置中，燒瓶中充滿了干燥氣體A將滴管中的液體b擠入燒瓶內(nèi)，輕輕振蕩燒瓶，然后打開彈簧夾f，燒杯中的液體b呈噴泉狀噴出，最終幾乎充滿燒瓶。2、噴泉實(shí)驗(yàn)計(jì)

17、算：A（干燥氣體）b（液體）ANO2水BCO24mol/LnaOH溶液CCl2飽和NaCl溶液DNH31mol/L鹽酸選項(xiàng)_（填A(yù)、B、C、D）為何不滿足要求_ 第二十八張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月練習(xí)：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，在三個干燥的燒瓶內(nèi)分別裝入干燥純凈的NH3、含一半空氣的氯化氫、NO2和O2的混合氣體v(NO2)v(O2)4 1。然后分別做噴泉實(shí)驗(yàn)，三個燒瓶中所得溶液的物質(zhì)的量濃度之比為A212 B554C111 D無法確定3、離子共存：例3、已知溶液為棕黃色， 溶液為淺綠色，向Fe(NO3)2溶液中加入少量稀鹽酸時，溶液的顏色變化應(yīng)該是( )A、變淺B、變?yōu)榧t色C、沒有改變D

18、、變?yōu)樽攸S色練習(xí)：在酸性溶液中，下列各離子因氧化還原反應(yīng)而不能大量共存的是（ ）ABCD第二十九張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月4、有關(guān)HNO3的計(jì)算：例4、38.4 mg Cu與適量的濃HNO3反應(yīng)，銅全部作用后，共收集到22.4 mL氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，反應(yīng)消耗的HNO3其物質(zhì)的量可能是（ ）A1.0103 mol B1.6103 molC2.2103 mol D2.4103 mol例5、在100mL某混合酸中，HNO3的物質(zhì)的量濃度為0.4molL-1，H2SO4的物質(zhì)的量濃度為0.1 molL-1，向其中加入1.92 g銅粉，微熱，待充分反應(yīng)后，求溶液中的物質(zhì)的量濃度。 關(guān)于HNO3計(jì)算小結(jié)： 1、與金屬單質(zhì)反應(yīng)時HNO3表現(xiàn)酸性和氧化性，表現(xiàn)酸性的量可由金屬所形成的鹽計(jì)算得出，表現(xiàn)氧化性的量可由所產(chǎn)生的氣體算出，不論是NO還是NO2。 2、金屬與混酸的計(jì)算必須按照離子方程式計(jì)算，因?yàn)槠渲械牟粌H僅由HNO3提供。第三十張，PPT共三十四頁，創(chuàng)作于2022年6月本節(jié)小結(jié)一、氮在自然界中的循環(huán)：二、氮循環(huán)中的重要物質(zhì)及氮的固定：（一）、N2（二）氮的氧