3.3.1 氮的循环 课件2023-2024学年高一上学期化学鲁科版（2019）必修第一册

第3章 第三节 氮的循环 自然界中的氮循环 氮的固定 自然界中氮的循环 氮原子的结构 +7 2 5 氮元素位于元素周期表的第二周期、第VA族。氮原子的最外电子层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。因此，氮原子一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质。 NH3 N2 NO NO2 HNO3 NH3·H2O NH4+ NO3- 氮及其化合物的“价-类”二维图 游离态：主要以 的形式存在于空气中。 化合态：部分存在于动植物体内的 中；部分存在于土壤、海洋里的 中。 氮气与氮的固定 氮元素在自然界中的存在 氮分子 蛋白质 硝酸盐和铵盐 (78%) 氮气 氧气 (21%) 空气的成分(按体积) N2的物理性质 颜色 气味 状态 溶解性 密度 无色 无味 气态 难溶于水 比空气略小 排水法收集N2 氮气的工业制法：分离液态空气 空气 降温加压 液化空气 升温分离 液氧（沸点：-183℃） 液氮（沸点：-196℃） N2的化学性质 ①氮气的还原性： 点燃 3Mg＋N2==Mg3N2 化学性质稳定 【例】粮食保存、焊接金属的保护气、灯泡填充气 N2＋O2==2NO 放电 N2＋O2==2NO 放电 2NO＋O2==2NO2 高温、高压 催化剂 N2+3H2 2NH3 ②氮气的氧化性： 气体颜色由无色变为红棕色 氮的固定 将空气中游离态的氮转化为含氮的化合物的过程 氮的固定 人工固氮 自然固氮 高能固氮：闪电10% 生物固氮：豆科植物90% 工业固氮：工业合成氨 仿生固氮(常温常压）：金属有机物 游离态→化合态 NH3经催化氧化生成NO是氮的固定 高温、高压 催化剂 N2+3H2 2NH3 × N2＋O2==2NO 放电 化合价 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋5 对应氧化物 N2O   NO  N2O3 NO2 N2O4   N2O5  笑气，可吸入麻醉剂，新型“毒品” 酸性氧化物（属于酸酐）： 2NO2 N2O4 氮的氧化物 N2O3，N2O5 HNO2，HNO3 一氧化氮和二氧化氮 二氧化氮 一氧化氮 一氧化氮是无色的有毒气体，不溶于水，在常温下很容易与氧气化合，生成二氧化氮。 二氧化氮是红棕色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气的大，易液化，易溶于水。 NO NO2 物理性质 色味态 毒性 溶解性 密度 化学性质 还原性 氧化性 无色、无味、气体 红棕色、刺激性气味、气体 难溶于水 易溶于水，与水反应 有毒 有毒 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 2NO + O2 = 2NO2 略大于空气 大于空气 排水法 6NO+4NH3 ==== 5N2+6H2O 催化剂 ∆ 气体由无色变为红棕色 气体由红棕色逐渐变为无色，水位上升到2/3处 工业制硝酸 继续通入氧气并不断振摇，气体出现红棕色又再次消失，液面逐渐上升 4NO2+O2+2H2O==4HNO3 尾气吸收 Cl2：酸性气体 SO2：酸性气体 NH3：碱性气体 易溶于水 NO2 NO NaOH 稀硫酸 水 NaOH 通O2、NaOH 4NO＋3O2＋4NaOH=4NaNO3＋2H2O 2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O NO、NO2 NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O NO、NO2应用与危害 氧化物 危害 应用 NO 有毒，与血红蛋白结合能力强，容易造成人体缺氧 可作为传递神经的“信使分子”，具有扩展血管、提高免疫力、增强记忆力等作用 NO2 有毒，能使织物褪色，破坏多种织物和尼龙制品，对金属和非金属材料有腐蚀作用，另外还能够形成酸雨 雷雨天气NO2与雨水形成的硝酸降落到地面，与土壤中矿物作用形成硝酸盐，促进植物生长 联想·质疑 俗语说“雷雨发庄稼” “一场雷雨一场肥”， 这隐含着什么原理？ O2 放电 O2 N2 NO NO2 HNO3 H2O 盐 氮的氧化物与O2、H2O反应的计算 3NO2+H2O==2HNO3+NO 2NO+O2==2NO2 总反应：4NO+3O2+2H2O==4HNO3 ① NO2或NO2与NO的混合气体溶于水 3NO2+H2O==2HNO3+N