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第3节 氮的循环
1.闪电时空气中会发生哪些化学反应？
联想·质疑
2.俗语说“雷雨发庄稼”，这句话隐含着什么原理？
氮循环中涉及到的含氮物质，指出它们的类别和氮元素的化合价。
N2
NH3
NO NO2
HNO3
NH3 、NH4+
氨基酸、蛋白质
尿素、蛋白质
NO3-
生物固氮
人工固氮
闪电固氮
NH3
N2
NO
NO2
HNO3
NH3·H2O
NH4+
NO3—
氮元素
游离态: N2
化合态: 氮的氧化物、氨（NH3）、铵盐（NH4+）、硝酸盐（NO3-）、 蛋白质等
一、氮气
1.结构
2.物理性质：
颜色 状态 气味 密度 水溶性
无色
气体
无味
略小于空气
难溶
液氮冰激凌
液氮作制冷剂因为
液氮气化吸收热量
3.化学性质：
化学性质稳定
例如：粮食保存、焊接金属的保护气、灯泡填充气
①氮气的还原性：
②氮气的氧化性：
N2＋O2==2NO
放电
N2＋3H2 2NH3
高温高压
催化剂
点燃
3Mg＋N2==Mg3N2
使空气中游离态的氮转化为含氮的化合物的方法叫做氮的固定，简称固氮
生物固氮90%
高能固氮10%
自然固氮
氮的固定
闪电
豆科植物
人工固氮
二、氮的氧化物
氧化物 N2O NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5
氮对应化合价
＋3
＋4
＋1
＋2
＋4
＋5
笑气
可吸入麻醉剂
新型毒品
2NO2 N2O4
2.NO和NO2
(1)物理性质
NO NO2
颜色
状态
气味
毒性
水溶性
收集方法
无色
红棕色
气态
气态
无味
刺激性
有毒
有毒
难溶
易溶
排水法
向上排空气法
模拟闪电固氮，认识氮及其化合物的性质
实验操作 实验现象 化学方程式

气体颜色由无色变为红棕色
2NO + O2= 2 NO2
观察·思考
气体颜色由无色变为红棕色
2NO + O2= 2 NO2
模拟闪电固氮，认识氮及其化合物的性质
实验操作 实验现象 化学方程式

观察·思考
红棕色气体变为无色
3NO2 + H2O =2HNO3+ NO
NO化学性质
与O2反应:
2NO + O2 == 2NO2
气体由无色变为红棕色
利与弊：
可用来检验NO存在
（1）NO结合血红蛋白能力比CO还强，造成人体缺氧
（2）作为传递神经信息的“信使分子”
（3）在扩张血管、提高免疫力、增强记忆力等方面有着重要作用
NO2化学性质
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO→工业制取硝酸
红棕色气体逐渐变为无色
利与弊：
（1）二氧化氮能使多种织物褪色、损坏多种织物和尼龙制品，对金属和非金属材料也有腐蚀作用。
（2）与水反应制硝酸。
（3）生成的硝酸随雨水洒在地面上，形成硝酸盐促进植物生长。
O2
放电
O2
N2
NO
NO2
HNO3
H2O
“雷雨发庄稼”
放电
N2+O2 2NO
2NO ＋O2
2NO2
3NO2＋H2O
2HNO3＋NO
硝酸盐
N2＋3H2 2NH3
优化
条件
N2＋3H2 → 2NH3
N2很稳定
把空气变面包——合成氨
人工固氮
N
N
微观
宏观
氮氮叄键
合成氨：一个反应，三个诺奖
弗里茨·哈珀
1918年
博施
1931年
埃特尔
2007年
发明了N2和H2
直接合成氨的方法
改进了反应条件，实现
氨的规模化工业生产
发现了合成氨
的反应机理

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