资源简介

学习目标
01
知道自然界中氮循环的基本过程，认识氮循环过程中重要的含有氮元素的物质，能够对含有氮元素的物质进行分类
02
知道氮气在一定条件下能够与氧气、氢气发生反应，了解氮的固定的相关知识
03
熟知一氧化氮和二氧化氮的性质，了解自然界中形成硝酸的过程
俗语有云：雷水发庄稼
农俗亦有云：“种豆子不上肥，连种几年地更肥”
自然界是怎样通过氮的循环为生物体提供氮元素的呢？
一、自然界中的氮循环
闪电、雨水
氮氧化物
豆科植物根部的根瘤菌
NH4+、NO3?、NH3
?
硝酸HNO3
工业合成氨
肥料
汽车排放物
氮氧化物
蛋白质
植物吸收
进入土壤、水体
植物吸收
植物吸收
硝酸盐
细菌分解
一部分被细菌分解
N2
大气中不活泼的氮气N2
氢化物
氮的化合价
0
+2
+4
物质类别
单质
氧化物
碱
盐
-3
酸
+5
自然界中的氮循环涉及许多氮及其化合物，请补充完善氮及其化合物的价-类二维图
NH3
N2
NO
NO2
HNO3
NH3·H2O
NO3+
NH4+
一、自然界中的氮循环
一、自然界中的氮循环
氮元素在自然界中的存在形式：游离态和化合态。
氮的固定
①含义：将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。
雷电固氮
生物固氮
自然固氮
N2+O2======2NO
放电
或高温
一、自然界中的氮循环
氮元素在自然界中的存在形式：游离态和化合态。
氮的固定
①含义：将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。
人工固氮
合成氨
仿生固氮
N2+3H2====2NH3
催化剂
高温高压
二、氮气的性质
是一种无色无味的气体，难溶于水，密度与空气相近。
1. 氮气的物理性质
电子式
结构式
N2
化学式
N
??
N
??
???
???
N
N
氮氮键很难断裂，通常情况下，氮气的化学性很质稳定、不活泼，不易与其他物质反应
N2+O2======2NO
放电
或高温
N2+3Mg===Mg3N2
点燃
N2+3H2====2NH3
催化剂
高温高压
雷电作用
化肥生产等
镁在氮气中燃烧
【思考】镁条在空气中燃烧，固体产物有几种？
三种。Mg3N2、MgO、C（镁条可以在CO2 中燃烧）
二、氮气的性质
2. 氮气的化学性质
B
1.下列关于氮气的叙述，正确的是（ ）
A．氮气性质稳定，即使在高温下也很难跟其他物质发生反应
B．氮气比空气轻，且不溶于水
C．氮气无氧化性，也无还原性，不跟其他物质反应
D．氮气可与许多物质发生化学反应，所以氮气的化学性质活泼
反馈训练
三、氮的氧化物的性质
NO
无色、有毒气体、不溶于水
红棕色、有刺激性气味、有毒气体、易溶于水
NO2
1. 物理性质
NO 用排水法，NO2 用向上排空气法
【思考】如何收集 NO、NO2 气体？
三、氮的氧化物的性质
2. 一氧化氮NO的化学性质
在常温下很容易被氧气氧化：
2NO+O2 = 2NO2
现象：无色气体变为红棕色
其他
①结合血红蛋白能力比CO还强，更容易造成人体缺氧
②作为传递神经信息的“信使分子”，在扩张血管、提高免疫力、增强记忆力等方面有着重要作用
三、氮的氧化物的性质
3. 二氧化氮NO2的化学性质——不是酸性氧化物
3NO2＋H2O = 2HNO3＋NO
（1）与水反应：
红棕色气体变为无色气体，集气瓶中水面上升至2/3处，集气瓶内无色气体接触到空气，又变成红棕色
工业制硝酸
[方程式]
[应用]
思考：如果要将反应体系中产生的NO充分转化，可以采取什么措施?
不断补充空气
三、氮的氧化物的性质
3. 二氧化氮NO2的化学性质——不是酸性氧化物
3NO2＋H2O = 2HNO3＋NO
（1）与水反应：
（2）与碱反应：
2NO2＋2NaOH = NaNO3＋NaNO2＋H2O
应用：
用于吸收多余NO2，防止污染空气
（3）强氧化性
NO2+SO2 = NO+SO3
①与SO2：
②与KI反应置换出I2 （能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝）
三、氮的氧化物的性质
3. 二氧化氮NO2的化学性质——不是酸性氧化物
①能使多种织物褪色，损坏多种织物和尼龙制品
②对金属和非金属材料有腐蚀作用
③在空气中随雨水进入土壤，促进植物生长
其他
试一试：根据所学知识推测“雷雨发庄稼”背后的原理
雷电发生时，N2和O2化合生成NO，NO迅速被氧化为NO2，NO2溶于水生成HNO3，HNO3跟土壤作用生成硝酸盐，可被植物吸收。
N2+ O2 ==== 2NO
放电
2NO＋O2 = 2NO2
3NO2＋H2O = 2HNO3＋NO
自然界中的氮循环
氮的氧化物
氮
氮及其氧化物
氮的固定
氮气的化学性质
氮气的物理性质
氮气的用途
一氧化氮
二氧化氮
反馈训练
1.下列关于NO和NO2的说法正确的是（　　）
A.NO2是红棕色气体，易溶于水，属于酸性氧化物
B.NO2可由N2和O2直接化合得到
C.NO和NO2均既可以用排空气法收集又可以用排水法收集
D.NO和NO2在一定条件下可以相互转化
2.对于反应：3NO2＋H2O?????????????2HNO3＋NO，下列说法正确的是（　　）
?
A.氧化剂与还原剂的质量比为2∶1
B.氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2
C.NO2是氧化剂，H2O是还原剂
D.在反应中若有6 mol NO2参与反应时，有4 mol电子发生转移
D
D
反馈训练
3.无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、N2中的几种，将一定量的气体甲经过如图实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则气体甲的组成为（　　）
A.NO2、N2
B.NO、CO2
C.NO2、CO2
D.NO、CO2、N2
B
反馈训练
4.为了有效实现NO和NO2的相互转化，设计如下实验：按图组装好实验装置（夹持装置已省略），并检查装置的气密性，实验前用排水法收集NO。
（1）打开止水夹，推动注射器活塞，使O2进入烧瓶。关上止水夹，首先观察到烧瓶中的现象是什么？写出产生此现象的化学方程式。
反馈训练
（2）轻轻摇动烧瓶，观察到烧瓶中的现象是什么？利用化学方程式解释产生这种现象的原因是什么？
（3）假设烧瓶内充有100 mL NO，通入多少O2才能使水充满试管？
已知：2NO＋O2?????????????2NO2　①，3NO2＋H2O?????????????2HNO3＋NO　②，由反应的化学方程式①×3＋②×2得：4NO＋3O2＋2H2O?????????????4HNO3，即当NO和O2的体积比为4∶3时水可以充满试管，故需通入75 mL O2。
?
反馈训练
5.工业生产硝酸时，能否将NO2完全转化为硝酸？写出转化过程的总反应化学方程式。
工业生产硝酸时，通入过量O2，可以把NO2完全转化为HNO3。
化学方程式：3NO2＋H2O?????????????2HNO3＋NO　①，2NO＋O2?????????????2NO2　②，由①×2＋②得总化学方程式：4NO2＋O2＋2H2O?????????????4HNO3。

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