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1、高中化学必修第三章第二节氮的循环本讲稿第一页，共二十八页联想联想质疑质疑闪电闪电时空气中会发闪电时空气中会发生哪些化学反应？生哪些化学反应？这些反应和生成的这些反应和生成的物质对人类的生产物质对人类的生产生活有什么影响？生活有什么影响？本讲稿第二页，共二十八页一、氮在自然界中的循环一、氮在自然界中的循环本讲稿第三页，共二十八页氮元素循环过程中的几个主要环节大气中的氮气被固定成化合物（闪电作用、根瘤菌、合成氨工厂）；含氮化合物被植物吸收合成有机氮并进入食物链，植物蛋白变为动物蛋白；有机氮（动物排泄物及动植物遗体）、氨和铵盐、硝酸盐被细菌分解返回大气；食物中的硝酸盐是无毒的，但是在一些细菌的作用下
2、，会被还原为有毒的亚硝酸盐导致食物中毒。生活中注意不要吃腐烂的食物，因为这种食物含较多的亚硝酸盐。本讲稿第四页，共二十八页涉及到的主要物质涉及到的主要物质NHNH3 3 N N2 2 NO NO NO NO2 2 HNOHNO2 2 HNOHNO3 3NHNH4 4ClCl NaNO NaNO3 3本讲稿第五页，共二十八页二、氮循环中重要物质二、氮循环中重要物质1、氮气、氮气N2分子中两个分子中两个氮原子共用氮原子共用三对电子，三对电子，结构特别稳定结构特别稳定常温下性质稳定常温下性质稳定特定条件下也可以反应特定条件下也可以反应氮氮的的化化合合物物放电放电N2+O22NON2+3H22NH3本
3、讲稿第六页，共二十八页1氮气（1）物理性质：色、味、态、水溶性。（2）分子结构：分子中两个氮原子间存在很强的结合作用，结构稳定。化学性质：常温下，氮气的化学性质不活泼，但在特定条件下会反应（非金属单质的通性）。点燃 与金属单质反应：3Mg+N2=Mg3N2 （氧化性）与非金属单质反应：放电放电N2+O22NON2+3H22NH3本讲稿第七页，共二十八页思考思考 氮气可做保鲜苹果、灯泡、氮气可做保鲜苹果、灯泡、粮食保存的保护气，这是利粮食保存的保护气，这是利用了氮气的什么性质？用了氮气的什么性质？A.还原性还原性 B.氧化性氧化性 C.稳定性稳定性本讲稿第八页，共二十八页重要用途：制氨气焊接金属
4、的保护气与氩气填充灯泡保存水果、粮食等本讲稿第九页，共二十八页游离态游离态化合态化合态人工固氮生物固氮高能固氮自然固氮分类分类放电放电N2+O22NON2+3H22NH3氮的固定氮的固定定义：使空气中定义：使空气中游离态游离态的氮转化为的氮转化为含氮化合物含氮化合物的过程叫做氮的过程叫做氮的固定，简称固氮。的固定，简称固氮。氮的固定氮的固定本讲稿第十页，共二十八页2.氮的氧化物氮的氧化物 常见氮的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5N2O 为笑气，常作麻醉剂N2O3、N2O5分别为亚硝酸和硝酸的酸酐NO和NO2 本讲稿第十一页，共二十八页对对比比项项目目NONO2色味色味
5、态态、毒、毒性性水溶性水溶性与氧气反与氧气反应应与水反与水反应应与氧气、水与氧气、水同同时时作用作用氧化性氧化性危害及功能危害及功能无色无味气体、有毒无色无味气体、有毒利用其强氧化性损害各种织物、金属和利用其强氧化性损害各种织物、金属和非金属制品；造成光化学烟雾污染，也非金属制品；造成光化学烟雾污染，也是酸雨形成的原因之一；排入水中造成是酸雨形成的原因之一；排入水中造成水体富营养化。水体富营养化。红棕色有刺激性气味气体、有毒红棕色有刺激性气味气体、有毒易溶于水易溶于水不反应不反应3NO2+H2O=2HNO3+NO4NO2+O2+2H2O=4HNO36NO2+2NH3=4N2+3H2O不溶于水不
6、溶于水易与血红蛋白结合导致缺易与血红蛋白结合导致缺氧而中毒；作为信使分子氧而中毒；作为信使分子能够使血管扩张、免疫、能够使血管扩张、免疫、增强记忆力等。增强记忆力等。6NO+4NH3=5N2+6H2O4NO+3O2+2H2O=4HNO3不反应不反应2NO+O2=2NO2本讲稿第十二页，共二十八页关于关于NO2和和O2混合溶于水的习题混合溶于水的习题1）在一烧瓶中将）在一烧瓶中将NO2和和O2以以4:1的体积比（标的体积比（标准状况）混合准状况）混合,倒置于足量水中充分反应后所得倒置于足量水中充分反应后所得溶液的物质的量浓度为溶液的物质的量浓度为mol/L2）将）将12mlNO2和和O2的混合气
7、体通入足量的水的混合气体通入足量的水中，充分反应后余气中，充分反应后余气2ml（气体均在相同状态气体均在相同状态下测定）求原各气体的体积。下测定）求原各气体的体积。0.036NO28ml、O24ml或或NO210.8ml、O21.2ml本讲稿第十三页，共二十八页3.氨氨【实验记录】实验实验实验现象实验现象结论结论NH3的的喷泉实验喷泉实验NH3与与HCl的反应的反应形成红色喷泉形成红色喷泉产生大量白烟产生大量白烟氨气极易溶于水氨气极易溶于水水溶液呈碱性水溶液呈碱性生成生成NH4Cl固体固体本讲稿第十四页，共二十八页3氨物理性质：无色有刺激性气味的气体，比空气轻，易液化，可做制冷剂，极易溶于水（
8、1：700）。化学性质：与水反应：NH3+H2O NH3H2O，NH3H2O NH4+OH-与酸反应：在溶液中反应（强酸溶液中）：NH3+H+=NH4+气体间反应（遇挥发性酸）：NH3+HCl=NH4Cl还原性 催化剂与O2的反应：4NH3+5O2=4NO+6H2O 本讲稿第十五页，共二十八页4.一水合氨的化学性质一水合氨的化学性质（1 1）不稳定性不稳定性指示剂指示剂NH3H2O+HCl=NH4Cl+H2O2NH3H2O+CO2=(NH4)2CO3+H2O3NH3H2O+FeCl3=3NH4Cl+Fe(OH)3（2 2）碱的通性碱的通性NH3H2O=NH3+H2O本讲稿第十六页，共二十八页5
9、.铵盐的性质铵盐的性质 实验现象实验现象结论及化学方程式结论及化学方程式物理物理性质性质加热加热与碱与碱反应反应都是晶体，都易溶于水都是晶体，都易溶于水NH4Cl=NH3+HClNH4HCO3=NH3+CO2+H2O产生氨气产生氨气NH4+OH-=NH3+H2O检验检验NH4+的方法！的方法！产生使湿润产生使湿润的红色石蕊的红色石蕊试纸变蓝的试纸变蓝的气体气体本讲稿第十七页，共二十八页铵盐性质的运用铵盐性质的运用-氨的实验室制法氨的实验室制法 2 2NHNH4 4Cl+Ca(OH)Cl+Ca(OH)2 2=CaCl=CaCl2 2+2NH+2NH3 3+2H+2H2 2O O1.原理原理：2.
10、装置装置3.收集方法收集方法：4.检验方法检验方法：与制与制O2相同相同向下排空气法向下排空气法湿润红色石蕊试纸湿润红色石蕊试纸本讲稿第十八页，共二十八页种类种类化学式化学式含氮量含氮量性性 状状铵铵态态氮氮肥肥NHNH4 4HCOHCO3 317.7%白色结晶，吸湿性很强，易潮解，溶于水，弱碱性NHNH4 4ClCl26.2%白色或淡黄色结晶，有吸湿性，溶于水，酸性.NHNH4 4NONO3 335%白色结晶，易潮解，结硬块，溶于水，微酸性，（NHNH4 4)2 2SOSO4 421.2%白色粒状结晶，吸湿性不大，不易结块有机有机氮肥氮肥CO（NH2)246.7%白色或浅黄色针状结晶或小颗粒
11、，溶于水，中性氮氮 肥肥本讲稿第十九页，共二十八页6.6.硝酸的性质硝酸的性质 1、物理性质、物理性质 纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。的液体。硝酸能以任意比溶解于水。硝酸能以任意比溶解于水。质量分数为质量分数为69%的硝酸为浓硝酸的硝酸为浓硝酸；质量分数为质量分数为98%以上的硝酸为发烟硝酸。以上的硝酸为发烟硝酸。本讲稿第二十页，共二十八页2、硝酸的化学性质、硝酸的化学性质1）具有酸的通性具有酸的通性2）不稳定性不稳定性3）具有强具有强氧化性氧化性go本讲稿第二十一页，共二十八页1）具有酸的通性具有酸的通性使紫色的石蕊试液变红使紫色的石蕊试液变红与
12、某些碱性氧化物起反应与某些碱性氧化物起反应与某些盐起反应与某些盐起反应与碱起反应与碱起反应2HNO3+CuO=Cu(NO3)2+H2O2HNO3+CaCO3=Ca(NO3)2+CO2+H2OHNO3+NaOH=NaNO3+H2O返回返回本讲稿第二十二页，共二十八页4HNO3=2H2O+4NO2+O2受热或见光受热或见光2）不稳定性不稳定性思考思考：浓硝酸为什么常呈黄色？浓硝酸为什么常呈黄色？如何保存硝酸？如何保存硝酸？阴凉、避光（棕色试剂瓶）阴凉、避光（棕色试剂瓶）硝酸分解发出的二氧化氮气体溶于硝酸硝酸分解发出的二氧化氮气体溶于硝酸而使硝酸呈黄色而使硝酸呈黄色返回返回本讲稿第二十三页，共二十八
13、页3）氧化性氧化性（HNO3）+5硝酸与大部分的金属能反应硝酸与大部分的金属能反应硝酸与许多的非金属能反应硝酸与许多的非金属能反应3Cu+8HNO3(稀）稀）=3Cu(NO3)2+2NO+4H2OCu+4HNO3(浓）浓）=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O3Mg+8HNO3(稀）稀）=3Mg(NO3)2+2NO+4H2OC+4HNO3=2H2O+4NO2+CO2返回返回本讲稿第二十四页，共二十八页三、人类活动对自然界氮三、人类活动对自然界氮 循环和环境的影响循环和环境的影响 NONO2本讲稿第二十五页，共二十八页伦敦光化学烟雾伦敦光化学烟雾洛杉矶光化学烟雾洛杉矶光化学烟雾广广州州光化学烟雾光化学烟雾本讲稿第二十六页，共二十八页酸酸雨雨酸雨的形成酸雨的形成酸雨的酸雨的危害危害本讲稿第二十七页，共二十八页水体富营养化水体富营养化悲哀的海豚被污染的河流本讲稿第二十八页，共二十八页