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1、第3章 自然界中的元素,第2节 氮的循环,一方面是大气中的氮气通过闪电与氧气化合生成一氧化氮，一氧化氮继续被空气中的氧气氧化生成二氧化氮，二氧化氮与水反应形成硝酸随雨水降落地面，与土壤中的矿物质作用，生成硝酸盐。另一方面是豆科作物的根瘤菌将空气中的氮气直接转化为氨。植物通过吸收NO3-和NH4+，合成氨基酸进而合成蛋白质。人和动物通过采食植物的果实或块根，将植物蛋白转化为动物蛋白，动植物遗体中的蛋白质被微生物分解为铵根离子、硝酸根离子和氨，又回到土壤和水体中，被植物再次吸收。,一、自然界中氮的循环,天上,人间,地下,N2,NO NO2,HNO3,NH3,NH3 、NH4+、 NO3,二、氮循环
2、中的重要物质,、氮气,（1）物理性质：,无色、无气味的气体；难溶于水；密度比空气稍小。,氮气可用作保护气，充填灯泡。,（2）化学性质 ：,氮气的化学性质很不活泼。,在新疆和青海两省交界处，有一狭长山谷，有时牧民和牲畜进入后，风和日丽的晴天顷刻间会电闪雷鸣，狂风大作,人畜常遇雷击而倒毙，被当地牧民称为“魔鬼谷”。 奇怪的是这里草木茂盛，你知道其中的原因吗？,氮的固定：,将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的方法。,氮的固定,自然固氮,人工固氮,闪电 10%,生物固氮90%,可逆反应？,N2O、NO、 N2O3、 NO2、N2O4、N2O5,2、氮的氧化物,+1 +2 +3 +4 +4 +5,(1)
3、一氧化氮：,无色、有毒、难溶于水的气体。,氧化氮遇空气立即变为红棕色。,2NO + O2 = 2NO2,(2)二氧化氮：,红棕色、有毒、有刺激性气味的气体，易溶于水。,3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO,NO2既是氧化剂又是还原剂,2NO2 N2O4,4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3,4NO + 3O2 + 2 H2O =4HNO3,问题讨论：,2、能不能用排空气法收集一氧化氮？为什么？,3、如何除去一氧化氮气体中混有的少量二氧化氮？,因为NO易被空气中O2氧化成NO2 ，所以不能用排空气法收集。,将混合气体通过盛有水的洗气瓶。,1、如何检验一氧化氮？,无色气体遇空
4、气立即变为红棕色，说明是NO。,3、氨和铵盐,(1)氨气,NH3,无色有刺激性气味的气体，极易溶于水，易液化。,1：700,NH3 + H2O NH3H2O NH4 + OH-,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。,与水反应：,与酸反应：,还原性：,NH3 + HCl NH4Cl 有大量白烟生成。,2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4,NH3 + CO2 + H2O = NH4HCO3,NH3 + H+ = NH4+,装置类型：,固体 + 固体加热型,收集方法：,向下排空气法,干燥方法：,通过盛有碱石灰的干燥管,验满：,将湿润的红色石蕊试纸放在瓶口，试纸变蓝说明已集满。,同O2,用玻璃棒蘸
5、取浓盐酸靠近瓶口有白烟产生。,棉花团的作用：防止外界气流的搅动。,实验,1,2,3,实验现象,结论,加热不久试管上有白色固体附着,NH4Cl受热易分解，冷却后又结合成NH4Cl,生成使澄清的石灰水变浑浊的气体,受热易分解,产生大量气体，能闻到刺激性气味，湿润的红色石蕊试纸变蓝,产生了NH3,（2）铵盐,由NH4+与酸根阴离子构成的化合物,铵盐都是晶体，易溶于水。,不稳定性，受热易分解。,与碱反应生成氨气,NH4+ + OH- = NH3H2O,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝.,检验NH4+离子的方法：,取试样加NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验，若试纸变蓝，证明试样中含有NH4
6、+。,氮肥,化肥,铵态氮肥：,硝态氮肥：,有机态氮肥：,尿素,硝酸盐,NH4Cl （NH4）2SO4 NH4HCO3,4、硝酸,纯净的硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。,能以任意比溶于水,质量分数在95%以上的浓硝酸在空气中由于挥发出硝酸蒸气会产生“发烟”现象，通常叫做发烟硝酸。,浓硝酸的质量分数为69%,（1）硝酸的：,稀硝酸使石蕊试液变红。,BaCO3 + 2H+ = Ba2+ + H2O + CO2,一元强酸具有酸的通性。,与金属反应不能生成氢气。,不稳定性:,硝酸应如何保存？,久置浓硝酸为什么呈黄色？,密封保存在 棕色试剂瓶中,并放在 冷暗处！,（2）特性：,浓硝酸因溶有NO2而
7、呈黄色。,强氧化性：,实验2、,稀硝酸,剧烈反应,铜不断溶解，产生红棕色气体，溶液变为绿色。,反应从慢到快，铜在不断的溶解，产生无色气体在试管上部变为红棕色，溶液变为蓝色。,化学方程式：,铝、铁遇冷、浓HNO3会发生钝化。,王水：浓硝酸与浓盐酸按体积比1 ：3混合而成 。,实验1：瓶口有白雾，有刺激性气味。,实验3：稀硝酸中，有无色气体，溶液变黄或浅绿；浓硝酸中，无明显现象。,浓硝酸的氧化性强于稀硝酸,硝酸的浓度越小被还原的程度越大。,金属跟硝酸反应的本质：+5价氮元素得电子，被还原为低价态氮的化合物或氮气。,铁粉与稀硝酸反应的化学方程式,3Fe2+ + NO3- + 4H+ = 3Fe3+ + NO + 2H2O,Fe + NO3- + 4H+ = Fe3+ + NO + 2H2O,2Fe3+ +Fe = 3Fe2+,石油产品和煤的燃烧、汽车尾气的排放，硝酸厂的废气等产生大量氮的氧化物(NO2和NO)排入大气中污染环境，导致光化学烟雾、酸雨。过度使用化肥，生活污水的任意排放，导致水体富营养化。,由于化石燃料的消耗量剧烈增加，合成氮肥的使用量迅速上升，豆科植物的种植面积不断增大，使活性氮的数量大大增加。,三、人类活动对自然界氮循环的和环境的影响,
