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氮的循環 課時1
第三章 物質的性質與轉化
1.了解自然界中氮循環的基本過程，認識氮的固定。
2.熟知氮氣的主要性質。
3.通過實驗探究了解一氧化氮和二氧化氮的主要性質。
“雷電發莊稼”
閃電使空氣中的氮氣轉化成了一氧化氮，再轉化為硝酸,即植物生長需要的氮肥，促進植物生長。
N2
HNO3
NH3
NO NO2
NH3
HNO3
游離態
化合態
氮的固定
氨基酸
植物蛋白
動物蛋白
人工固氮
自然固氮
雷雨固氮
生物固氮
一、氮循環中的物質之間的轉化
酸
單質
鹽
氧化物
+2
0
+4
氮元素化合價
物質類別
-3
氫化物
+5
堿
NO2
N2
NO
NH3
HNO3
NH3·H2O
氮及其化合物的“價—類”二維圖
二、氮氣及氮的氧化物
1.氮氣
顏色 氣味 狀態 溶解度 密度
無色 無味 氣體 難溶于水 比空氣略小
穩定
通常情況下，氮氣化學性質_____。
（1）氮氣的物理性質
（2）氮氣的化學性質
N2
但是，在高溫、高壓和催化劑的作用下，氮氣和氫氣可以化合成氨氣。
N2+3H2 2NH3
人工固氮的重要途徑
——工業合成氨
2.氮的氧化物
（1）一氧化氮和二氧化氮的物理性質
物質 NO NO2
顏色
毒性
溶解度
氣味
紅棕色
無色
NO
NO2
兩種氣體的收集方法相同嗎
NO2
NO
排水法
向上排空氣法
有毒
有毒
不溶于水
易溶于水
無味
刺激性氣味
（2）模擬閃電固氮，認識氮及其氧化物的性質
硬質玻璃管內產生電火花，氣體無明顯變化。
實驗現象
如何驗證氮氣參加了反應？
N2+O2 ===2NO
放電
視頻
實驗現象
氣體由無色迅速變為紅棕色。
2NO+O2 2NO2
║
NO2又是如何轉化為植
物所需要的氮肥呢？
視頻
試管內氣體減少,液面上升，紅棕色氣體變為無色,得到無色溶液。
實驗現象
3NO2+H2O===2HNO3+NO
深度思考
Ⅰ.該實驗中，氧化劑和還原劑反應的物質的量的比值是？
NO2轉化為HNO3，化合價升高，體現還原性。NO2轉化為NO，化合價降低，體現氧化性。該實驗中，氧化劑和還原劑的物質的量的比值是1:2
視頻
Ⅱ.該實驗中，水能否充滿了整支試管？為什么？
不能。由3NO2+H2O === 2HNO3+NO可知，水只能充滿整個試管的。
Ⅲ.如何使原盛NO2的試管全部充滿液體？
試管中通入少量O2，氣體變為紅棕色，后又變為無色，液面上升，不斷通入O2，直至試管被液體充滿，沒有氣體為止。
Ⅳ. 若試管中裝10molNO2，則通入多少摩爾O2可以使NO2充分被水吸收
已知2NO+O2 === 2NO2　① 3NO2+H2O === 2HNO3+NO　②
由方程式①+②×2得:4NO2+O2+2H2O === 4HNO3，即當NO2和O2的體積比為4︰1時水可以充滿試管,需通入2.5 moL O2。
Ⅴ.若試管中裝10molNO，則通入多少摩爾O2可以使NO充分被水吸收
已知2NO+O2 === 2NO2　① 3NO2+H2O === 2HNO3+NO　②
由方程式①×3+②×2得:4NO+3O2+2H2O === 4HNO3，即當NO和O2的體積比為4︰3時水可以充滿試管,需通入7.5 moL O2。
4NO+3O2+2H2O === 4HNO3
當體積比V（NO）：V(O2)
4:3
=4:3
>4:3
當NO、O2混合氣體與水反應時
O2過量，剩余氣體是O2
恰好完全反應
NO過量，剩余氣體是NO
當NO2、O2混合氣體與水反應時
4NO2+O2+2H2O === 4HNO3
當體積比V（NO2）：V(O2)
4:1
=4:1
>4:1
（過量NO2與H2O反應生成NO）
O2過量，剩余氣體是O2
恰好完全反應
NO2過量，剩余氣體是NO
含氮氧化物和氧氣的混合氣體與水反應后氣體成分的規律總結
將盛有1molNO和NO2混合氣體的試管倒立于盛滿水的水槽中,再通入0.4molO2,充分反應后,整個試管充滿水,則原混合氣體中NO與NO2體積比為 (　　)
A.1︰2　　　B.2︰5　　　C.3︰7　　　D.無法確定
【解析】設1molNO和NO2的混合氣體中有a molNO和(1-a) molNO2,
根據4NO+3O2+2H2O 4HNO3和4NO2+O2+2H2O 4HNO3可得:
+ =0.4,所以a=0.3,V(NO)︰V(NO2)=3︰7。
C
║
║
練一練
深度思考
NO和NO2是否屬于酸性氧化物
NO不和水反應，故不是酸性氧化物；NO2和水生成HNO3和NO，發生氧化還原反應，也不符合酸性氧化物的定義。
（3）氮的氧化物的危害和應用
中毒（結合血紅蛋白,造成人體缺氧）
傳遞神經信息
擴張血管
對抗微生物入侵
提高免疫力
提升記憶力
NO
NO2
使織物褪色
腐蝕金屬和非金屬材料
火箭燃料中的氧化劑
酸
單質
鹽
氧化物
+2
0
+4
氮元素化合價
物質類別
-3
氫化物
+5
堿
NO2
N2
NO
NH3
HNO3
概括 整合
（1）將1 mol N2和3 mol H2充入密閉容器中,在一定條件下反應, 能得到2 mol NH3。 （ ）
（2）化合態的氮元素只顯一種價態。 （ ）
（3）N2在通常狀況下與O2反應生成NO2。 （ ）
（4）氮的固定中氮元素一定被氧化。 （ ）
（5）雷雨天含氮物質發生的反應不一定都是氮的固定。（ ）
x
√
x
x
x
練一練
1.判斷正誤
2.下列關于氮氣性質的說法中,錯誤的是(　　)
A.通常情況下,氮氣性質很不活潑
B.可在氧氣中燃燒,生成一氧化氮
C.通常情況下,氮氣在水中的溶解度很小
D.跟氫氣在一定條件下發生反應時,氮氣是氧化劑
B
3.一定條件下,將等體積的NO和O2的混合氣體置于試管中,并將試管倒立于水槽中,充分反應后剩余氣體的體積為原總體積的(　　)
C
自然界中的氮循環
氮的循環
氮的固定
氮氣
氮的氧化物
自然固氮
人工固氮
高能固氮
生物固氮
合成氨
合成氨反應
一氧化氮
二氧化氮
無色無味氣體，難溶于水
紅棕色、刺激性氣味氣體，易溶于水
自然界中含氮的物質
N2+O2===2NO
放電
2NO+O2===2NO2
3NO2+H2O===2HNO3+NO

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