高中化学 《氮的循环》学案4 鲁科版必修1

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1、第2节氮的循环通过上一节的学习，我们知道，在一百多种元素中，组成单质及化合物种类最多的元素是碳元素。那么，你知道地球上含量最丰富的一种元素是什么元素吗？那就是氮元素，氮元素广泛存在于大气、水体、动植物体以及土壤中。那么，你知道这些氮元素是如何循环的吗？氮元素的循环对我们的环境和地球上的生命又有什么意义呢？研习教材重难点研习点1氮在自然界中的循环1．自然界中氮元素循环示意图2．主要形式（1）游离态→化合态①是豆科植物根部的根瘤菌，把氮气转变为硝酸盐等含氮化合物；②放电条件下，与氧气结合为氮氧化合物，并随降水进入水体中；③合成氨工厂

2、、汽车发动机都可以将一部分氮气转化成化合态。（2）化合态→游离态：硝酸盐在某些细菌作用下转化成氮气。（3）化合态→化合态：化石燃料燃烧、森林和农作物枝叶燃烧所产生的氮氧化合物通过大气进入陆地和海洋，进入氮循环。【领悟·整合】氮是维持高等动植物生命活动的必须元素，因此，氮的循环涉及到地球上生物圈的各个方面。人类活动也在逐渐的影响到氮循环。所以，认识氮的循环，就把我们将要学习的物质置于“氮的循环”这个大的背景下，将会更有利于同学们掌握氮及其化合物的性质。3．氮气与氮的固定（1）氮气的物理性质：无色无味气体，难溶于水，与空气密度相近。

3、（2）氮气的化学性质：【知识·链接】氮气属于双原子分子，两个氮原子之间的作用非常强。因此，氮气分子稳定，化学性质不活泼，但要注意，N2一旦吸收能量变为N原子则性质较活泼。在高温或放电时可与某些物质反应，N表现为既有氧化性，又有还原性。①与O2的反应在放电条件下，氮气跟氧气能直接化合生成无色的一氧化氮（NO）。反应式为：N2+O22NO说明：在雷雨天气，汽车的发动机中均可以发生该反应。在该反应中，N2表现出还原性。②与H2反应N2+3H22NH3说明：a该反应是工业上合成氨的反应原理，具有非常重要的现实意义。在该反应中，N2表现出

4、氧化性。b在氮气跟氢气反应生成氨的同时，氨气也在分解生成氮和氢气。像这样同时向正反两个方向进行的反应称为可逆反应。在可逆反应的化学方程式中用“”代替“＝”。（3）氮的固定①定义：将空气中游离的氮转变成氮的化合物的方法叫做氮的固定。②分类：氮的固定自然固氮人工固氮高能固氮（闪电，约占10%）生物固氮（约占90%）合成氨仿生固氮（3）NO和NO2物质NONO2颜色无色红棕色毒性剧毒剧毒溶解性不溶解与水反应气味无味刺激性气味转化2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO【联想·发散】氮的氧化物以及与氧气混合后溶于水的情况

5、分析：①NO2或NO2与N2(非O2)的混合气体溶于水时，可根据反应：3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO，利用气体体积的变化差值进行计算。②NO2和O2的混合气体溶于水时，根据反应：4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3当V(NO2)∶V(O2)＝4：1时，恰好反应，无剩余气体；当V(NO2)∶V(O2)＜4：1时，剩余氧气；当V(NO2)∶V(O2)＞4：1时，NO2过量，剩余气体为NO，且体积为过量NO2体积的1/3。③NO和O2同时通入水中时，此时的反应为：4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3当V(NO)∶V(O2)＝4：3

6、时，恰好反应，无剩余气体；当V(NO2)∶V(O2)＜4：3时，剩余氧气；当V(NO2)∶V(O2)＞4：3时，剩余NO。典例1：雷鸣电闪是人们司空见惯的自然现象，地球上每年平均发生31560余次闪电。（1）每当雷电交加之际，轰鸣闪电之时，空气中可能发生如下反应：①。②。③。（2）由此说明闪电对人类生活有何益处：。研析：氮是作物体内蛋白质、核酸和叶绿素的重要成分，氮肥能促使作物的茎叶生长茂盛，叶色浓绿．蚕豆、大豆等豆科植物和苜蓿等的根部有根瘤菌，能把空气中的氮气转变成氨作为养料吸收，是植物生长发育的基本条件之一，推动着自然界周

7、而复始的氮循环，保持着生态平衡，使生命得以延续。当然，现代农业并不单纯仅仅靠等待大自然的恩赐。答案：（1）①N2＋O22NO　②2NO＋O2＝2NO2③3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO（2）闪电时可把空气中的氮（N2）转化为氮肥（“固氮”反应）（48300余万吨），落到地面上后可发生：2HNO3＋Ca(HCO3)2＝Ca(NO3)2＋2H2O＋2CO2↑，形成硝酸盐以利于作物生长。典例2：一定条件下，将等体积的NO和O2的混合气体置于试管中，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积为原总体积的A．1/4B．3/4C．1/

8、8D．3/8研析：本题主要考查NO和O2的反应，NO2溶于水及有关的计算。NO、O2、H2O之间的反应，先判断是否适量，若不是适量，找出剩余的气体，体积是多少，最后算出剩余气体的体积占原总体积的分数。本题常见错误是误选A。其原因是已算出消耗O23/4体积，剩余1