自然界中的氮的循环以及氮循环中的重要物质ppt课件.ppt
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1、第第2 2节氮的循环节氮的循环第第1 1课时自然界中的氮的循环以及课时自然界中的氮的循环以及氮循环中的重要物质氮循环中的重要物质 自然界中的元素自然界中的元素 1了解氮的固定,掌握氮气的性质。了解氮的固定,掌握氮气的性质。2掌握掌握NO、NO2的重要性质及其与环境的关系。的重要性质及其与环境的关系。知识清单知识清单氮在自然界中的循环氮在自然界中的循环1氮的存在,氮是地球上含量丰富的一种元氮的存在,氮是地球上含量丰富的一种元素,以素,以_的形式存在于大气中,以的形式存在于大气中,以_的形式存在于动植物体里、土壤和水体中。的形式存在于动植物体里、土壤和水体中。2氮在自然界中的循环氮在自然界中的循环
2、单质化合物单质化合物(1)在自然界中豆科植物根部的在自然界中豆科植物根部的_,把空气中,把空气中的氮气转变为的氮气转变为_等含氮的化合物。动物遗体中的蛋等含氮的化合物。动物遗体中的蛋白质被微生物分解成白质被微生物分解成_、_和和_,又,又回到土壤,被植物吸收利用。在放电条件下,空气中少量回到土壤,被植物吸收利用。在放电条件下,空气中少量的的_与化合生成与化合生成NO,NO和和O2 迅速生成迅速生成 _并随水进入土壤和水体。并随水进入土壤和水体。根瘤菌硝酸盐铵离子硝酸根离子氨根瘤菌硝酸盐铵离子硝酸根离子氨 氮气氧气氮气氧气NO2 (2)人们通过化学方法把空气中的氮气转化为人们通过化学方法把空气中
3、的氮气转化为_,再根据需要进一步转化成各种,再根据需要进一步转化成各种_。(3)化石燃料燃烧、森林和农作物枝叶燃烧所产生的化石燃料燃烧、森林和农作物枝叶燃烧所产生的_通过大气进入陆地和海洋,进入氮循环。通过大气进入陆地和海洋,进入氮循环。(2)氨含氮化合物如氮肥、硝酸等氨含氮化合物如氮肥、硝酸等(3)氮氧化合物氮氧化合物综合拓展综合拓展关于氮气制取的方法关于氮气制取的方法分离空气法:空气中约含五分之四分离空气法:空气中约含五分之四(体积分数体积分数)的氮气,的氮气,因此工业上所需的氮气都是从空气中提取的。其方法通常因此工业上所需的氮气都是从空气中提取的。其方法通常有两种,一是分离液态空气法,即
4、将液态空气减压分馏;有两种,一是分离液态空气法,即将液态空气减压分馏;二是将可燃物在限定容积的容器内燃烧除去氧气,从而获二是将可燃物在限定容积的容器内燃烧除去氧气,从而获得氮气。得氮气。实验室制法:在实验室要制取较纯的氮气,可以加实验室制法:在实验室要制取较纯的氮气,可以加热饱和氯化铵溶液与亚硝酸钠晶体热饱和氯化铵溶液与亚硝酸钠晶体(或饱和溶液或饱和溶液)的混合物的混合物来制备氮气。由于该反应是放热反应,所以当加热到开始来制备氮气。由于该反应是放热反应,所以当加热到开始反应时就应停止加热,发生反应的化学方程式为:反应时就应停止加热,发生反应的化学方程式为:特别提示特别提示:1.将空气液化后,升
5、温时先挥发出将空气液化后,升温时先挥发出的气体是沸点低的气体,故先得到氮气。的气体是沸点低的气体,故先得到氮气。2实验室制备氮气时,可以发生氧化反应制实验室制备氮气时,可以发生氧化反应制得得(如将氨气与氧化铜加热如将氨气与氧化铜加热),也可以发生还原反应,也可以发生还原反应制得制得(如用氨气还原氮的氧化物制取氮气如用氨气还原氮的氧化物制取氮气)。尝试应用尝试应用1下图是氮元素在自然界中的循环示意图,又知下图是氮元素在自然界中的循环示意图,又知1 mol氮气与氧气化合生成氮气与氧气化合生成2 mol NO气体时需吸收气体时需吸收180.7 kJ热量。试回答:热量。试回答:(1)图中图中_过程称为
6、氮的固定过程称为氮的固定(填写序号填写序号)。(2)下列能将蛋白质转化为氨的生物是下列能将蛋白质转化为氨的生物是_(填写字填写字母母)。A藻类藻类B分解者分解者C化能合成细菌化能合成细菌(3)若在一次雷雨闪电中两块云间的电势差为若在一次雷雨闪电中两块云间的电势差为109 V,从一块云移到另一块云的电量约为从一块云移到另一块云的电量约为30 C,此次闪电放出的,此次闪电放出的能量是能量是_kJ。(4)若闪电时有千分之一的能量用于生成若闪电时有千分之一的能量用于生成NO,能产生,能产生NO _ mol。(5)此次雷雨生成物相当于给大地施加尿素此次雷雨生成物相当于给大地施加尿素CO(NH2)2肥料肥
7、料_kg。解析解析:本题以自然界中氮元素的循环为主线,综合考本题以自然界中氮元素的循环为主线,综合考查了化学、生物、物理三个学科的知识。查了化学、生物、物理三个学科的知识。(1)将氮元素由游离态变为化合态的过程叫做氮的固定,将氮元素由游离态变为化合态的过程叫做氮的固定,显然只有过程符合。显然只有过程符合。(2)蛋白质转化为氨属于蛋白质的水解和分解,能完成蛋白质转化为氨属于蛋白质的水解和分解,能完成这一过程的生物应为这一过程的生物应为“分解者分解者”。(3)两块云放电时,其放出的能量可用下式计算:两块云放电时,其放出的能量可用下式计算:EUItUQ1093031010(J)3107(kJ)(4)
8、由题意知,每吸收由题意知,每吸收180.7 kJ的能量,即可合成的能量,即可合成 NO 2 mol,此次闪电放出能量的千分之一就是,此次闪电放出能量的千分之一就是3104 kJ,它可以,它可以生成生成NO:3104 kJ180.74 kJ2 mol332 mol。(5)由氮守恒又可找出由氮守恒又可找出NO与尿素的关系式为与尿素的关系式为2NOCO(NH2)2 2 mol60 g即每产生即每产生2 mol NO相当于给大地施加尿素相当于给大地施加尿素60 g,则,则332 mol NO相当于施加尿素的量为:相当于施加尿素的量为:332 mol/2 mol60 g9960 g9.96 kg。 答案
9、答案:(1)(2)B(3)3107(4)332(5)9.96知识清单知识清单氮循环中的重要物质及其变化氮循环中的重要物质及其变化1氮气氮气(1)与氧气反应:化学方程式为:与氧气反应:化学方程式为:_。(2)与氢气反应:化学方程式为:与氢气反应:化学方程式为:_。(3)与金属镁反应:与金属镁反应:此反应的化学方程式为:此反应的化学方程式为:_。(1)N2O2 2NO(2)N23H2 2NH3 (3)3MgN2 Mg3N2催化剂高温、高压催化剂高温、高压=点燃 放电放电2一氧化氮和二氧化氮一氧化氮和二氧化氮无色红棕色剧毒剧毒不溶解溶于水并无色红棕色剧毒剧毒不溶解溶于水并与水反应与水反应2NOO2
10、2NO2 ;3NO2H2O 2HNO3NO3.氮的固定氮的固定(1)概念:概念:_叫氮的固定。叫氮的固定。(2)分类:主要分为分类:主要分为_。(1)使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的方法使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的方法(2)自然固氮自然固氮 、人工固氮、人工固氮(或工业固氮或工业固氮)综合拓展综合拓展氮的氧化物以及与氧气混合后溶于水的情况分析氮的氧化物以及与氧气混合后溶于水的情况分析(1)NO2或或NO2与与N2(非非O2)的混合气体溶于水时,可根的混合气体溶于水时,可根据反应:据反应:3NO2H2O 2HNO3NO,利用气体体积的,利用气体体积的变化差值进行计算。变化差值进行计算
11、。(2)NO2和和O2的混合气体溶于水时,根据反应:的混合气体溶于水时,根据反应:4NO2O22H2O 4HNO3当当V(NO2) V(O2)4 1时,恰好反应,无剩余气体;时,恰好反应,无剩余气体;当当V(NO2) V(O2)4 1时,剩余氧气;时,剩余氧气;当当V(NO2) V(O2)4 1时,时,NO2过量,剩余气体为过量,剩余气体为NO,且体积为过量,且体积为过量NO2体积的体积的1/3。(3)NO和和O2同时通入水中时,此时的反应为:同时通入水中时,此时的反应为:4NO3O22H2O 4HNO3当当V(NO) V(O2) 4 3时,恰好反应,无剩余气体;时,恰好反应,无剩余气体;当当
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