第1页,共33页,星期日,2025年,2月5日一、氮在自然界中的循环:(一)、自然界中氮元素循环示意图:第2页,共33页,星期日,2025年,2月5日(二)、主要形式(1)游离态→化合态
①是豆科植物根部的根瘤菌,把N2转变为硝酸盐等含氮化合物;
②放电条件下,与O2结合为氮氧化合物,并随降水进入水体中;
③合成氨工厂、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N2。
(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。第3页,共33页,星期日,2025年,2月5日二、氮循环中的重要物质及氮的固定:(一)、N21、物理性质:
无色无味无嗅的气体,氮气占大气总量的78%(体积分数)。微溶于水。2、化学性质:(1)还原性:
N2+O22NO
(有毒、无色、难溶于水)放电N2分子中两个氮原子共用三对电子,相互作用力强,在通常情况下,结构特别稳定,化学性质不活泼第4页,共33页,星期日,2025年,2月5日(2)氧化性:
3Mg+N2Mg3N2点燃
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。N2表现出氧化性。
b在N2跟H2反应生成氨的同时,NH3也在分解生成N2和H2。催化剂高温高压
在同一条件下,同时向正反两个方向进行的反应称为可逆反应。
①同一条件
②在可逆反应的化学方程式中用“”代替“===”。第5页,共33页,星期日,2025年,2月5日3、氮的固定:
使空气中游离态的氮转化为化合态的氮的方法叫做氮的固定。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%)合成氨仿生固氮第6页,共33页,星期日,2025年,2月5日(二)氮的氧化物:有六种:N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O51、NO、NO2物质NONO2颜色无色红棕色气味无味刺激性气味溶解性不溶解与水反应毒性剧毒剧毒转化2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO第7页,共33页,星期日,2025年,2月5日(1)NO2或NO2与N2(非O2)的混合气体溶于水时可依据:3NO2+H2O=2HNO3+NO利用气体体积变化差值进行计算。(2)NO2和O2的混合气体溶于水时,由4NO2+O2+2H2O=4HNO3可知,当体积比V(NO2):V(O2)=4︰1,恰好完全反应>4︰1,NO2过量剩余气体为NO<4︰1,O2过量,剩余气体为O22、氮的氧化物溶于水的计算:第8页,共33页,星期日,2025年,2月5日V(NO):V(O2)=4︰3,恰好完全反应>4︰3,NO过量剩余气体为NO<4︰3,O2过量,剩余气体为O2(3)NO和O2同时通入水中,其反应是:4NO+3O2+2H2O=4HNO3,当体积比第9页,共33页,星期日,2025年,2月5日小结:4NO2+O2和4NO+3O2从组成上均相当于2N2O5的组成。即(2)、(3)两种情况中的总反应式都与N2O5+H2O===2HNO3等效。这不仅是记忆(2)(3)二式的方法,也为上述问题的解决提供了新的思路。即利用混合气体中N、O原子个数比进行分析判断:N︰O<2︰5O2剩余=2︰5完全反应2︰5NO剩余第10页,共33页,星期日,2025年,2月5日2.将充满NO2和N2共45mL的试管,倒立于水槽中,过一段时间气体的体积变为35mL,则原混合气体中N2和NO2的体积比为()A、7:2 B、2:7 C、1:2D、2:11、将10mL充满NO2和O2的混合气体的试管,倒置在水槽中,反应停止后试管内剩余2mL无色气体,求原混合中NO2和O2各多少mL?3、同温同压下,将NONO2和O2按一定体积比混合充满容器,再倒置于盛满水的水槽,片刻,液体充满容器,则反应前NO、NO2、O2体积比可能为()A、1:1:1 B、8:4