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第2节 氮的循环第1课时自然界中氮的循环 氮的氧化物————————————————————————————————————— [课标要求]1．通过自然界中氮的循环，了解氮循环的基本过程，认识氮循环中的重要物质。
2．了解氮气的性质，了解氮的固定的相关知识。
3．了解氮的氧化物(一氧化氮和二氧化氮)的物理性质和化学性质，了解自然界中形成硝酸的过程。
,1．氮的固定是指使空气中游离态的氮转化为含氮化合物。
2．工业合成氨反应的特点：高温、高压、催化剂、可逆反应。
3．一氧化氮是无色、无味、有毒、难溶于水的气体，在空气中迅速变 成红棕色。
4．二氧化氮是红棕色、有刺激性气味、有毒、能与水反应的气体。
5．主要的化学方程式：2NO ＋O 2===2NO 2 3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO N 2＋3H 2高温、高压催化剂2NH 3自然界中氮的循环 氮气1．氮元素的存在及应用(1)氮元素在自然界中的存在形式：游离态和化合态。
(2)氮原子最外电子层有5个电子，在反应中易得3个 电子，显－3价。
(3)氮元素有多种价态：－3、0、＋1、＋2、＋3、＋4、＋5。
(4)氮元素是一种营养元素，是组成蛋白质的重要元素。
2．自然界中氮的循环 3．人类活动对氮循环的影响(1)氮气―――――――→化学方法氨―→氮肥、硝酸等含氮化合物。
(2)燃烧反应产生的氮氧化物参与氮的循环。
4．氮气的物理性质在通常状况下，氮气是一种无色、无味、不溶于水的气体，密度与空气相近，约占空气体积的78%。
[特别提醒] N2和CO的相对分子质量相同，与空气接近，故N2、CO的密度与空气接近，实验室只能用排水法收集。
5．氮气的化学性质(2)工业上常用氮气和氢气反应合成氨，此反应是可逆反应。
[特别提醒] (1)氮分子中两个氮原子之间存在很强的作用力，故N2性质很稳定。
(2)可逆反应必须满足“两同”：①相同条件；②正反方向同时进行。
6．氮的固定(1)概念：使空气中游离态的氮转化为化合态氮的过程。
高一化学自然界中的元素氮的循环一. 教学内容：第3章第2节氮的循环二. 教学目的1. 能简要说明氮循环的基本过程，知道固氮的本质以及生物固氮和人工固氮这两种固氮形式。
2. 了解氮循环过程中的重要物质以及人类活动对氮循环和环境的影响（知道酸雨、光化学烟雾和富营养化等环境问题）3. 能列举含氮元素的单质及其化合物了解氮气、氨气、铵盐及硝酸的主要物理性质和化学性质，知道NH4的检验方法和氨气的实验室制法，能书写相关反应的化学方程式。
三. 教学重点、难点氮气、氨、铵盐和硝酸的性质四. 知识分析空气中的主要物质？植物生长需要的主要元素？（一）氮在自然界中的循环和存在形式1. 氮元素在自然界中的存在形式自然界中氮元素存在的形式一种是游离态，如N2，一种是化合态，如铵盐、硝酸盐、氨、蛋白质等。
2. 氮在自然界中的循环（1）氮在自然界中的循环的基本过程自然界里，空气的氮气转化为植物可以直接吸收含氮化合物的两种主要形式，豆科植物的根瘤菌把N2转化为硝酸盐；闪电使少量N2与O2化合生成NO，随之变为硝酸随降水进入土壤和水体。
植物的根从土壤中吸收铵盐、硝酸盐，经过复杂的生物转化，形成了各种氨基酸，氨基酸最后变成蛋白质。
动物以植物为食而获得植物蛋白，并将其转化为动物蛋白，动物遗体中的蛋白质被微生物分子分解成铵离子、硝酸根和氨，又回到了土壤和水体中，被植物再次吸收利用。
（2）氮循环的重要意义由于存在着氮元素的循环，其他生命元素的循环，以及水的循环，地球的生命才生生不息，生机勃勃。
（二）氮循环的重要物质及其变化1. 氮气（1）物理性质无色无味的难溶于水的气体；密度比空气小，在空气中约占总体积的78%，占其它质量的75%。
（2）分子结构两个氮原子之间的强烈作用，要破坏这种牢固的结合，需要很高的能量。
常温下，N2的化学性质很不活泼，但在高温、放电、点燃等条件下能与O2、Mg、H2等反应。
（3）化学性质①与O2反应：N2+O2＝2NO ②与H2反应：N2+3H2＝2NH3③与Mg的反应：N2+3Mg＝Mg3N2温馨提示：●由于N2的化学性质不活泼，所以N2与其它物质的反应，需特别注意标明条件。
第三章 第二节 氮的循环学案2007年11月16日（1）了解自然界中的氮循环及人类活动对氮循环的影响；（2）通过了解生物固氮和人工固氮形式，认识N 2 、NO 、NO 2的性质；（3）通过观察思考活动，认识NH 3，铵盐的性质及铵态氮肥的使用问题；（4）通过观察思考活动，认识 HNO 3的性质。
氮气、氨、铵盐和硝酸的性质。
硝酸的氧化性。
以 的形式存在于动植物体、中。
2、氮在自然界中的循环（氮气的性质，氮的固定） （酸雨、光化学烟雾、富营养化）（1）在自然界中豆科植物根部的，把空气中的氮气转变为等含氮的化合物。
在放电条件下，空气中少量的和化合生成NO，NO和O2迅速生成并随水进入土壤和水体。
（2）人们通过化学方法把空气中氮气转化为，再根据需要进一步转化成各种。
练习1、下列说法不正确的是（）A．豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮是化学变化B．汽车尾气中排放的氮氧化合物是由游离态氮转化来的C．化石燃料燃烧通常不释放出氮氧化合物D．植物秸秆燃烧时放出氮氧化合物，参与了氮的循环二、氮循环中的重要物质及其变化1、氮气①与氧气反应：通常状况下氮气和氧气，但在放电条件下，却可以直接化合生成色，溶于水的。
此反应的化学方程式为：。
②与氢气反应：此反应的化学方程式为：。
③与金属镁反应：此反应的化学方程式为：。
练习2、据报道，科学家已成功合成了少量N4，有关N4的说法正确的是A．N4是N2的同素异形体B．相同质量的N4和N2所含分子个数比为1:2C．相同质量的N4和N2所含原子个数比为1:2 D．N4的摩尔质量是56g2、一氧化氮和二氧化氮一氧化氮：是一种色味的气体，溶于水，毒。
在常温下与空气中氧气化合，生成二氧化氮，化学方程式为：。
二氧化氮：是一种色味的气体，溶于水，毒。
二氧化氮溶于水时，与水反应，生成硝酸和一氧化氮。
该化学方程式为：二氧化氮有较强的氧化性，可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。
练习3、Murad等三位教授最早提出NO分子在人体内有独特功能，近年来此领域研究有很大发展，因此这三位教授荣获了1998年诺贝尔医学及生理学奖。
第3章自然界中的元素第2节氮的循环第2课时教学设计1【教学目标】1。
使学生理解如何应用化学反应速率和化学平衡原理，选择合成氨的适宜条件。
2。
了解合成氨生产的一般流程和反应原理、反应条件等.3。
介绍合成氨,体现化工生产的过程，体现实验室研究与实际生产之间转化过程.【教学过程】一、氨(NH3）的性质1．物理性质3．氨水的性质二、［思考探究]1问题思考：(1)用上图装置完成喷泉实验的操作方法是什么？【提示】挤压胶头滴管，打开止水夹.（2)根据实验现象可说明NH3具有哪些性质?【提示】NH3极易溶于水，NH3溶于水溶液呈碱性.(3）若用图乙所示装置进行NH3的喷泉实验，打开止水夹后，烧杯中的液体不能进入烧瓶。
不能形成喷泉的原因是什么？如何操作可形成喷泉？【提示】导管中存在一段空气使NH3与水不能接触溶解，因此不能形成喷泉.可使NH3受热膨胀，排出导管中空气，使NH3与水接触；或使NH3受冷收缩，使导管中的空气进入烧瓶,水与NH3接触，均可形成喷泉。
操作方法有：用热毛巾捂住圆底烧瓶底部,在烧瓶底部淋一些热水，用冰袋包住烧瓶底部，在烧瓶底部淋少量酒精等。
三、［认知升华]1．喷泉实验的基本原理及装置（1)原理:气体在液体中溶解度很大，在短时间内产生足够的压强差,则打开活塞后,大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中，在尖嘴导管口形成喷泉。
(2)装置。
2．实验成功的关键(1)装置的气密性良好。
（2)烧瓶和气体必须是干燥的。
(3）氨气充满整个烧瓶。
3．两类常见喷泉的形成实验(1）极易溶于水的气体或易溶于水的气体(NH3、HCl、SO2等）与水可形成喷泉。
(2)酸性气体(HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等）与NaOH溶液也能形成喷泉.四、氨气的实验室制法和铵盐1．氨气的实验室制法（1)原理：2NH4Cl＋Ca(OH）2错误!CaCl2＋2H2O＋2NH3↑。
(2)收集：向下排空气法。
2．铵盐五、［思考探究］某化学实验小组同学制备干燥氨气，并探究氨气的性质(部分仪器已略去）。
第2课时 氨与铵态氮肥1．了解氨的物理性质和化学性质。
2．掌握氨的实验室制法。
3．了解铵盐的性质及铵根离子的检验。
知识清单 一、氨 1．物理性质。
颜色气味 状态 水溶性 密度 熔沸点 无色刺激性气味气态 极易溶于水(常温常压 1∶700)比空气小沸点高，易液化2.化学性质。
(1)氨溶于水，大部分与水结合成一水合氨(NH 3·H 2O)，NH 3·H 2O 可以小部分电离成NH ＋4和OH －，所以氨水显弱碱性，能使酚酞溶液变红色。
氨气在水中的反应可用下式表示：NH 3＋H 2ONH 3·H 2ONH ＋4＋OH －。
(2)氨与酸的反应：NH 3＋HCl===NH 4Cl 。
现象：产生白烟。
(3)氨跟氧气反应。
在催化剂(如铂、氧化铁等)存在的情况下，氨跟氧气发生如下的反应：4NH 3＋5O 2=====高温催化剂4NO ＋6H 2O 。
该反应体现了氨的还原性。
3．用途。
(1)工业上：用于氮肥工业和硝酸工业。
(2)日常生活中：易液化，常用作制冷剂。
4．NH 3的实验室制法。
(1)实验药品：氯化铵固体和氢氧化钙固体。
(2)实验原理2NH 4Cl ＋Ca(OH)2=====△2NH 3↑＋CaCl 2＋2H 2O 。
(3)实验装置：固、固加热型。
(4)气体收集：向下排空气法。
(5)验满方法：用湿润的红色石蕊试纸(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近集气瓶口)。
1．实验室制取氨气时常在收集氨气的试管口塞一团疏松的棉花团，这么做的目的是什么？答案：防止氨气与空气形成对流，以收集到较纯净的氨气。
二、铵盐1．概念：由铵根离子和酸根离子组成的盐。
如NH 4Cl 、(NH 4)2SO 4。
2．物理性质：易溶于水的白色晶体。
3．化学性质。
(1)受热易分解。
①NH 4Cl 受热分解方程式：NH 4Cl=====△NH 3↑＋HCl↑。
②NH 4HCO 3受热分解方程式：NH 4HCO 3=====△NH 3↑＋H 2O ＋CO 2↑。
第2课时氨与铵态氮肥————————————————————————— [课标要求]1．认识氨气的溶解性。
2．掌握氨气的物理性质和化学性质。
3．掌握铵盐的物理性质和化学性质。
4．掌握氨气的实验室制法。
,1．NH 3是唯一的碱性气体，只能用向下排空气法收集，NH 3·H 2O 是唯一的可溶性弱碱。
2．实验室制NH 3的反应原理：2NH 4Cl ＋Ca(OH)2=====△CaCl 2＋2NH 3↑＋2H 2O 。
3．氮肥包括铵态氮肥、硝态氮肥和有机氮肥。
4．NH ＋4的检验方法：向盛有待测液的试管中加入碱液，加热，用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，观察试纸是否变蓝色。
5．主要的化学反应：NH 3＋HCl===NH 4Cl(白烟) NH 4HCO 3=====△NH 3↑＋CO 2↑＋H 2ONH 4Cl=====△NH 3↑＋HCl↑ NH ＋4＋OH －=====△NH 3↑＋H 2O氨气的性质及用途1．物理性质[特别提醒] NH 3极易溶于水，可由喷泉实验证实，实验室收集NH 3只能用向下排空气法收集。
2．化学性质(1)氨与水的反应氨与水反应，其水溶液显弱碱性，发生反应的化学方程式为NH 3＋H 23·H 2＋4＋OH －。
NH 3·H 2O 不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为NH 3·H 2O=====△NH 3↑＋H 2O 。
(2)氨与酸的反应两根分别蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒靠近时产生白烟，反应的化学方程式：NH 3＋HCl===NH 4Cl 。
(3)氨的催化氧化化学方程式为4NH 3＋5O 2=====高温催化剂4NO ＋6H 2O 。
[特别提醒] (1)干燥NH 3时不能用浓H 2SO 4，原因：2NH 3＋H 2SO 4===(NH 4)2SO 4。
(2)液氨与氨水不是同一种物质，前者为纯净物，后者为混合物。
(3)NH 3遇HCl 产生白烟现象，可用浓盐酸检验NH 3；NH 3遇H 2SO 4无白烟现象，原因是H 2SO 4不易挥发。
3．用途(1)氨是氮肥工业和硝酸工业的原料。
(2)氨易液化，常用作制冷剂。
1．判断正误。
(1)NH 3溶于水能导电，所以NH 3是电解质( ) (2)实验室常用排水法收集纯净的NH 3( )(3)NH 3具有还原性和可燃性，但通常状况下不能燃烧( ) (4)氨水与液氨均能使酚酞溶液显红色( ) (5)氨水中1 mol NH 3·H 2O 能电离出1 mol NH ＋4( ) 答案：(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× 2．下列现象中不能用于检验NH 3泄漏的是( ) A ．气体遇浓盐酸产生白烟 B ．气体使湿润的蓝色石蕊试纸变红 C ．气体通入酚酞溶液中，溶液变红 D ．气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝解析：选B A 项，浓盐酸挥发出的HCl 与NH 3反应生成NH 4Cl ，从而产生白烟，正确；B 项，NH 3不能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，不正确；NH 3是碱性气体，能使酚酞溶液变红，也能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，C 、D 项正确。
铵态氮肥1．化学氮肥2．铵盐(1)概念：由铵根离子(NH ＋4)和酸根离子组成的盐。
(2)物理性质铵盐均为白色或无色晶体，均易溶于水。
(3)化学性质①受热分解(如NH 4Cl 、NH 4HCO 3)： a ．NH 4Cl=====△NH 3↑＋HCl↑。
b ．NH 4HCO 3=====△NH 3↑＋CO 2↑＋H 2O 。
②与碱反应：a ．离子方程式：NH ＋4＋OH －=====△NH 3↑＋H 2O 。
b ．应用⎩⎪⎨⎪⎧实验室制NH 3NH ＋4的检验[特别提醒] (1)铵盐受热分解不一定产生NH 3，如NH 4NO 3=====△N 2O↑＋2H 2O 。
(2)检验NH ＋4的答题规范：①实验操作：取少许待测液或晶体于小试管中，加入浓氢氧化钠溶液，微热，将湿润的红色石蕊试纸(或者蘸有浓盐酸的玻璃棒)放在试管口。
②现象、结论：试纸变蓝色(或者冒白烟)，说明是铵盐或待测液含有NH ＋4。
1．有一种盐X 和NaOH 反应，产生有刺激性气味的气体Y ，Y 经过一系列氧化之后，再溶于水可得到一种酸Z ，Y 与Z 反应又可以生成X ，则X 为( )A ．NH 4NO 3B ．NH 4ClC ．(NH 4)2SO 4D ．(NH 4)2CO 3解析：选A NH 4NO 3与NaOH 反应生成NH 3(气体Y)，NH 3被氧化生成NO ，NO 被氧化生成NO 2，NO 2与水反应得到HNO 3(酸Z)，HNO 3与NH 3反应生成NH 4NO 3。
2．试管中盛有白色晶体，检验它是否是铵盐的方法中不可行的是( ) A ．加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口B ．加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的酚酞试纸放在试管口C ．加氢氧化钠溶液，加热，将蘸有浓盐酸的玻璃棒放在试管口D ．加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口解析：选A NH 3可使湿润的酚酞试纸变红，遇浓盐酸产生白烟，使湿润的红色石蕊试纸变蓝；加热铵盐不一定有氨气逸出。
氨气的制备1．工业制法 N 2＋3H 2高温、高压催化剂2NH 32．实验室制法 (1)反应原理Ca(OH)2＋2NH 4Cl=====△CaCl 2＋2NH 3↑＋2H 2O (2)实验装置(3)验满方法①使湿润的红色石蕊试纸变蓝； ②遇到蘸有浓盐酸的玻璃棒产生白烟。
(4)干燥方法(5)尾气吸收：将蘸有硫酸溶液的棉球放在收集氨气的试管口处。
3．简易制法——用浓氨水制取 (1)反应原理浓氨水与NaOH 固体(或CaO)制取NH 3是因将浓氨水滴到固体氢氧化钠(或CaO)上，NaOH 溶于水放热(或CaO 与水反应放热)，都会促使氨水分解释放NH 3。
(2)实验装置[特别提醒] (1)不能用NH 4NO 3代替NH 4Cl 制取氨气，原因是NH 4NO 3受热爆炸。
(2)干燥NH 3不能用酸性干燥剂，如浓硫酸、P 2O 5；也不能用CaCl 2。
(3)试管口棉球有防止NH 3与空气对流的作用。
1．如图是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是( )A ．①②B ．②③C ．①③D ．②④解析：选C ①NH 4Cl 受热分解生成NH 3和HCl ，在试管中冷却后二者又化合生成NH 4Cl ，错误；②CaO＋H 2O===Ca(OH)2，同时放热，使NH 3·H 2O 分解，减小NH 3的溶解度，有利于NH 3的产生和逸出，正确；③试管口应略向下倾斜，错误；④浓氨水受热挥发出NH 3，正确。
2．哈伯因为氨气的合成曾获诺贝尔奖。
(1)写出实验室由氯化铵和熟石灰加热制取氨气的化学方程式：____________________。
检验氨气已收集满的方法：用______________________试纸靠近集气瓶口，现象为________________________________________________________________________。
(2)写出工业上利用NH 3制备硝酸的一系列反应的化学方程式：_____________________ ________________________________________________________________________、 ________________________________________________________________________、 ________________________________________________________________________。
解析：(1)实验室用NH 4Cl 固体和Ca(OH)2固体混合加热的方法制备NH 3：2NH 4Cl ＋Ca(OH)2=====△CaCl 2＋2NH 3↑＋2H 2O ，氨气收集满时，集气瓶口会逸出NH 3，可用润湿的红色石蕊试纸检验，若试纸变蓝，说明氨气已收集满。
(2)NH 3被催化氧化生成NO ，NO 与空气中的O 2反应生成NO 2，NO 2与H 2O 反应生成HNO 3，据此可写出相应的化学方程式。
答案：(1)2NH 4Cl ＋Ca(OH)2=====△CaCl 2＋2NH 3↑＋2H 2O 润湿的红色石蕊 试纸变蓝 (2)4NH 3＋5O 2=====催化剂△4NO ＋6H 2O 2NO ＋O 2===2NO 2 3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO[三级训练·节节过关]1．下列关于氨的说法中正确的是( )A ．氨水的密度比水的小，且浓度越大，其密度越大B ．氨是无色无味的气体C ．可用向上排空气法收集氨D ．氨溶于水所得溶液呈弱碱性解析：选D 氨水的密度比水的小，且浓度越大，密度越小，A 错误；氨是有刺激性气味的气体，B 错误；氨的密度比空气的小，应用向下排空气法收集，C 错误。
2．有关氨及氨水的说法正确的是( ) A ．NH 3是10电子分子，具有还原性 B ．液氨、氨气、氨水是同一种物质 C ．氨气是非电解质，氨水是电解质 D ．氨水的主要成分是NH 3解析：选 A 氨水是混合物，既不是电解质，也不是非电解质；氨水的主要成分是NH 3·H 2O 。
3．为了检验某固体物质中是否含有NH ＋4，你认为下列试纸或试剂一定用不到的是( ) ①蒸馏水 ②NaOH 溶液 ③红色石蕊试纸 ④蓝色石蕊试纸 ⑤稀硫酸 A ．仅①⑤ B ．仅④⑤ C ．①③D ．①④⑤解析：选B 检验NH ＋4时，先将固体物质溶解，用到蒸馏水；再向样液中滴入碱液，用到NaOH 溶液；加热检验是否产生NH 3，用湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸玻璃棒靠近反应容器口。
4．实验室制备干燥的氨气所需的试剂是( ) A ．NH 4Cl 稀溶液、NaOH 稀溶液、碱石灰 B ．饱和氨水、NaOH 固体、五氧化二磷固体 C ．NaOH 溶液、NH 4Cl 晶体、浓硫酸 D ．NH 4Cl 固体、消石灰、碱石灰解析：选D 实验室制取NH 3是用NH 4Cl 固体与消石灰共热进行制取，由于NH 3是一种碱性气体，不能用P 2O 5固体和浓硫酸干燥，应用碱石灰干燥。
5．以下三个装置均可制得NH 3：(1)实验室制NH3的装置是________。
(2)按下表写出图1、图2、图3装置中应加入的物质与反应原理。
(3)图3中棉花的作用是_______________________________________________。
