高中苏教版 (2019)第一单元 氮的固定课堂教学课件ppt

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氮元素是生命物质的重要组成元素，含氮化合物在生产、科研领域有广泛应用。
（一）氮元素的存在形式
(二) 氮气分子的结构和性质
1.电子式：2.结构式：
N≡N键能很大，断键较难。通常情况下很不活泼。
1.物理性质：无色无味的气体, 难溶于水, 熔沸点低, 密度比空气略小。(与空气密度相近, 只能用排水法收集N2)
工业合成氨（合成氨反应）
(1)是合成氨、制硝酸的重要原料
(3)医学上，用液氮作冷冻剂
(2)保护气：焊接金属；灯泡的填充气体；保存粮食、罐头、水果
氮的固定：将空气中游离态的氮转化为含氮化合物叫作氮的固定，简称固氮。
豆科植物的根瘤菌含有一种固氮菌，可将游离态的氮转化为化合物形态的氨或铵态氮肥，约占自然固氮的90%
通过闪电、火山爆发等途径产生含氮化合物，约占自然固氮的10%
思考：“雷电发庄稼”；“一场雷雨一场肥”有什么化学道理？我们来模拟一下雷电环境。
实验现象：开始——5min 无色5min——10min 浅红色10min——15min 红棕色20min——颜色更深 整个实验过程涉及氮的两种重要的氧化物——NO和NO2
2NO+O2==== 2NO2
红棕色气体消失，水位上升，最后水充满试管的2/3，无色气体充满试管的 1/3（上部）。如果通入足量的氧气，一氧化氮都转化为硝酸。
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
3NO2+H2O ==== 2HNO3+NO
雷电发庄稼”；“一场雷雨一场肥”所涉及的化学反应方程式。
在新疆和青海两省交界处，有一狭长山谷，有时牧民和牲畜进入后，风和日丽的晴天顷刻间会电闪雷鸣，狂风大作,人畜常遇雷击而倒毙，被当地牧民称为“魔鬼谷”。奇怪的是这里草木茂盛。
现在你能解释这个现象了吧！
思考：现在农业生产需要大量氮肥（含氮化合物），上述途径能满足生产需要吗？
2.人工固氮——合成氨
ΔH= -92.4 kJ· ml-1
(2)原料：氮气与氢气
(3)条件：高温、高压、催化剂。
②反应放出的大量的热可以用来预热原料气，以达到反应所需的温度,节约能源。
③反应为可逆反应，达到平衡时混合气体中氨气约占 20%，然后分离出氨气后，将未反应的氮气、氢气 送回合成塔循环使用。
①在较高温度下将混合气体加压后送入合成塔反应。
①为植物生长提供足够的氮肥。②缓解了地球上有限的耕地资源与庞大的粮食需求之间的矛盾。③改变了世界粮食生产的历史，使人类免受饥荒之苦。
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
4NO+3O2+2H2O=4HNO3
红棕色、刺激性气味气体、有毒、易溶于水
无色、无味气体、有毒、微溶于水
3NO2+H2O=2HNO3+NO
2NO+O2=2NO2
在生物学方面有独特作用，人体中极少量的NO会促进血管扩张，防止血栓塞等。
在火箭燃料中做氧化剂，在工业上制造硝酸。