7.1 氮的固定（25页） 课件 2024-2025学年高一化学苏教版（2019）必修2

(课件网) 氮的固定 1.能依据氮分子的微观结构预测其化学性质。 2.认识人工固氮的化学原理和社会价值。 3.体会化学科学在解决人类社会面临的粮食危机中所发挥的重要作用。 (78%) 氮气 氧气 (21%) 空气的成分(按体积) 空气的组成稳定，其总体积中约78%是氮气，约21%是氧气。氮气可能具有怎样的性质？ 一、氮分子的结构与性质 1、氮分子的结构 （1）分子式：_____ （2）电子式：_____ 结构式：_____ N2 破坏氮气分子中氮原子之间的共价键需要很大的能量，所以氮气分子很稳定。 氮气分子是由两个氮原子通过共用三对电子结合而成的，氮气分子中存在氮氮三键。 N +7 2 5 氮在元素周期表中的位置 第二周期 第 ⅤA族 一、氮分子的结构与性质 2、物理性质 无色无味的气体，难溶于水，密度比空气略小，收集氮气用排水法。 3、化学性质 高温或放电等特殊条件下，氮气分子获得了足够多的能量，也能与一些金属或非金属单质发生反应，生成含氮化合物。 (1)与氧气反应：N2＋O2 ====2NO。 放电 (2)与氢气反应：N2＋3H2 2NH3(工业合成氨)。 (3)与活泼金属反应： 一、氮分子的结构与性质 4、氮气的应用 在常压下，液氮的温度为-196℃ 充入氮气可以排除氧气，防止钨丝被氧化，延长灯泡的使用寿命。 一、氮分子的结构与性质 下列关于氮气的用途，叙述错误的是（ ） A.在灯泡中充入氮气以延长使用寿命 B.焊接金属时常用氮气作保护气 C.用氮气作火箭的燃料 D.用氮气生产氨气制造氮肥 焊接金属作保护气 C 氮———植物生长的守护神 植物缺氮症状：叶片黄化，植株瘦弱 充足的氮能使植物枝叶茂盛，叶片增大，光合作用增强，促进氨基酸和蛋白质的形成，从而使农作物的产量和产品质量得以提高。 氮是粮食作物生长必需的元素，怎样将空气中游离态的氮转化为植物可吸收的含氮物质？ 氮的固定 ： 将空气中游离态的氮转化成含氮化合物 自然固氮 人工固氮 生物固氮 高能固氮 氮———植物生长的守护神 二、自然固氮的两种方式 1、生物固氮 自然界中的一些微生物种群（如豆科植物的根瘤菌）将空气中的氮气通过生物化学过程转化为含氮化合物，约占自然固氮的90%； 思考：种植豆科植物是否需要大量的使用氮肥？ 豆科植物的根部常附有小根瘤，其中含有固氮菌，能把空气中的游离氮转化为化合物形态的氨（或铵态氮肥）作为自身的养分。 拓展视野 科学家发现根瘤菌中存在固氮酶。固氮酶的分子很大，结构也很复杂，它是由二氮酶和二氮还原酶两种蛋白质组成的。这两种蛋白质对氧非常敏感，一旦遇氧就很快导致固氮酶的失活。固氮酶如此怕氧气，所以整个研究过程必须在严格无氧气的条件下进行，这无疑给研究增加了难度。所以，时至今日，化学模拟生物固氮仍在探索之中。 生物固氮是指（ ） A.生物从土壤中吸收含氮养料 B.将含氮化合物转变为植物蛋白质 C.土壤中的硝酸盐被细菌分解转化为氮气 D.豆科植物根瘤菌将空气中的氮气转变为含氮化合物 D 自然界中并不是所有种类的植物都可以像豆科植物那样能利用根瘤自行固氮。在人类合成氮肥之前，大部分植物对化合态氮元素的需求，除动物粪便等有机肥在微生物作用下进入土壤中的成分外，主要依赖于闪电条件下大气中氮元素的转化。 在放电条件下，空气中的氮气与氧气发生反应，生成一氧化氮。一氧化氮在空气中很不稳定，易被空气中的氧气进一步氧化生成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮。 请你根据以上描述写出相应的化学反应方程式。 二、自然固氮的两种方式 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%。 2、高能固氮 雨水中的硝酸渗入土壤后与矿物质作用生成硝酸盐，其中的硝酸根离子被植物的根系吸收，转化为植物生长所需的养料。 (1)N ... ...