3.3.1《氮的固定》教学课件（共24张PPT）-2025-2026学年鲁科版高中化学（2019）必修一

(课件网) 第3章 物质的性质与转化 第3节 氮的循环 第一课时 氮的固定 氮是一种地球上含量丰富的元素，除了以游离态的形式存在与大气中外，还以化合态的形式存在于动植物、土壤和水体中。自然界中的氮元素在不停地循环着。正是由于存在着氮的循环、其他生命必需元素的循环以及水的循环，地球上的生命才能生机勃勃、生生不息。 学习目标 1.通过了解自然界中氮循环的基本过程，认识氮循环过程中的重要物质。 2. 知道氮气在一定条件下能够与氧气、氢气发生反应，了解氮的固定的相关知识。 3.通过实验探究和真实情境，了解氮气、一氧化氮和二氧化氮的性质，培养科学探究意识。 4.了解含氮物质的相互转化在生产、生活中的应用及对生态环境的影响，增强科学态度与社会责任。 课前调查 身边的含氮物质 雷雨发庄稼的反应原理 雷电看似可怕，容易引起火灾，但它却能够帮助庄家生长。我们知道植物生长旺盛需要氮肥，而当出现雷电时，空气中的N2就会与O2反应生成NO，之后NO又迅速变成NO2，当NO2溶入水时会生成HNO3，这样后HNO3会在土壤中的物质的作用下形成硝酸盐，NO3-被植物吸收，这样庄家就变得更茂盛了。 课前调查 合成氨工业 弗里茨·哈珀 1918年 博施 1931年 埃特尔 2007年 发明了N2和H2 直接合成氨的方法 改进了反应条件，实现 氨的规模化工业生产 发现了合成氨 的反应机理 课前调查 一个反应，三个诺奖 含氮物质对大气和环境的污染 课前调查 氨基酸 蛋白质 HNO3 NH3 NO NO2 蛋白质 尿素 N2 NO3 - NH3 NH4 + 一、自然界中氮的循环 含氮物质 N2 NH3 NH4+ NH3 H2O NO NO2 HNO3 NO3- 氮元素价态 0 -3 -3 +2 -3 +5 +4 +5 地球生物圈 1、氮的固定 将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。 1、氮的固定 【问题组】 1、从N元素的循环图着手借助氮的价类二维图，寻找氮的固定的具体反应路径？ 3、试从物质类别角度分析，N2可以与金属单质反应吗？体现了N2的什么性质？ 2、请用化学方程式表示其中的关键步骤，并分析氮气在反应中体现的性质？ 氨基酸 蛋白质 HNO3 NH3 NO NO2 蛋白质 尿素 N2 NO3 - NH3 NH4 + 一、自然界中氮的循环 生物固氮 人工固氮 闪电固氮 地球生物圈 模拟闪电固氮 放电 二、氮循环中物质的性质及物质之间的转化 NO的转化 ① N2 + O2 === 2NO ②2NO + O2 ===2NO2 ③3NO2 + H2O === 2HNO3+NO NO2的转化 相关反应： “雷雨发庄稼” 放电 1、高能固氮 NO NO2 物理性质 色味态 毒性 溶解性 密度 化学性质 无色、无味、气体 红棕色、刺激性气味、气体 难溶于水 易溶于水，与水反应 有毒 有毒 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 2NO + O2 = 2NO2 略大于空气 大于空气 排水法 气体由无色变为红棕色 工业制硝酸 检验NO 2、NO和NO2的比较 排空气法 【提供资料】每年全球固氮生物可以固定大约2亿吨氮。闪电固定大约900万吨氮。直到20世纪初，细菌与闪电仍是仅有的两种生物体可以利用氮气的方法。富氮的肥料以及炸药的制作基本来源于鸟类粪便形成的矿物（鸟粪石），但供应相当紧张。科学家们开始担心农业生产无法满足迅速增长的世界人口对食物的需求，便采取了模仿自然固氮的方式： 制造或吸引闪电，如在农田上方立三根长杆，顶端装金属接闪器吸引闪电，改善收成。 此方法不提供图片 培养更多的固氮菌 氨基酸 蛋白质 HNO3 NH3 NO NO2 蛋白质 尿素 N2 NO3 - NH3 NH4 + 一、自然界中氮的循环 生物固氮 人工固氮 闪电固氮 工业合成氨 3、人工固氮 N2+3H2 2NH3 高温、高压 催化剂 氮气的性质 放电 N2+O2 2NO 氮气是无色、无味、难溶于水 （2）化学性质 1、氮气 （1）物理性质： N2+3H2 2NH3 高温、高压 催化剂 N2 + 3Mg ===== Mg3N2 点燃 还原性 氧化性 氧化性 氨基酸 蛋白质 HNO3 N ... ...