《氮及其化合物》課件

氮及其化合物歡迎來到關(guān)于氮及其化合物的精彩探索之旅！在本演示中，我們將一起深入了解氮元素在自然界中的存在形式、物理及化學(xué)性質(zhì)，以及它在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生命過程中扮演的重要角色。通過本演示，您將對(duì)氮及其化合物有一個(gè)全面而深入的認(rèn)識(shí)。目錄1氮元素概述自然界的存在、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)2氮?dú)庥猛?、工業(yè)制法、實(shí)驗(yàn)室制備3氨氣結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、用途、制法4氮氧化物性質(zhì)、用途、危害、生成氮元素概述：自然界的存在大氣中的氮?dú)獾獨(dú)馐堑厍虼髿獾闹饕煞?，約占空氣體積的78%。它是維持地球生命的重要元素之一，參與了氮循環(huán)等重要的生物地球化學(xué)過程。氮?dú)庠谧匀唤缰幸杂坞x態(tài)存在，相對(duì)穩(wěn)定。化合物中的氮氮也存在于各種化合物中，如硝酸鹽、銨鹽等，這些化合物廣泛存在于土壤、水體和生物體中。氮是蛋白質(zhì)、核酸等生命大分子的重要組成元素，對(duì)于生物的生長(zhǎng)和繁殖至關(guān)重要。氮元素的物理性質(zhì)：顏色、狀態(tài)、密度等性質(zhì)描述顏色無色狀態(tài)氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣味無味密度1.251kg/m3(0°C,101.3kPa)熔點(diǎn)-210.01°C沸點(diǎn)-195.79°C氮元素的化學(xué)性質(zhì)：活潑性、與其他元素的反應(yīng)活潑性較低氮?dú)夥肿觾?nèi)部存在氮氮三鍵，鍵能很高，因此氮?dú)庠谕ǔl件下化學(xué)性質(zhì)不活潑，不容易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。但在高溫、高壓或催化劑的作用下，氮?dú)饪梢耘c其他元素發(fā)生反應(yīng)。與氫氣反應(yīng)氮?dú)庠诟邷?、高壓和催化劑的條件下可以與氫氣反應(yīng)生成氨氣，這是工業(yè)合成氨的重要反應(yīng)。N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)與氧氣反應(yīng)氮?dú)庠诜烹姉l件下可以與氧氣反應(yīng)生成一氧化氮，這是雷雨天氣自然固氮的一種方式。N2(g)+O2(g)→2NO(g)氮?dú)獾挠猛荆罕Ｗo(hù)氣、液氮冷凍保護(hù)氣氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，常用作保護(hù)氣。例如，食品包裝中充入氮?dú)饪梢苑乐故称费趸冑|(zhì)，電子元件制造過程中使用氮?dú)饪梢苑乐乖趸Ｒ旱鋬鲆旱哂袠O低的溫度（-196℃），可用作冷凍劑。在醫(yī)療領(lǐng)域，液氮可用于冷凍保存生物樣品，如精子、卵子和干細(xì)胞。在工業(yè)領(lǐng)域，液氮可用于金屬的低溫處理。其他制造氮肥的原料；也可用于焊接金屬等氮?dú)獾墓I(yè)制法：空氣分離1空氣液化首先將空氣壓縮并冷卻，使其液化。液態(tài)空氣是多種氣體的混合物，主要包括氮?dú)?、氧氣和氬氣等?分餾利用氮?dú)夂脱鯕夥悬c(diǎn)不同的性質(zhì)，通過分餾的方法將氮?dú)夂脱鯕夥蛛x。氮?dú)獾姆悬c(diǎn)較低，首先從液態(tài)空氣中蒸發(fā)出來，經(jīng)過提純后得到工業(yè)氮?dú)狻?提純工業(yè)氮?dú)庵锌赡芎猩倭康难鯕獾入s質(zhì)，需要進(jìn)一步提純才能滿足不同用途的需求。常用的提純方法包括吸附法和膜分離法等。實(shí)驗(yàn)室制備氮?dú)獾姆椒ǎ悍纸怃@鹽分解亞硝酸銨加熱亞硝酸銨可以分解生成氮?dú)夂退?，反?yīng)方程式為：NH4NO2(s)→N2(g)+2H2O(g)。此方法操作簡(jiǎn)便，但亞硝酸銨不穩(wěn)定，容易爆炸，需要小心操作。分解重鉻酸銨加熱重鉻酸銨可以分解生成氮?dú)?、三氧化二鉻和水，反應(yīng)方程式為：(NH4)2Cr2O7(s)→N2(g)+Cr2O3(s)+4H2O(g)。此方法得到的氮?dú)饧兌容^高，但重鉻酸銨有毒，需要注意安全。氮的固定：自然界固氮、工業(yè)固氮自然界固氮自然界中，氮的固定主要通過生物固氮和雷雨固氮兩種方式實(shí)現(xiàn)。生物固氮是指某些微生物（如根瘤菌）將空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氨的過程。雷雨固氮是指閃電將空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氮氧化物的過程。工業(yè)固氮工業(yè)固氮是指通過人工方法將空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氨的過程，主要采用哈伯法。哈伯法需要在高溫、高壓和催化劑的條件下進(jìn)行，消耗大量的能源。工業(yè)固氮是生產(chǎn)氮肥的重要手段。氨氣的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：分子結(jié)構(gòu)、極性分子結(jié)構(gòu)氨氣分子是三角錐形結(jié)構(gòu)，氮原子位于錐頂，三個(gè)氫原子位于錐底。氮原子采用sp3雜化，存在一對(duì)孤對(duì)電子。1極性由于氮原子和氫原子的電負(fù)性不同，氨氣分子中的氮?dú)滏I是極性鍵。加上氨氣分子結(jié)構(gòu)的特殊性，使得氨氣分子具有較大的極性。2氫鍵氨氣分子之間可以通過氫鍵相互作用，這使得氨氣具有較高的沸點(diǎn)和溶解度。3氨氣的物理性質(zhì)：顏色、氣味、溶解度無色顏色氨氣在通常情況下是無色的氣體。刺激性氣味氣味氨氣具有強(qiáng)烈的刺激性氣味，類似于腐爛的魚腥味。極易溶于水溶解度氨氣極易溶于水，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1體積的水可以溶解約700體積的氨氣。氨氣的化學(xué)性質(zhì)：與酸反應(yīng)、催化氧化與酸反應(yīng)氨氣可以與酸反應(yīng)生成銨鹽，例如：NH3(g)+HCl(g)→NH4Cl(s)。氨氣與酸的反應(yīng)是中和反應(yīng)，可以用于制備銨鹽。催化氧化在催化劑的作用下，氨氣可以被氧氣氧化生成一氧化氮，這是工業(yè)制備硝酸的重要反應(yīng)。4NH3(g)+5O2(g)→4NO(g)+6H2O(g)還原性氨氣具有一定的還原性，可以還原某些金屬氧化物。例如，氨氣可以還原氧化銅：2NH3+3CuO=3Cu+N2+3H2O氨氣的用途：化肥、工業(yè)原料化肥氨氣是生產(chǎn)氮肥的重要原料。通過將氨氣轉(zhuǎn)化為尿素、硝酸銨等氮肥，可以為農(nóng)作物提供氮元素，促進(jìn)其生長(zhǎng)和發(fā)育。工業(yè)原料氨氣是重要的工業(yè)原料，可以用于生產(chǎn)硝酸、純堿、合成纖維、塑料、炸藥等多種化工產(chǎn)品。清潔劑稀氨水可以直接作為一種清潔劑使用氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法：銨鹽與堿反應(yīng)原理銨鹽與強(qiáng)堿反應(yīng)可以生成氨氣、水和鹽。由于氨氣具有揮發(fā)性，因此可以通過加熱銨鹽和強(qiáng)堿的混合物來制備氨氣。NH4Cl(s)+NaOH(aq)→NH3(g)+NaCl(aq)+H2O(l)裝置實(shí)驗(yàn)室制備氨氣的裝置通常包括反應(yīng)器、干燥器和收集器。反應(yīng)器用于進(jìn)行銨鹽與強(qiáng)堿的反應(yīng)，干燥器用于除去氨氣中的水蒸氣，收集器用于收集氨氣。氨氣的工業(yè)制法：哈伯法1原料準(zhǔn)備哈伯法需要使用氮?dú)夂蜌錃庾鳛樵?。氮?dú)馔ǔ目諝庵蟹蛛x得到，氫氣通常從天然氣或煤中制取。2合成反應(yīng)在高溫（400-500℃）、高壓（10-30MPa）和鐵催化劑的條件下，氮?dú)夂蜌錃獍l(fā)生反應(yīng)生成氨氣。N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)3分離與循環(huán)反應(yīng)生成的氨氣通過冷卻液化分離出來，未反應(yīng)的氮?dú)夂蜌錃庋h(huán)利用，提高原料的利用率。銨鹽的性質(zhì)：易溶于水、受熱分解易溶于水大多數(shù)銨鹽易溶于水，形成銨根離子（NH4+）和相應(yīng)的陰離子。銨根離子是一種弱酸，可以在水中發(fā)生水解反應(yīng)。受熱分解銨鹽受熱容易分解，分解產(chǎn)物與銨鹽的種類有關(guān)。例如，氯化銨受熱分解生成氨氣和氯化氫，硝酸銨受熱分解生成一氧化二氮和水。與堿反應(yīng)銨鹽能與堿反應(yīng)生成氨氣和水銨鹽的用途：肥料、化學(xué)試劑肥料銨鹽是重要的氮肥，可以為農(nóng)作物提供氮元素，促進(jìn)其生長(zhǎng)和發(fā)育。常用的銨鹽肥料包括氯化銨、硫酸銨、硝酸銨等。化學(xué)試劑銨鹽可以作為化學(xué)試劑，用于實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)生產(chǎn)中。例如，氯化銨可以用作焊接金屬的助焊劑，硝酸銨可以用作炸藥的原料。一氧化氮的性質(zhì)：無色氣體、毒性1無色氣體一氧化氮（NO）在通常情況下是無色的氣體。2毒性一氧化氮具有一定的毒性，可以與血紅蛋白結(jié)合，影響氧氣的運(yùn)輸。高濃度的一氧化氮會(huì)對(duì)呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生刺激作用。3不穩(wěn)定性在空氣中，一氧化氮容易與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮。一氧化氮的用途：信號(hào)分子、醫(yī)藥信號(hào)分子一氧化氮在生物體內(nèi)是一種重要的信號(hào)分子，參與調(diào)節(jié)血管舒張、神經(jīng)傳遞和免疫反應(yīng)等多種生理過程。例如，一氧化氮可以舒張血管，降低血壓。1醫(yī)藥一氧化氮可以用于治療肺動(dòng)脈高壓、新生兒持續(xù)肺動(dòng)脈高壓等疾病。吸入一氧化氮可以擴(kuò)張肺血管，改善肺部的氧氣供應(yīng)。2其他可用作火箭的氧化劑，用于制造特種合金等3二氧化氮的性質(zhì)：紅棕色氣體、刺激性氣味紅棕色顏色二氧化氮（NO2）是紅棕色的氣體。刺激性氣味氣味二氧化氮具有刺激性氣味，對(duì)呼吸系統(tǒng)有刺激作用。有毒毒性二氧化氮是一種有毒氣體，吸入高濃度的二氧化氮會(huì)導(dǎo)致肺水腫等嚴(yán)重疾病。二氧化氮的生成：一氧化氮與氧氣反應(yīng)反應(yīng)原理一氧化氮在空氣中容易與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，反應(yīng)方程式為：2NO(g)+O2(g)→2NO2(g)。此反應(yīng)是放熱反應(yīng)，在較低溫度下進(jìn)行得更快。影響因素一氧化氮的濃度、氧氣的濃度和溫度都會(huì)影響二氧化氮的生成速率。一氧化氮的濃度越高、氧氣的濃度越高、溫度越低，二氧化氮的生成速率越快。氮氧化物的危害：大氣污染、酸雨大氣污染氮氧化物是大氣污染物之一，可以形成光化學(xué)煙霧，對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生危害。光化學(xué)煙霧是指在陽光照射下，氮氧化物與揮發(fā)性有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)生成的一系列有害物質(zhì)的混合物。酸雨氮氧化物可以與水反應(yīng)生成硝酸和亞硝酸，導(dǎo)致酸雨的形成。酸雨會(huì)對(duì)土壤、水體和建筑物產(chǎn)生腐蝕作用，破壞生態(tài)平衡。硝酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：分子結(jié)構(gòu)、酸性分子結(jié)構(gòu)硝酸分子是平面結(jié)構(gòu)，氮原子位于中心，與一個(gè)氫原子和三個(gè)氧原子相連。氮原子采用sp2雜化。1酸性硝酸是一種強(qiáng)酸，在水中完全電離生成氫離子和硝酸根離子。硝酸可以與金屬、金屬氧化物、堿等發(fā)生反應(yīng)。2強(qiáng)氧化性硝酸是一種強(qiáng)氧化劑，可以氧化多種金屬和非金屬。濃硝酸在光照下易分解放出二氧化氮3硝酸的物理性質(zhì)：顏色、濃度、揮發(fā)性無色顏色純硝酸是無色的液體。但由于硝酸容易分解生成二氧化氮，因此工業(yè)硝酸通常帶有黃色。不同濃度工業(yè)硝酸的濃度通常為68%，也有更高濃度的硝酸。易揮發(fā)揮發(fā)性硝酸具有揮發(fā)性，在空氣中容易揮發(fā)，放出刺激性氣味的氣體。硝酸的化學(xué)性質(zhì)：強(qiáng)氧化性、腐蝕性強(qiáng)氧化性硝酸是一種強(qiáng)氧化劑，可以氧化多種金屬和非金屬。例如，硝酸可以氧化銅、鐵等金屬，將碳氧化為二氧化碳。腐蝕性硝酸具有腐蝕性，可以腐蝕皮膚、織物和金屬等。在使用硝酸時(shí)需要注意安全，避免接觸皮膚和眼睛。鈍化濃硝酸可以使某些金屬（如鐵、鋁）表面形成致密的氧化膜，阻止內(nèi)部金屬繼續(xù)被氧化，這種現(xiàn)象稱為鈍化。硝酸的用途：制造炸藥、化肥制造炸藥硝酸是制造炸藥的重要原料。例如，硝酸可以用于制造硝化甘油、梯恩梯等炸藥?；氏跛峥梢杂糜谥圃煜跛徜@等氮肥，為農(nóng)作物提供氮元素，促進(jìn)其生長(zhǎng)和發(fā)育。其他用于制造染料，纖維，以及其他化學(xué)藥品硝酸的工業(yè)制法：奧斯特瓦爾德法1氨氧化在催化劑（鉑銠合金）的作用下，氨氣被氧氣氧化生成一氧化氮。4NH3(g)+5O2(g)→4NO(g)+6H2O(g)2一氧化氮氧化一氧化氮在空氣中與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮。2NO(g)+O2(g)→2NO2(g)3吸收二氧化氮被水吸收生成硝酸和一氧化氮。3NO2(g)+H2O(l)→2HNO3(aq)+NO(g)。生成的一氧化氮可以循環(huán)利用。雷雨固氮：自然界氮循環(huán)的一部分原理在雷雨天氣中，閃電產(chǎn)生的高溫可以將空氣中的氮?dú)夂脱鯕廪D(zhuǎn)化為一氧化氮。N2(g)+O2(g)→2NO(g)。過程一氧化氮在空氣中進(jìn)一步與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，二氧化氮溶于雨水形成硝酸，硝酸隨雨水降落到地面，被植物吸收利用，從而實(shí)現(xiàn)氮的固定。生物固氮：根瘤菌的作用根瘤菌根瘤菌是一種生活在豆科植物根部的細(xì)菌，可以與豆科植物形成共生關(guān)系。根瘤菌可以將空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為植物可以吸收利用的氨，從而實(shí)現(xiàn)氮的固定。作用根瘤菌的固氮作用對(duì)于維持土壤肥力、促進(jìn)植物生長(zhǎng)具有重要意義。豆科植物可以通過根瘤菌從空氣中獲取氮元素，而不需要依賴化學(xué)肥料?；瘜W(xué)肥料：氮肥的作用與種類1作用氮肥可以為農(nóng)作物提供氮元素，促進(jìn)其生長(zhǎng)和發(fā)育，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。氮是葉綠素、蛋白質(zhì)和核酸的重要組成元素。2種類常用的氮肥包括銨鹽（如氯化銨、硫酸銨、硝酸銨）、硝酸鹽（如硝酸鈉、硝酸鉀）和尿素等。不同種類的氮肥具有不同的性質(zhì)和適用范圍。3注意事項(xiàng)不宜長(zhǎng)期施用，否則會(huì)造成土壤板結(jié)；注意和其他肥料搭配使用；銨態(tài)氮肥不宜與堿性物質(zhì)混合使用含氮化合物對(duì)環(huán)境的影響：富營養(yǎng)化富營養(yǎng)化過量使用氮肥會(huì)導(dǎo)致水體中的氮元素含量過高，引起水體富營養(yǎng)化。富營養(yǎng)化是指水體中的營養(yǎng)物質(zhì)（主要是氮和磷）含量過高，導(dǎo)致藻類等水生植物過度繁殖的現(xiàn)象。1危害水體富營養(yǎng)化會(huì)導(dǎo)致水體缺氧、魚類死亡、水質(zhì)惡化等一系列環(huán)境問題。富營養(yǎng)化還會(huì)影響水體的景觀價(jià)值和利用價(jià)值。2防治控制氮肥的使用量、推廣節(jié)水灌溉技術(shù)、加強(qiáng)污水處理等措施可以有效防治水體富營養(yǎng)化。3氮循環(huán)：大氣、土壤、生物之間的循環(huán)過程氮循環(huán)是指氮元素在大氣、土壤和生物之間的循環(huán)過程。氮循環(huán)包括固氮、氨化、硝化、反硝化等多個(gè)環(huán)節(jié)。通過氮循環(huán)，氮元素可以在不同的環(huán)境介質(zhì)中轉(zhuǎn)化和遷移。意義氮循環(huán)對(duì)于維持地球生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定具有重要意義。氮循環(huán)保證了氮元素的供應(yīng)，為生物的生長(zhǎng)和發(fā)育提供了必要的營養(yǎng)物質(zhì)。氮在生命過程中的作用：蛋白質(zhì)、核酸1蛋白質(zhì)氮是蛋白質(zhì)的重要組成元素。蛋白質(zhì)是構(gòu)成生物體的重要物質(zhì)，參與生物體的各種生理功能，如催化、運(yùn)輸、免疫等。蛋白質(zhì)由氨基酸組成，氨基酸中含有氮元素。2核酸氮是核酸的重要組成元素。核酸包括DNA和RNA，是生物體的遺傳物質(zhì)，控制生物體的生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖。核酸由核苷酸組成，核苷酸中含有氮元素。3其他氮在維生素、生物堿等物質(zhì)中也發(fā)揮著重要作用氮的同位素：14N、15N14N14N是氮的最主要同位素，豐度約為99.634%。14N的原子核包含7個(gè)質(zhì)子和7個(gè)中子，具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。115N15N是氮的另一種穩(wěn)定同位素，豐度約為0.366%。15N的原子核包含7個(gè)質(zhì)子和8個(gè)中子。15N可以用于示蹤研究，例如研究氮肥的利用率。2應(yīng)用同位素可以用于農(nóng)業(yè)，醫(yī)藥等領(lǐng)域3氮的化合物的命名：系統(tǒng)命名法原則系統(tǒng)命名法是指按照一定的規(guī)則對(duì)化合物進(jìn)行命名的方法。對(duì)于氮的化合物，通常按照化合物的組成元素、官能團(tuán)和結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行命名。實(shí)例例如，NH3命名為氨，NO2命名為二氧化氮，HNO3命名為硝酸。對(duì)于復(fù)雜的氮的化合物，需要按照IUPAC命名法進(jìn)行命名。氮的化合物的鑒別：特征反應(yīng)銨鹽的鑒別銨鹽可以與強(qiáng)堿反應(yīng)生成氨氣，氨氣具有刺激性氣味，可以使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)。此反應(yīng)可以用于鑒別銨鹽。硝酸鹽的鑒別硝酸鹽可以與濃硫酸和銅片反應(yīng)生成紅棕色的二氧化氮?dú)怏w。此反應(yīng)可以用于鑒別硝酸鹽。氮的化合物的儲(chǔ)存：安全注意事項(xiàng)通風(fēng)儲(chǔ)存氮的化合物的場(chǎng)所需要通風(fēng)良好，避免有害氣體在空氣中積聚。對(duì)于易揮發(fā)的氮的化合物，需要使用密閉容器儲(chǔ)存。防火某些氮的化合物具有易燃性或爆炸性，需要遠(yuǎn)離火源和高溫環(huán)境。儲(chǔ)存場(chǎng)所需要配備滅火設(shè)備，并制定應(yīng)急預(yù)案。防護(hù)操作人員在操作氮的化合物時(shí)需要佩戴防護(hù)眼鏡、手套和口罩等防護(hù)用品，避免接觸皮膚和眼睛。氮的化合物的實(shí)驗(yàn)操作：注意事項(xiàng)安全第一在進(jìn)行氮的化合物的實(shí)驗(yàn)時(shí)，安全是最重要的。需要認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)操作規(guī)程，了解實(shí)驗(yàn)原理和注意事項(xiàng)，避免發(fā)生安全事故。規(guī)范操作實(shí)驗(yàn)操作需要規(guī)范，按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行，避免隨意更改實(shí)驗(yàn)條件。實(shí)驗(yàn)過程中需要注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，及時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。氮的化合物的制備實(shí)驗(yàn)：原理、步驟1明確目的在進(jìn)行氮的化合物的制備實(shí)驗(yàn)之前，需要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模私庑枰苽涞幕衔锏男再|(zhì)和用途。2選擇方法根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮突衔锏男再|(zhì)，選擇合適的制備方法。不同的制備方法具有不同的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，需要綜合考慮。3規(guī)范操作按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作，注意控制反應(yīng)條件，避免發(fā)生副反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，需要對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行分離、提純和鑒定。氮的化合物的應(yīng)用實(shí)例：工業(yè)、農(nóng)業(yè)工業(yè)氨氣用于合成纖維、塑料、炸藥等多種化工產(chǎn)品。硝酸用于制造硝酸銨等氮肥，還可用于金屬的酸洗、電鍍等工藝。農(nóng)業(yè)氮肥可以為農(nóng)作物提供氮元素，促進(jìn)其生長(zhǎng)和發(fā)育，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。常用的氮肥包括銨鹽、硝酸鹽和尿素等。氮及其化合物的知識(shí)拓展：前沿研究新型氮肥緩釋氮肥、控釋氮肥等新型氮肥可以提高氮肥的利用率，減少氮肥對(duì)環(huán)境的污染。這些新型氮肥通過控制氮元素的釋放速率，使氮元素能夠更好地被農(nóng)作物吸收利用。生物固氮生物固氮的研究旨在提高生物固氮的效率，減少對(duì)化學(xué)氮肥的依賴。通過基因工程等手段，可以改造根瘤菌，提高其固氮能力。氮及其化合物的習(xí)題講解：典型例題例題1寫出實(shí)驗(yàn)室制備氨氣的化學(xué)方程式：NH4Cl(s)+NaOH(aq)→NH3(g)+NaCl(aq)+H2O(l)。例題2寫出工業(yè)制備硝酸的化學(xué)方程式：4NH3(g)+5O2(g)→4NO(g)+6H2O(g)、2NO(g)+O2(g)→2NO2(g)、3NO2(g)+H2O(l)→2HNO3(aq)+NO(g)。例題3解釋氮循環(huán)在生態(tài)系統(tǒng)中的作用：氮循環(huán)保證了氮元素的供應(yīng)，為生物的生長(zhǎng)和發(fā)育提供了必要的營養(yǎng)物質(zhì)。氮及其化合物的練習(xí)：鞏固知識(shí)1填空題氮?dú)馐堑厍虼髿獾闹饕煞?，約占空氣體積的（）。2選擇題下列物質(zhì)中，屬于氮肥的是（）。A.KClB.Ca3(PO4)2C.NH4NO3D.K2SO4。3簡(jiǎn)答題簡(jiǎn)述氨氣的用途。氮及其化合物的測(cè)試：檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果選擇題下列物質(zhì)中，屬于氧化物的是（）。A.NH3B.NO2C.HNO3D.NH4Cl填空題氮?dú)庠诜烹姉l件下可以與（）反應(yīng)生成一氧化氮。氮及其化合物的思維導(dǎo)圖：知識(shí)體系氮元素物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、用途1氮?dú)夤I(yè)制法、實(shí)驗(yàn)室制法、用途2氨氣結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)室制法、工業(yè)制法3硝酸物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、工業(yè)制法、用途4氮氧化物性質(zhì)、生成、危害5氮及其化合物的動(dòng)畫演示：生動(dòng)展示哈伯法通過動(dòng)畫演示哈伯法的反應(yīng)過程，展示氮?dú)夂蜌錃庠诟邷?、高壓和催化劑的條件下合成氨氣的過程。奧斯特瓦爾德法通過動(dòng)畫演示奧斯特瓦爾德法的反應(yīng)過程，展示氨氣氧化生成硝酸的過程。氮及其化合物的視頻講解：深入理解專家講解邀請(qǐng)化學(xué)專家講解氮及其化合物的知識(shí)，深入分析氮的化合物的性質(zhì)、用途和制備方法。實(shí)驗(yàn)演示通過實(shí)驗(yàn)演示，展示氮的化合物的制備過程和性質(zhì)，使學(xué)習(xí)者能夠更加直觀地理解相關(guān)知識(shí)。氮及其化合物的模擬實(shí)驗(yàn)：動(dòng)手實(shí)踐虛擬實(shí)驗(yàn)通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，模擬氮的化合物的制備實(shí)驗(yàn)，使學(xué)習(xí)者能夠身臨其境地體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程，提高學(xué)習(xí)效果?；?dòng)實(shí)驗(yàn)提供互動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，學(xué)習(xí)者可以自主選擇實(shí)驗(yàn)條件，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，培養(yǎng)科學(xué)探究能力。氮及其化合物的科學(xué)史：相關(guān)發(fā)現(xiàn)11772年丹尼爾·盧瑟福發(fā)現(xiàn)氮?dú)狻Ｋ⒁獾皆谌紵灎T后剩余的氣體不能支持燃燒或呼吸。21776年卡爾·威廉·舍勒也獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了氮?dú)?，稱之為“有害空氣”或“燃燒后的空氣”。31784年亨利·卡文迪什確定了氮?dú)馐且环N元素，并研究了其性質(zhì)。氮及其化合物的科學(xué)家：重要貢獻(xiàn)弗里茨·哈伯弗里茨·哈伯是德國化學(xué)家，因發(fā)明哈伯法合成氨而獲得1918年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。哈伯法是現(xiàn)代工業(yè)合成氨的基礎(chǔ)，對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。卡爾·博施卡爾·博施是德國化學(xué)工程師，因?qū)⒐☉?yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)而與弗里茨·哈伯共同獲得1931年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。博施對(duì)哈伯法的工業(yè)化做出了重要貢獻(xiàn)。氮及其化合物的化學(xué)方程式：重要反應(yīng)合成氨N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)氨氧化4NH3(g)+5O2(g)→4NO(g)+6H2O(g)二氧化氮生成2NO(g)+O2(g)→2NO2(g)氮及其化合物的離子方程式：重要反應(yīng)1銨根離子與氫氧根離子反應(yīng)NH4++OH-→NH3↑+H2O2硝酸與銅反應(yīng)Cu