1、自然固氮和人工固氮自然固氮和人工固氮氮气在空气中的含量氮气在空气中的含量氮的固定：氮的固定： 将空气中游离态的氮转化成含氮化合物将空气中游离态的氮转化成含氮化合物 将氮循环中重要的将氮循环中重要的无机含氮物质无机含氮物质的化学式标在的化学式标在“价价- -类类”二维图中适当位置二维图中适当位置0101 环节一认识氮循环环节一认识氮循环+5+4+20-3氢化物氢化物 单质单质 氧化物氧化物 酸酸 碱碱 盐盐 物质的类别物质的类别N2HNO3 NO3- NH4+NH3构建构建“价价- -类类”二维图二维图？ 预测预测 雷电作用下，雷电作用下，N2转化为转化为HNO3的可能途径的可能途径化合价化合价
2、0202 环节二环节二实现氮循环实现氮循环探究实验探究实验1 观察放电条件下观察放电条件下N2和和O2反应的反应的现象现象。闪电产生氮氧化物的机制：闪电产生氮氧化物的机制：1在闪电的高温通道内，一部分在闪电的高温通道内，一部分N2和和O2反应迅速形成反应迅速形成NO。2闪电通道在几秒之内快速冷却，闪电通道在几秒之内快速冷却，NO进一步被氧化为进一步被氧化为NO2。资料卡资料卡常见氮氧化物的性质常见氮氧化物的性质NO： 无色、无味有毒气体，微溶于水，无色、无味有毒气体，微溶于水， 在空气中易在空气中易 被氧化被氧化。 NO2： 红棕色、有毒气体，红棕色、有毒气体， 与水反应。与水反应。2NO+
3、O2 2NO2N2+ O2 2NO放电放电数字化实验探究数字化实验探究 模拟雷电条件下模拟雷电条件下N2和和O2反应反应仪器用品仪器用品: :NO2、输液袋、紫色石蕊试液、输液袋、紫色石蕊试液 、注射器、注射器 用注射器吸取约用注射器吸取约5mL的水慢慢注入装有的水慢慢注入装有NO2的输液袋里，的输液袋里，振荡输液袋，观察现象；振荡输液袋，观察现象； 再取约再取约1mL的紫色石蕊试液注入输液袋中，继续观察现象；的紫色石蕊试液注入输液袋中，继续观察现象； 若向若向2的输液袋中注入空气有何变化？用方程式分析原因的输液袋中注入空气有何变化？用方程式分析原因。 注意针管上的标签，注射在输液袋的橡皮口处
4、；注意针管上的标签，注射在输液袋的橡皮口处； 输液袋摇一摇振荡输液袋摇一摇振荡, ,观察输液袋中的液体和气体变化情况；观察输液袋中的液体和气体变化情况； 分小组实验，并做好相关记录。分小组实验，并做好相关记录。探究实验探究实验2 NO2遇水遇水温馨提示温馨提示H2O石蕊石蕊试液试液空气空气 继续向实验继续向实验1的输液袋中的输液袋中少量多次注入空气和水少量多次注入空气和水，直至无，直至无红棕色出现，红棕色出现，NOx就完全被吸收，如何用化学方程式解释？就完全被吸收，如何用化学方程式解释？ 尾液又该如何处理尾液又该如何处理? ?4NO2+O2+2H2O 4HNO34NO+3O2+2H2O 4HN
5、O3HNO3+NaOH NaNO3+H2O探究实验探究实验3 如何将氮氧化物完全转化为硝酸如何将氮氧化物完全转化为硝酸仪器用品仪器用品 ： 输液袋、注射器输液袋、注射器雷雨发庄稼雷雨发庄稼N2 + 3H2 2NH3高温、高压高温、高压催化剂催化剂合成塔合成塔温度温度500催化剂催化剂铁触媒铁触媒压强压强20MPaN2 +H2分离器分离器NH3哈伯哈伯1918年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖博施博施1931年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖人工固氮人工固氮氢化物氢化物 单质单质 氧化物氧化物 酸酸 碱碱 盐盐 物质的类别物质的类别自然固氮和人工固氮在自然固氮和人工固氮在“价价- -类类”二维图中体二维图中
6、体现了物质之间的怎样的转化关系？现了物质之间的怎样的转化关系？交流交流讨论讨论+5+4+20-3N2HNO3 NO3- 化合价化合价构建构建“价价- -类类”二维图二维图NONO2NH3随着工业社会的发展以及机动车尾气的排放，大量的随着工业社会的发展以及机动车尾气的排放，大量的氮氧化物带来了一系列亟需解决的环境问题。氮氧化物带来了一系列亟需解决的环境问题。 酸雨的成因酸雨的成因 光化学烟雾光化学烟雾疫情防控期间我国疫情防控期间我国NO2浓度变化图浓度变化图0303 环节三环节三: :修补氮循环修补氮循环交流讨论：交流讨论：1大量的氮氧化物破坏生态环境，危害人类健康，大量的氮氧化物破坏生态环境，
7、危害人类健康，那我们应该做些什么？那我们应该做些什么？2你能运用你能运用“价价-类类”二维图将氮氧化物转化为哪二维图将氮氧化物转化为哪些物质可以减少大气污染些物质可以减少大气污染？ 治理汽车尾气的方法之一是在汽车的排气管上装一治理汽车尾气的方法之一是在汽车的排气管上装一个个“催化转化器催化转化器”，它能使尾气中的，它能使尾气中的CO与与NOX分别反分别反应生成可参与大气循环的无毒气体。应生成可参与大气循环的无毒气体。书写书写CO与与NO反应反应的化学方程式的化学方程式 - N2硝酸盐硝酸盐实验室用稀实验室用稀NaOH溶液吸收溶液吸收NO2生成生成NaNO3、NaNO2和和H2O的化学方程式的化
8、学方程式 -工业硝酸工业硝酸燃煤烟气中的氮氧化物大部分都是燃煤烟气中的氮氧化物大部分都是NO，工业上，工业上可以采用绿色氧化剂可以采用绿色氧化剂H2O2将其氧化成将其氧化成HNO3，从而减，从而减少氮氧化物的排放。书写少氮氧化物的排放。书写H2O2与与NO反应的化学方程反应的化学方程式式 -+5+4+20-3N2HNO3 NO3- 化合价化合价完善完善“价价- -类类”二维图二维图NONO2NH3H2NH3 H2ONH4+ 课堂小结课堂小结氢化物氢化物 单质单质 氧化物氧化物 酸酸 碱碱 盐盐 物质的类别物质的类别 此次学术论坛紧密围绕农田、河口海岸、森林等此次学术论坛紧密围绕农田、河口海岸、森林等生态系统氮循环过程新方法和新认识等热点问题展开，生态系统氮循环过程新方法和新认识等热点问题展开，成功的搭建了氮素循环不同研究领域合作交流。成功的搭建了氮素循环不同研究领域合作交流。 下一届论坛将于下一届论坛将于2020年年12月华东师范大学举办。月华东师范大学举办。 学术交流学术交流
