高中化学苏教版（2019）必修第二册 专题七 氮与社会可持续发展——氮的固定（16张ppt）
文档属性
| 名称 | 高中化学苏教版（2019）必修第二册 专题七 氮与社会可持续发展——氮的固定（16张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 17.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-02-01 08:17:35 | ||
图片预览
文档简介
(共16张PPT)
氮及其化合物
氮及其化合物
——氮的固定
——氮的固定
农作物需要的营养成分
C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S
Fe、B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl、Ni等
C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S
Fe、B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl、Ni等
C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S
Fe、B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl、Ni等
氮的固定
将游离态氮转化为化合态的氮
N2
固氮方式
自然固氮
人工固氮
高能固氮 演示实验:氮气和氧气在放电条件下的反应
120s
180s
10s
60s
（1）将放电反应实验仪电源插头及导线连接好，打开电源开关，按下
“点开关”不松开，持续1分30秒。
（2）注意观察并记录实验现象。
资料：NO为无色无味的有毒气体
NO2为红棕色有刺激性气味的有毒气体
探究实验：NO与NO2的性质
探究实验1：NO的性质
（1）旋转三通阀，仅使针筒1和针筒2连通，将针筒1内6mLO2迅速
注入装有12mL NO的针筒2。
（2）关闭三通阀，观察混合气体的颜色和体积变化。
探究实验2：NO2的性质
（1）取下针筒1，吸取4mL石蕊试液后装回三通阀接口，旋转三通
阀，仅使针筒1和针筒2连通。
（2）将针筒1内溶液缓缓注入针筒2，关闭三通阀。
（3）观察针筒2内石蕊溶液颜色变化和气体颜色、体积变化。
雷雨
拓展视野
·贾思勰《齐民要术》：“凡美田之法，绿豆为上，小豆、
胡麻次之 ”。
·陈旉《农书》指出收稻后种豆，可以“熟土壤而肥沃之”
·宋元间的《农桑衣食撮要》说桑间如种大豆等作物，可使“明年增叶二三分”。
·明代《农政全书》也说杉苗的“空地之中仍要种豆，使之
二物争长”。
·谚语“种豆不施肥，越种地越肥”。
拓展视野
N2
NH3
固氮方式 自然固氮 人工固氮
高能固氮 生物固氮
每年固氮总量 约20亿吨 约2亿吨
约2亿吨
（2018年）
人工固氮——合成氨
N2 + 3H2 2NH3
高温、高压
催化剂
哈伯因发明用氮气和氢气直接合成氨的方法而荣获1918年度诺贝尔化学奖。1904年他研究合成氨主要遇到了两个难题：一是组成氮气分子的两个氮原子结合得非常紧密，很难把它们分离开，除非加热到1000℃以上；二是氮原子和氢原子结合成氨分子时，会产生大量的热能，如果不能快速地对氨进行冷却处理，氨分子很容易吸热分解。
1907年改进实验装置、加大反应压强，对合成氨展开了一系列研究，但该项技术离工业化生产的要求还有相当大的距离。
此后重点研究100～200个大气压下的氨的合成情况。实验结果表明，随着压强的不断提升，氨的产率不断增大。当压强加大到200个大气压时，温度即使下降到500～600℃之间，氨的产率也不会明显减少。
为了进一步提高氨的生成速度，哈伯集中精力对触媒进行筛选。他先后对粉状镍、镁、铂等进行了测试，但效果均不理想。之后，他又把稀有物质试料拿出来进行测试，并于1909年3月发现使用锇做触媒可以大幅提高氨的生成速度。之后，哈伯找到了跟锇的功效同样显著的新触媒——铀。终于在1909年7月的一次模拟实验中，使整个系统持续稳定地运转了5小时之久。当时，被转化成氨的氮气达6%～8%。
不服输的哈伯
合成氨反应对人类的发展意义
人工固氮
物质类别
有机氮
N2 NO NO2 HNO3 NaNO3 NH3 NH4Cl
化合价
单质
氧化物
酸
盐
－3
0
+5
+4
+1
+2
+3
碱
氢化物
N2
NO
NO2
HNO3
NaNO3
NH4Cl
NH3
物质类别
化合价
单质
氧化物
酸
盐
－3
0
+5
+4
+1
+2
+3
碱
氢化物
N2
NO
NO2
HNO3
NaNO3
NH3
NH4Cl
有机氮
N2 NO NO2 HNO3 NaNO3 NH3 NH4Cl
感 谢 倾 听
氮及其化合物
氮及其化合物
——氮的固定
——氮的固定
农作物需要的营养成分
C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S
Fe、B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl、Ni等
C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S
Fe、B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl、Ni等
C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S
Fe、B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl、Ni等
氮的固定
将游离态氮转化为化合态的氮
N2
固氮方式
自然固氮
人工固氮
高能固氮 演示实验:氮气和氧气在放电条件下的反应
120s
180s
10s
60s
（1）将放电反应实验仪电源插头及导线连接好，打开电源开关，按下
“点开关”不松开，持续1分30秒。
（2）注意观察并记录实验现象。
资料：NO为无色无味的有毒气体
NO2为红棕色有刺激性气味的有毒气体
探究实验：NO与NO2的性质
探究实验1：NO的性质
（1）旋转三通阀，仅使针筒1和针筒2连通，将针筒1内6mLO2迅速
注入装有12mL NO的针筒2。
（2）关闭三通阀，观察混合气体的颜色和体积变化。
探究实验2：NO2的性质
（1）取下针筒1，吸取4mL石蕊试液后装回三通阀接口，旋转三通
阀，仅使针筒1和针筒2连通。
（2）将针筒1内溶液缓缓注入针筒2，关闭三通阀。
（3）观察针筒2内石蕊溶液颜色变化和气体颜色、体积变化。
雷雨
拓展视野
·贾思勰《齐民要术》：“凡美田之法，绿豆为上，小豆、
胡麻次之 ”。
·陈旉《农书》指出收稻后种豆，可以“熟土壤而肥沃之”
·宋元间的《农桑衣食撮要》说桑间如种大豆等作物，可使“明年增叶二三分”。
·明代《农政全书》也说杉苗的“空地之中仍要种豆，使之
二物争长”。
·谚语“种豆不施肥，越种地越肥”。
拓展视野
N2
NH3
固氮方式 自然固氮 人工固氮
高能固氮 生物固氮
每年固氮总量 约20亿吨 约2亿吨
约2亿吨
（2018年）
人工固氮——合成氨
N2 + 3H2 2NH3
高温、高压
催化剂
哈伯因发明用氮气和氢气直接合成氨的方法而荣获1918年度诺贝尔化学奖。1904年他研究合成氨主要遇到了两个难题：一是组成氮气分子的两个氮原子结合得非常紧密，很难把它们分离开，除非加热到1000℃以上；二是氮原子和氢原子结合成氨分子时，会产生大量的热能，如果不能快速地对氨进行冷却处理，氨分子很容易吸热分解。
1907年改进实验装置、加大反应压强，对合成氨展开了一系列研究，但该项技术离工业化生产的要求还有相当大的距离。
此后重点研究100～200个大气压下的氨的合成情况。实验结果表明，随着压强的不断提升，氨的产率不断增大。当压强加大到200个大气压时，温度即使下降到500～600℃之间，氨的产率也不会明显减少。
为了进一步提高氨的生成速度，哈伯集中精力对触媒进行筛选。他先后对粉状镍、镁、铂等进行了测试，但效果均不理想。之后，他又把稀有物质试料拿出来进行测试，并于1909年3月发现使用锇做触媒可以大幅提高氨的生成速度。之后，哈伯找到了跟锇的功效同样显著的新触媒——铀。终于在1909年7月的一次模拟实验中，使整个系统持续稳定地运转了5小时之久。当时，被转化成氨的氮气达6%～8%。
不服输的哈伯
合成氨反应对人类的发展意义
人工固氮
物质类别
有机氮
N2 NO NO2 HNO3 NaNO3 NH3 NH4Cl
化合价
单质
氧化物
酸
盐
－3
0
+5
+4
+1
+2
+3
碱
氢化物
N2
NO
NO2
HNO3
NaNO3
NH4Cl
NH3
物质类别
化合价
单质
氧化物
酸
盐
－3
0
+5
+4
+1
+2
+3
碱
氢化物
N2
NO
NO2
HNO3
NaNO3
NH3
NH4Cl
有机氮
N2 NO NO2 HNO3 NaNO3 NH3 NH4Cl
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