氮的固定主要有自然固氮和人工固氮两种方式。
自然固氮有:高能固氮和生物固氮等。
人工固氮的方式有合成氨和仿生固氮。
NH4+、NO3-是自然界中活化氮氮的主要形态。氮气是惰性的,只有通过自然固氮和人工固氮两种方式而活化。
【板书】N2+ 3H2 2NH3
【讲解】可逆反应是指在相同条件下能同时向正反两个方向进行的反应。
【思考】有人说,"氢气和氧气化合生成水,水可分解为氢气和氧气,所以反应:H2+O2 =2H2O为可逆反应"。你认为这句话对吗?
【阅读】化学与技术:氨的合成。
【例题】雷雨天气,雷鸣电闪是日常生活中司空见惯的现象。假设某次雷电放出能量约为1.5×107kJ。在闪电过程中,空气中的氮气和氧气直接化合,已知1mol氧气和1mol氮气化合时要吸收180.74kJ的能量,闪电时有1/1000的能量用于这一反应。回答:
(1)此次闪电所产生的NO的物质的量有多大?
(2)此次雷雨闪电的生成物相当于给土壤施了多少尿素化肥?
(3)雷雨中常会有微量的HNO3为农作物所利用,用化学方程式解释HNO3形成过程
。
【解析】(1)依题意可知,闪电放出的能量为1.5×107kJ,1mol O2与1mol N2化合生成2mol NO并吸收180.74kJ能量,因此,此次闪电生成的NO物质的量:
=166mol。
(2)由于2mol NO能生成lmol CO(NH2)2(氮原子守恒),则尿素的总物质的量为166×1/2mol,尿素的总质量m=4.98kg。此次雷雨闪电相当于给土壤施了4.98kg化肥。
(3)空气中氮气在高压电作用下与氧气发生化学反应生成NO,NO与氧气反应转化成NO2,NO2与雨水反应生成HNO3,生成的HNO3随雨浇入土壤,同土壤中的矿物质作用,形成被植物吸收的硝酸盐类,使土壤从空气中吸收养分,使庄稼受益。
[答案](1)166mol(2)4.98kg
(3)N2+O2 2NO;2NO+O2=2NO2 ;3NO2+H2O=2HNO3+NO