◇　北京　王笃年

(作者单位：北京十一学校)



关于氮的固定及氮氧化物的问题

◇北京王笃年

1) 氮的固定有哪些类型?各占多大比例?

图1

尽管现代合成氨工业不断发展,但据科学家估算,人工固氮在自然界全部固氮总量中只占很小的比例,不到1/4．

2) “雷雨发庄稼”的过程中,最终产生了酸雨,对农作物损害是更大了吗?

土壤的成分非常复杂,里面含有碳酸盐、硅酸盐、铝酸盐等多种具有中和酸的能力的物质,对酸具有一定的“抵抗”作用,可及时将硝酸转化为硝酸盐．当然,最主要的是,雷雨过程一般较短,一次雷雨不会产生浓度非常大的酸．

3) 自然界和人类都在不停地进行固氮操作,那么地球大气中的N2岂不越来越少了?

自然界中的很多元素都在不断地循环,氮也是一样．不管自然固氮还是人工固氮,固氮操作所得的化合物,最终主要变为有机物,而有机物在自然界的“寿命”都不是很长,动植物体内的氮元素主要以蛋白质形式存在,蛋白质最终的代谢产物为尿素,尿素水解变为NH3,而NH3在大气循环过程中则很快被氧化为N2．另外,动植物死亡后的遗体也会在细菌作用下腐败,其中的含氮化合物最终也是变为氮元素的稳定形态N2．

因此,对于大气这个巨大的“N2仓库”来说,N2的量不会因为固氮作用而减少．

4) 大气中含有丰富的N2、O2,为什么不考虑直接用N2、O2合成NO,进而制取硝酸或进行人工固氮?

首先从反应的自发性看,N2+O2=2NO的ΔG=+87.6kJ·mol-1;ΔH=+91.3kJ·mol-1．ΔG为正值,说明该反应属于非自发反应,进一步计算该反……