高一化学教案第四章非金属及其化合物教材分析 最新.docx
《高一化学教案第四章非金属及其化合物教材分析 最新.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高一化学教案第四章非金属及其化合物教材分析 最新.docx（13页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
高一化学教案第四章非金属及其化合物教材分析最新
《普通高中课程标准实验教科书化学1（必修）》
第四章非金属及其化合物教材分析
一、教学目标
课程标准要求“通过实验了解氯、氮、硫、硅等非金属及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。
”
1.了解氯、氮、硫、硅等非金属单质的化学性质，认识不同的非金属单质的性质有较大差异，如氯很活泼，有氧化性；氮不活泼，很稳定等。
2.了解氯、氮、硫、硅的重要化合物──次氯酸及其盐、氮和硫的氧化物及其水化物（硫酸和硝酸）、氮的氢化物（氨）、二氧化硅和硅酸及其硅酸盐的主要性质，认识某些非金属化合物（氮和硫的氧化物、硝酸和硫酸）既有相似性，又有各自的特性。
3.认识氯、氮、硫、硅及其化合物的广泛用途，体会化学的创造性与实用性。
4.进一步训练学生的操作技能，体会实验对认识和研究物质性质的重要作用，培养学生求实、创新的良好品质。
5.以非金属知识的学习为线索，通过多种活动，帮助学生进一步掌握学习物质及其化学性质的一般方法，提高自主学习能力。
6.了解氮循环对生态平衡的重要作用。
了解某些污染物的来源、性质和危害，体会化学对环境保护的意义，培养学生关注社会的意识和生态责任感。
二、内容分析
1.地位和功能
本章主要讨论硅、氯、硫和氮等典型元素及其重要化合物的性质，安排在第三章“金属及其化合物”之后，是学习常见无机物及其性质的继续。
这些内容既是今后继续学习化学的基础，也是学生今后在生活中经常要接触、需要了解和应用的化学常识。
本章具有巩固氧化还原反应等基本知识的作用。
在第三章的基础上，本章继续元素化合物知识一般学习和研究方法的训练。
本章为元素族的概念、元素性质的递变、元素周期表中的代表性非金属元素积累感性材料，是学习元素周期律、元素周期表等知识的重要基础。
2.内容的选择与呈现
本章教材在选材上着眼于这几种元素的单质及其重要化合物的主要性质，在知识安排上尽量使知识和用途相结合，理论和实际相结合，物质的重要性能与可能的负面作用相结合，从而使学生认识常见非金属及其化合物在生活和生产中的应用以及与人类和环境的关系。
例如，二氧化硅与硅酸盐产品的应用及其发展，氯气的性质与应用及其可能存在的问题，氟、溴、碘及其化合物的用途，硫酸、硝酸和氨的性质及广泛用途，酸雨的形成，等等。
这些内容不仅增强了学习的意义，而且培养了学生的科学态度和科学精神。
另外，科学史话“氯气的发现和确认”渗透了严谨求实的科学思维品质的培养，科学视野“新型陶瓷”“信使分子──NO”“火箭为什么能飞上天”等可以使学生体会知识的价值。
这样，更全面地体现化学课程的科学教育功能。
非金属及其化合物知识受课时所限，不可能像过去那样分章详细介绍，只能相对集中。
因此在设计教材结构时，对教学内容进行了精选和整合。
为了对非金属及其化合物有一个整体性的了解，本章对代表性元素各有侧重地选择有重要价值的单质及其化合物进行学习、研究。
在编排顺序上，将存在和用途十分广泛的元素硅及其化合物、典型的非金属元素氯及其化合物分节编写；将与当代环境关系十分密切的硫和氮的氧化物、用途广泛的两种酸──硫酸和硝酸及氨分别合节编写。
这样有分有合，有纵向结构，也有横向对比，突出特点、重点，增加联系和比较。
本章在内容的选择与呈现上重点考虑了以下几个问题:
（1）增强学习的探究性、亲历性和体验性
元素化合物的性质来自观察、实验和经验，本章通过“实验”、“思考与交流”、“学与问”、“实践活动”、“科学探究”以及习题中实践活动等的设计，使学生活动内容大大增加了，学生的学习自主性得到了更多的体现，突出了学生认知结构的生长性和形成性。
例如，第三节的“用水吸收二氧化氮”的科学探究，让学生通过实验现象的观察与分析，感受过程的变化，寻找变化的原因，感悟对工业上生产硝酸的启迪，从中体验探究的乐趣、学会探究的方法。
（2）注意化学知识与科学精神、人文精神的渗透与融合
本章所涉及的单质和化合物与社会、生活、健康、环境关系十分密切，教科书在这方面有比较充分的体现。
但与已往教科书明显不同的是，不过分强调知识的逻辑顺序，在注意知识内在逻辑的同时，突出了知识与生态环境──社会、生活、健康、环境的联系，并将科学精神和人文精神融合其中。
化学科学技术与人类的关系从来没有像现在这样密切和严峻：
化学对人类文明做出了巨大贡献，而人们对化学的误解与疏离却越来越严重。
作为基础科学教育课程的化学必须面对这一现实，用科学的态度来看待化学的功与过，使学生树立正确的科学价值观。
本章在介绍几种典型的非金属元素的单质及其重要化合物的主要性质与应用时，不回避某些物质对环境、健康可能的负面影响，指出了化学在解决这些问题方面可能的方向和作用，这有助于培养学生的科学态度和价值观。
（3）性质与用途紧密联系，深化对元素化合物知识的理解和应用
这是本章教材的一个特点，是深入理解、灵活运用物质性质的好方法、好途径，同时也是体现学习元素化合物知识价值的一个重要方面，使教科书更具有吸引力和时代感，有利于增进学生学习化学的兴趣和情感。
三、教学建议
第一节无机非金属材料的主角──硅
1.采用对比的方法，联系碳、二氧化碳等已有知识和生活经验来介绍硅、二氧化硅等新知识。
“联系”和“对比”是一种有效的学习方法，通过对比可加深对知识的理解，有利于学生对知识的记忆和掌握。
因此，应指导学生学会运用对比的方法来认识物质的共性和个性、区别和联系。
碳和硅是同一主族相邻的两种元素，它们的性质既有相似之处，又有不同之处，在教学时要突出硅的亲氧性强于碳的亲氧性，从而引导学生理解硅的两种存在形式──二氧化硅和硅酸盐。
对SiO2的化学性质的教学，可启发学生根据SiO2和CO2都是酸性氧化物这一特点，把它们的性质一一列出。
然后引导学生从硅的亲氧性大，得出常温下SiO2的化学性质稳定，只能跟几种物质起反应；在加热的条件下，SiO2才能跟碱性氧化物等起反应。
在介绍硅酸时，可以补充做这样一个实验：
将CO2通入Na2SiO3溶液，指导学生观察白色胶状沉淀的生成，加深对H2SiO3的酸性弱于碳酸的认识。
对硅单质的教学，主要让学生了解硅是重要的半导体材料，在电子工业上有广泛的用途。
硅的用途等内容，可由学生通过阅读教科书自己去认识。
2.通过自学讨论的方法，进行硅酸盐的教学。
学生的化学学习是一个自主构建对化学知识的理解过程。
他们带着自己原有的知识背景、活动经验和理解走进学习活动，并通过自己的主动活动，包括独立思考、与他人交流和反思等，去构建对化学知识的理解。
基于此，讲“硅酸盐”时应指出，最常见的可溶性硅酸盐是Na2SiO3，它的水溶液称为水玻璃。
然后展示样品，观察水玻璃的黏稠性。
同时拿出一块反复充分浸过水玻璃并已干燥的布条，把它放在火焰上，结果布条不能燃烧，从而认识用水玻璃浸泡织物可以防火。
最后，对于硅酸盐的丰富性和多样性，建议学生以阅读、交流的方式来完成，让他们主动构建对硅酸盐知识的理解。
3.本节涉及的硅及其化合物的结构理论知识作为拓展性内容呈现，虽不宜作为教学目标予以强化，但宜适当渗透，以体现其化学性质。
硅及其化合物等内容相对比较浅显，为了激发学生的学习兴趣，教学时要多注意联系生产和生活实际，充分利用实物、模型及教科书选配的彩图，配合教学录像，让学生自己搜集有关实物或照片，在课堂上展示交流等方法，以增强教学的直观性，培养学生热爱科学的美好情感。
【实验4-1】
盐酸的浓度以6mol/L为宜。
控制溶液混合物的酸碱性是制取硅酸凝胶的关键。
在饱和Na2SiO3溶液中，滴加酚酞溶液呈红色；逐滴加入稀盐酸，待溶液红色变浅并接近消失时，有透明的硅酸凝胶产生。
【实验4-2】
若无硅酸钠溶液，可用市售的水玻璃代替。
一定要使木条或滤纸条反复浸透。
水浸过的滤纸或小木条，当水分蒸发后即燃烧；而硅酸钠溶液浸过的滤纸或小木条，当水分蒸发后不易燃烧（滤纸只起泡）。
【思考与交流】
物理性质：
熔点高、硬度高。
化学稳定性：
化学稳定性好，除氢氟酸外一般不与其他的酸反应，可以与强碱如NaOH等反应，属于酸性氧化物。
SiO2的这些性质主要和它的结构有关，它是正四面体的空间网状结构，因此性质稳定。
第二节富集在海水中的元素──氯
1.引导学生主动充分利用已有知识学习新知识。
第二章中学生对分类方法有所了解，本节应从离子反应、氧化还原反应等不同角度理解和认识所涉及的化学反应，并以新知识为载体，巩固氧化还原反应的相关概念。
2.运用化学史实,积极创设探究情景。
对于“氯气的发现和确认”的内容，在思考和交流的过程中，要利用这一问题的情景，引导学生体会理论指导的重要性和实验实证的基础性，认识化学发展的轨迹，使其产生对化学知识的亲近感，培养他们主动求知的精神。
3.充分运用实验，通过实验加深学生对氯气性质的印象，增强学生观察和分析问题的能力。
关于Cl-的检验，在使用AgNO3溶液时滴加稀硝酸酸化的理由，教学时要注意通过对比实验来解决。
4.增强教学的问题性和探究性。
对于本节中氯气与水的反应、氯气与碱的反应这些教学难点，建议首先向学生提出问题：
请你根据已掌握的Cl2的性质，大胆猜测Cl2与H2O反应，可能形成的产物是什么？
并设计各种实验方案，证明你的假设是否成立。
通过假设、设计、验证、得出结论后，再用下列问题进行情境迁移：
（1）根据Cl2与H2O的反应，设想如果将Cl2通入NaOH溶液中会发生怎样的反应？
（2）工业上，Cl2与消石灰反应可以制得漂白粉，其有效成分是什么？
起漂白作用的物质是什么？
若学生的基础较好，此时可应用下列问题继续进行深入探究：
往NaOH溶液中滴加酚酞试液，再逐滴滴加氯水，会有什么现象？
实验中酚酞褪色的原因是什么？
是因为Cl2与碱发生了反应，还是因为氯水中含有的HClO起漂白作用？
你是否能设计实验证明哪种猜测是对的呢？
在此过程中，教师应充分调动学生主动参与探究学习的积极性，引导学生通过实验、观察、调查、资料收集、阅读、讨论、辩论等多种方式进行学习，培养学生提出问题、分析问题，以及通过实验解决问题的能力。
5.重视对学生思维迁移能力和分析归纳能力的培养。
卤素的性质虽不是教学目标所要求的内容，但联系氯气的性质，可以通过氯气的性质类比迁移，进行尝试性学习，充分发挥代表性元素的功能。
在研究共性的同时，也要注意特性教学，要善于总结性质变化规律，以便为进一步学习元素周期律，如何判断非金属性强弱奠定基础。
【实验4-3】盛氯气的集气瓶要干燥。
瓶中的氯气要浓，为了防止氯气逸散，可在集气瓶口上涂一点凡士林，使玻璃片与瓶口更密合。
实验时要提醒学生注意观察，氢气在空气里燃烧与在氯气里燃烧火焰的颜色是不同的。
【实验4-4】实验时所用氯气和有色布条一定要干燥，为此，从气体发生器出来的气体要经过装有浓硫酸的洗气瓶；干布条要用临时烘干的。
另外，色布的颜色最好是自行染上的。
可取白纱布条，用红墨水染成红色，晾干备用。
建议增加一个氯气与水反应和氯气与碱反应的对比实验。
操作方法如下：
取两个装有氯气的集气瓶，先让学生观察黄绿色。
然后向一个瓶里注入少量水（约5mL），向另一个瓶中注入等体积的浓氢氧化钠溶液，振荡，片刻后，对比瓶里氯气的颜色。
（注入碱液的瓶里黄绿色褪去，而注入水的瓶里的氯气的黄绿色变化不明显。
）
【思考与交流】
提示：
燃烧不一定要有氧气参加，物质并不是只有在氧气中才可以燃烧，燃烧的本质是氧化还原反应，所有发光发热的剧烈的化学反应都称之为燃烧。
【学与问】
提示：
因为城市自来水常用Cl2消毒，所以自来水中溶解有少量的氯气，有刺激性气味。
第三节硫和氮的氧化物
1.要注意激发学生求知的欲望，提高学生学习化学知识的能力，体现以学生为主体的教学思想。
在引言中一开始就利用空气质量日报等内容，层层设疑，激发学生思索，使学生较快地投身于学习的情景中。
2.以问题情景为先导，以实验为主进行探究教学。
在进行二氧化硫教学时，建议安排如下问题：
（1）二氧化硫中硫元素的化合价及其所属氧化物的类型如何？
（2）预测二氧化硫的化学性质并以实验验证。
建议安排如下活动：
（1）据二氧化硫中硫为+4价，居于中间价态，推出二氧化硫既有氧化性又有还原性；二氧化硫是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。
（2）联系酸、碱、盐、氧化物间的相互转化关系和氧化还原反应的有关知识设计验证方案。
（3）师生共同讨论验证方案的可行性。
（4）学生分组实验：
二氧化硫和水（滴加紫色石蕊试液）、二氧化硫和氢氧化钠溶液（滴加酚酞试液）、二氧化硫和品红试液。
（5）学生记录现象，教师引导分析得出结论。
值得注意的是，SO2+H2O
H2SO3是可逆反应，这是本册教材第一次讲到可逆反应，这既是学习SO2的性质的需要，也是为学习化学平衡打下知识基础。
对于学生基础比较好的学校，建议在讨论SO2的漂白性时，从反应原理上和次氯酸、过氧化钠的漂白作用进行比较，使学生注意它们的区别。
3.辅助教学手段的设计和使用应成为教学过程中不可缺少的组成部分，这样可以充分体现化学新教材的特色。
如建议利用录像表现NO与O2反应，使学生不但能看到气体颜色的变化，而且能看到气体体积的变化；再从体积变化的定量数据中深化讨论其原因，学习化学的有关知识。
对于NO2与水反应的实验，建议有条件的学校采用边讲边实验，若不采用边讲边实验，则可利用实物投影方法等教学手段以弥补演示实验的不足之处，以提高直观教学的效果。
4.对有关SO2和NO2污染的教学，可以指导学生阅读课文，并且引导学生讨论如何评价SO2、NO2。
可以指定学生分别为甲、乙两方对SO2、NO2的利弊进行辩论，从辩论中树立科学的辩证思想和转化意识，既巩固了SO2和NO2的有关知识，又培养学生利用化学知识化害为利的科学思想。
【实验4-6】演示该实验时，应注意：
1.收集二氧化硫的试管要干燥，气体要收集满，否则液面上升不多，液体变色不明显。
2.可用亚硫酸钠跟酸反应来制备二氧化硫。
3.品红溶液的质量分数不能太大。
4.二氧化硫并不能漂白所有的有色物质,它只能漂白某些有色物质,因此,应预先试验它的漂白效果。
【科学探究】
采用课堂实验教学法，写出实验报告。
实验现象与结论：
1.提示：
实验所需氧气可以当时制取，也可以课前制好，装在塑料袋中，供学生选用。
实验步骤
现象
解释（可用化学方程式表示）
（1）
将一支充满NO2的试管倒放在盛有水的水槽中
红棕色气体逐渐消失，水位上升，最后无色液体充满整个试管的2/3，无色气体充满试管上部的1/3
3NO2+2H2O=2HNO3+NO
NO2为红棕色气体，易溶于水，NO为无色气体，难溶于水
（2）
2KClO3=2KCl+3O2↑
或2H2O2MnO22H2O+O2↑
（3）
将氧气慢慢地通入步骤1的试管中
无色气体变为红棕色气体，又转变为无色气体，但气体体积逐渐缩小，液面不断上升
2NO+O2=2NO2
3NO2+2H2O=2HNO3+NO
2.提示：
从上述实验结果可知，只有2/3的二氧化氮转化为硝酸，而1/3的二氧化氮转化为一氧化氮。
因此，硝酸工业常在吸收反应进行过程中补充一些空气，使生成的一氧化氮再氧化为二氧化氮，二氧化氮溶于水又生成硝酸和一氧化氮。
经过这样多次的氧化和吸收，二氧化氮可以比较完全地被水吸收，能够尽可能多地转化为硝酸。
【实践活动】由于这节的实践活动的形式比较新，特提出如下建议：
（1）活动的宗旨是使每个学生都动起来，因此在教学中要设法调动学生的积极性，使他们主动参与，在活动中受到教育和启发，环境意识也得到提高。
（2）活动的教学要求并不高，难度也不大，教师可以根据具体情况，选用其中的一部分活动，也可以自行设计其他活动。
（3）在活动前应做好充分的准备，如要求学生做好课前调查、查阅资料、做发言准备等；教师应准备好活动必备的用品，如污染物样品、报刊资料、复印材料、图片、投影片或录像片等。
（4）教学时可以采取灵活多样的方式，如某些活动可以采取收集资料──调查──阅读──讨论的方式进行。
（5）教学时应注意尽量结合当地环境的实际情况，使学生感到环境问题就发生在自己身边，保护环境人人有责。
（6）应该注意的是，其中有些活动并没有固定答案，活动中也不要强求统一。
活动的收获主要在于学生的参与，在参与过程中，他们潜移默化地受到教育，开始关注环境问题，这也就达到了教学目的。
（7）上述实践活动中，学生学到的不仅仅是一些环境知识，更重要的是引起他们对环境问题的关注，同时培养了他们的科研能力、思维能力、表达能力、组织活动能力、与人交流沟通能力等，同时也可以培养他们的科学方法、科学态度和科学精神等，而这些正是未来人才所应具备的品质和能力。
【学与问】
通过分析H2SO3的热不稳定性和二氧化硫的溶解性，思考得出结论。
第四节硫酸硝酸和氨
1.突出实验的作用。
实验→观察→分析是本节教学的重要手段与方法，给学生一个“实验是研究化学的基础”、“实验是最高法庭”的深刻印象。
为取得良好的实验效果，教师要明确实验目的，明确实验观察的内容，使学生通过仔细观察现象，分析变化的本质。
另外还要强调实验的操作要点及掌握的实验技能等。
对于硫酸氧化性的教学，建议演示实验前设置如下思考题：
（1）本实验反应的条件是什么？
（2）反应前后溶液及铜片有哪些变化？
（3）实验发生后紫色石蕊溶液和品红溶液有何变化？
由此得出什么结论？
盛品红溶液试管口棉花起什么作用？
使学生带着问题观察，加强其对直观现象的认识。
对教材中铜与浓硫酸反应的实验稍加改进（见“演示实验说明和建议”），实验的改进可以调动学生的主动性和多维思考的积极性。
对于硝酸的强氧化性，应注意硝酸的氧化性和浓度的关系。
为突出重点、突破难点，所采取的措施是：
（1）与浓硫酸的强氧化性进行类比（类比只提供可能性，要用实验证实）。
（2）加强实验教学①补充做浓、稀硝酸与铜反应的实验。
硝酸和铜的反应实验（铜选用细长的导线铜丝，既反应快，又便于及时抽出，污染少；选用的稀硝酸为1∶2的硝酸，现象较明显，为增强可视性用白纸作衬托），让学生从中学到一些研究物质性质的途径和方法。
然后，提出硝酸虽氧化性强但不能氧化铂、金。
有没有能氧化铂、金的物质呢？
通过设问，自然引出王水。
简介王水的组成和超氧化性。
死记硬背是学生最头痛的事。
要记住王水的组成，可引导学生妙用王水中的“王”字的笔画和笔画比，帮助记忆。
（此时，学生有一种学得轻松和愉悦的感觉，兴致很浓。
）
对于氨气的教学，充分运用学生已掌握的知识，利用“喷泉”这一实验，使学生对物质的性质先有一个感性认识，再由教师质疑并引导学生用理论知识解释物质的性质。
首先演示【实验4-8】，根据实验现象引导学生分析：
①烧瓶内为什么会形成喷泉？
②溶液为什么变成红色？
运用这个探索实验使学生更好地理解氨极易溶于水，且水溶液显碱性。
对于氨与盐酸反应的实验，可用实验演示。
2.注意归纳总结。
讨论浓硫酸和硝酸的性质时，要突出氧化还原的观点，尤其是硫、氮价态的变化。
这样可深化学生从内因与外因、量变到质变的观点，认识问题的实质。
教学过程学生常会错误地认为：
硝酸愈稀被还原的程度愈大，说明硝酸愈稀氧化能力愈强。
对此，要向学生说明，氧化性的强弱是指氧化其他元素的能力，而不是指本身被还原的程度，即不能以还原产物中氮的价态作为衡量标准。
事实上硝酸愈浓，它的氧化能力愈强。
讲到硝酸跟非金属反应时，建议补充红热的炭在浓硝酸里燃烧的演示实验。
要求学生认真观察实验现象，并指出除碳外，硫、磷也能被浓硝酸氧化，至于氧化的产物不要求学生掌握。
对学习尚有余力、有兴趣的学生，可指导他们查阅有关的资料。
3.注意教学方式的多样性。
讲述硫酸的用途时可充分利用各种实物、音像资料，在观看、阅读、讲解、讨论中归纳。
【实验4-7】该实验只有在持续加热时，才有稳定的SO2气流。
反应后倒掉上层液体，在留下的固体中加入少量水，可观察到溶液呈现蓝色。
在做这个实验时，试管底部往往会出现黑色沉淀物，溶液也显得发黑，持续加热的时间长一些，颜色可变浅，由于反应复杂，一般不宜过多介绍。
此实验也可稍作改进（如图4-1）。
改进可证明SO2的产生，证明SO2溶液为酸性；证明SO2不能漂白石蕊溶液；强调尾气处理的必要与方法。
现象：
浓硫酸与铜在加热时能发生反应，放出能使紫色石蕊试液变红或使品红溶液褪色的气体。
反应后生成物的水溶液显蓝色。
图4-1浓硫酸与铜的反应
【实验4-8】做此实验时应注意：
1.装置要密闭不漏气。
2.圆底烧瓶要干燥。
3.烧瓶里的氨气要充满。
实验中所用的氨可用以下方法得到：
1.用NH4Cl与Ca（OH）2共热制氨。
注意首先要检查Ca（OH）2是否变质［长期存放的Ca（OH）2可能会部分变成CaCO3］，最好用新制的Ca（OH）2。
为防止生成氨合物，Ca（OH）2要过量，NH4Cl与Ca（OH）2的质量比以5∶8为宜。
如果用（NH4）2SO4代替NH4Cl，则二者的质量比以1∶1为宜。
如果用粉末状的生石灰代替Ca（OH）2，制得的氨比较干燥。
2.加热浓氨水制氨。
在烧瓶中加入2～4mL浓氨水，加热即可得到氨气。
此法也可用于做喷泉实验。
3.常温下，用浓氨水与固体烧碱混合制氨。
在分液漏斗中加入浓氨水，在烧瓶中加入少量固体氢氧化钠（约一小药匙），安装好装置。
将浓氨水慢慢滴入锥形瓶，待冒出较多的气泡时，用向下排气法收集氨气。
实验时要控制好浓氨水的滴入速度，分液漏斗的活塞不要开得太大，以免产生氨气过多而冲开锥形瓶的塞子。
此法的装置和操作都很简便，而且制得的氨气浓度也比较大，做“喷泉”实验效果比较好。
现象：
烧杯里的水由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，烧瓶内液体呈红色。
【思考与交流1】
（1）都是酸，在水溶液中电离出H+，硫酸和硝酸是含氧酸，盐酸是无氧酸；硫酸是二元强酸，硝酸和盐酸是一元强酸……
（2）在水溶液中都电离出氢离子，HA=H++A-
（3）从盐酸、稀硫酸是非氧化性酸，浓硫酸或硝酸是氧化性酸的角度加以讨论。
【思考与交流2】氮是蛋白质的基本组成元素之一。
所有生物体均含有蛋白质，所以氮的循环涉及到生物圈的全部领域。
氮是地球上极为丰富的一种元素，在大气中约占79%。
氮在空气中含量虽高，却不能为多数生物体所直接利用，必须通过固氮作用。
固氮作用的两条主要途径，一是通过闪电等高能固氮，形成的氨和硝酸盐，随降水落到地面；二是生物固氮，如豆科植物根部的根瘤油菌可使氨气转变为硝酸盐等。
植物从土壤中吸收铵离子（铵肥）和硝酸盐，并经复杂的生物转化形成各种氨基酸，然后由氨基酸合成蛋白质。
动物以植物为食而获得氮并转化为动物蛋白质。
动植物死亡后的遗骸中的蛋白质被微生物分解成铵离子（NH4+）、硝酸根离子（NO3-）和氨（NH3）又回到土壤和水体中，被植物再次吸收利用。
升级会员 