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1、氮元素及其化合物的性质与应用知识点氮的化合物的性质及用途二、知识讲解考点 1、氮气1氮元素在自然界中的存在形式：既有游离态又有化合态。空气中含N278（体积分数） ；化合态氮存在于多种无机物和有机物中，氮元素是构成蛋白质和核酸不可缺少的元素。2氮的固定：使空气中游离态的氮转化为化合态的氮的过程 天然固氮：电闪雷鸣时：N2+O22NO 2NO + O22NO23NO2 + H2O 2HNO3 + NO 生成的硝酸随雨水淋洒到土壤中，并与土壤中的矿物作用生成能被植物吸收的硝酸盐。 豆科植物的根瘤菌可以直接把空气中游离态的氮转化为化合态。 人工固氮：工业合成氨3氮分子（ N2）的电子式为，结构式为N
2、N。由于 N2分子中的NN 键很牢固，所以通常情况下， 氮气的化学性质稳定，只在放电、高温、 催化剂等条件下才发生一些化学反应。 N2与 H2化合生成 NH3N2 +3H2催化剂高温高压2NH3 该反应是一个可逆反应，是工业合成氨的原理。 N2与 O2化合生成 NO N2 + O22NO 在闪电或行驶的汽车引擎中会发生以上反应。4氮气的用途： 合成氨，制硝酸； 代替稀有气体作焊接金属时的保护气，以防止金属被空气氧化； 在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发； 保存粮食、水果等食品，以防止腐烂； 医学上用液氮作冷冻剂，以便在冷冻麻醉下进行手术； 利用液氮制造低温环境，使某些超导材料获得超导性能。
3、考点 2、氮的氧化物1NO、NO2的性质氮的氧化物一氧化氮 (NO) 二氧化氮 (NO2) 物理性质无色、不溶于水、有毒的气体红棕色、有刺激性气味、有毒的气体，易溶于水化学性质极易被空气中的O2氧化：与 H2O 反应：2NO + O22NO2NO 中的氮为 +2 价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性3NO2 + H2O 2HNO3 + NO （工业制HNO3原理在此反应中，NO2同时作氧化剂和还原剂）特别提示：1NO、NO2有毒，是大气的污染物。2空气中的NO、NO2污染物主要来自于石油产品和煤燃烧的产物、汽车尾气以及制硝酸工厂的废气。3NO2是造成光化学烟雾的主要因素。光化学烟雾刺激呼吸器
4、官，使人生病甚至死亡。2氮的氧化物的性质比较种类色态化学性质N2O 无色气体较不活泼NO 无色气体活泼，不溶于水N2O3（亚硝酸酐）无色气体，蓝色液体（-20）常温极易分解为NO、NO2NO2红棕色气体较活泼，与水反应N2O4无色气体较活泼，受热易分解N2O5（硝酸酸酐）无色固体气态时不稳定，易分解考点 3、氨气1氨的物理性质： 氨是无色、有刺激性气味的气体，比空气轻； 氨易液化。在常压下冷却或常温下加压，气态氨转化为无色的液态氨，同时放出大量热，液态氨气化时要吸收大量的热，使周围的温度急剧下降； 氨气极易溶于水。在常温、常压下，1 体积水中能溶解约700 体积的氨气（因此，氨气可进行喷泉实验
5、） ； 氨对人的眼、鼻、喉等粘膜有刺激作用若不慎接触过多的氨而出现病症，要及时吸入新鲜空气和水蒸气，并用大量水冲洗眼睛。2氨分子的结构： NH3的电子式为，结构式为，氨分子的结构为三角锥形，N 原子位于锥顶，三个H 原子位于锥底，键角107 18，是极性分子。3氨气的实验室制法 反应原理：固态铵盐（如NH4Cl、 (NH4)2SO4等）与消石灰混合共热：2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3 + 2H2O 发生装置类型：固体+固体 气体型装置（与制O2相同） 。 干燥方法：常用碱石灰（CaO 和 NaOH 的混合物）作干燥剂。不能用浓H2SO4、P2O5等酸性干燥剂和CaCl2
6、干燥氨气，因为它们都能与氨气发生反应（CaCl2与 NH3反应生成CaCl2 8NH3） 。 收集方法：只能用向下排气法，并在收集氨气的试管口放一团棉花，以防止氨气与空气形成对流而造成制得的氨气不纯。 验满方法：将湿润的红色石蕊试纸接近集气瓶口，若试纸变蓝色，则说明氨气已充满集气瓶；将蘸有浓盐酸的玻璃棒接近集气瓶口，有白烟产生，说明氨气已充满集气瓶。特别提示 ：1制氨气所用的铵盐不能用NH4NO3、NH4HCO3、(NH4)2CO3等代替，因为NH4NO3在加热时易发生爆炸，而 NH4HCO3、(NH4)2CO3极易分解产生CO2气体使制得的NH3不纯；2消石灰不能用NaOH、KOH 等强碱代
7、替，因为NaOH、KOH 具有吸湿性，易潮解结块，不利于生成的氨气逸出，而且NaOH、KOH 对玻璃有强烈的腐蚀作用；3NH3极易溶于水，制取和收集的容器必须干燥；4实验室制取氨气的另一种常用方法：向生石灰或烧碱中加入浓氨水中并加热，有关反应的化学方程式为：CaO + NH3 H2O Ca(OH)2 + NH3 ，加烧碱的作用是增大溶液中的OH浓度，促使 NH3 H2O 转化为 NH3，这种制氨气的发生装置与实验室制Cl2、HCl 气体的装置相同。4氨的化学性质：（1） 跟水反应。氨气溶于水时， 大部分的 NH3分子与 H2O 分子结合成NH3 H2O。 NH3 H2O为弱电解质，只能部分电离
8、成NH4和 OH：NH3 + H2ONH3 H2ONH4+ OHa氨水的性质：氨水具有弱碱性，使无色酚酞试液变为浅红色，使红色石蕊试液变为蓝色。氨水的浓度越大，密度反而越小（是一种特殊情况）。NH3 H2O 不稳定，故加热氨水时有氨气逸出：NH4+ OH NH3 + H2O b氨水的组成：氨水是混合物（液氨是纯净物），其中含有3 种分子（ NH3、NH3 H2O、H2O）和 3 种离子 (NH4和 OH、极少量的H)。c氨水的保存方法：氨水对许多金属有腐蚀作用，所以不能用金属容器盛装氨水。通常把氨水盛装在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里。d有关氨水浓度的计算：氨水虽然大部分以NH3
9、H2O 形式存在，但计算时仍以NH3作溶质。（2）跟氯化氢气体的反应：NH3 + HCl NH4C1 a当蘸有浓氨水的玻璃棒与蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时，产生大量白烟。这种白烟是氨水中挥发出来的NH3与盐酸挥发出来的HCl 化合生成的NH4C1 晶体小颗粒。b氨气与挥发性酸（浓盐酸、浓硝酸等）相遇，因反应生成微小的铵盐晶体而冒白烟，这是检验氨气的方法之。c氨气与不挥发性酸（如H2SO4、H3PO4等）反应时，无白烟生成。（3）跟氧气反应：4NH3 + 5O2催化剂加热4NO + 6H2O 这一反应叫做氨的催化氧化（或叫接触氧化），是工业上制硝酸的反应原理之一。5氨气的用途： 是氮肥工业及制造硝酸
10、、铵盐、纯碱的原料； 是有机合成工业如合成纤维、塑料、染料、尿素等的常用原料；考点 4、铵盐及 NH4的检验铵盐是由铵离子 （NH4）和酸根阴离子组成的化合物。铵盐都是白色晶体，都易溶于水。1铵盐的化学性质：（1）受热分解：固态铵盐受热都易分解，根据组成铵盐的酸根阴离子对应的酸的性质的不同，铵盐分解时有以下三种情况：a组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是非氧化性的挥发性酸时，则加热时酸与氨气同时挥发，冷却时又重新化合生成铵盐。例如：NH4Cl(固) NH3 + HCl NH3 + HCl NH4Cl （试管上端又有白色固体附着）又如：(NH4)2CO3 2NH3 + H2O + CO2 NH4HCO
11、3 NH3 + H2O + CO2b组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是难挥发性酸，加热时则只有氨气逸出，酸或酸式盐仍残留在容器中。如：(NH4)2SO4 NH4HSO4 + NH3 (NH4)3PO4 H3PO4 + 3NH3c组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是氧化性酸，加热时则发生氧化还原反应，无氨气逸出。例如：NH4NO3 N2O + 2H2O （2）跟碱反应：铵盐的通性固态铵盐+ 强碱 (NaOH、KOH)无色、 有刺激性气味的气体湿润的红色石蕊试纸试纸变蓝色。2铵盐 (NH4)的检验：将待检物取出少量置于试管中，加入NaOH 溶液后，加热，用湿润的红色石蕊试纸在管口检验，若试纸变蓝色，则证明待
12、检物中含铵盐（NH4） 。特别提示 ：1若是铵盐溶液与烧碱溶液共热，则可用离子方程式表示为：NH4+ OH NH3 + H2O 2若反应物为稀溶液且不加热时，则无氨气逸出，用离子方程式表示为：NH4+ OHNH3H2O 3若反应物都是固体时，则只能用化学方程式表示。考点 5、硝酸1物理性质：（1）纯硝酸是无色、易挥发(沸点为83 )、有刺激性气味的液体。打开盛浓硝酸的试剂瓶盖，有白雾产生(与盐酸相同 )。（2）质量分数为98以上的浓硝酸挥发出来的HNO3蒸气遇空气中的水蒸气形成的极微小的硝酸液滴而产生“ 发烟现象 ” 。因此，质量分数为98以上的浓硝酸通常叫做发烟硝酸。2化学性质：（1）具有酸
13、的一些通性CaCO3 + 2HNO3(稀)Ca(NO3)2 + CO2 + H2O （实验室制CO2气体时，若无稀盐酸可用稀硝酸代替）（2）不稳定性： HNO3见光或受热发生分解，HNO3越浓，越易分解，硝酸分解放出的NO2溶于其中而使硝酸呈黄色。有关反应的化学方程式为：4HNO32H2O + 4NO2 +O2（3）强氧化性： 不论是稀HNO3还是浓 HNO3，都具有极强的氧化性。HNO3浓度越大，氧化性越强。其氧化性表现在以下几方面： 几乎能与所有金属（除Pt、Au 外）反应。当HNO3与金属反应时，一般反应规律为：金属+ HNO3(浓 ) 硝酸盐+ NO2 + H2O 金属+ HNO3(稀
14、 ) 硝酸盐+ NO + H2O 金属与硝酸反应的重要实例为：3Cu + 8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+ 2NO + 4H2O 该反应较缓慢，反应后溶液显蓝色，反应产生的无色气体遇到空气后变为红棕色(无色的 NO 被空气氧化为红棕色的NO2)。实验室通常用此反应制取NO 气体。Cu + 4HNO3(浓)Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O 该反应较剧烈，反应过程中有红棕色气体产生。此外，随着反应的进行，硝酸的浓度渐渐变稀，反应产生的气体是NO2、NO 等的混合气体。 常温下，浓HNO3能将金属Fe、A1 钝化，使Fe、A1 的表面氧化生成一薄层致密的氧化膜。 因此，可用铁或铝制容
15、器盛放浓硝酸，但要注意密封， 以防止硝酸挥发变稀后与铁、铝反应 (与浓硫酸相似)。 浓 HNO3与浓盐酸按体积比13配制而成的混合液叫王水。王水溶解金属的能力更强，能溶解金属Pt、Au。 能把许多非金属单质(如 C、S、P 等)氧化，生成最高价含氧酸或最高价非金属氧化物。例如： C + 4HNO3(浓) CO2 + 4NO2 + 2H2O 能氧化某些具有还原性的物质，如H2S、SO2、Na2SO3、HI 、HBr 、Fe2等。应注意的是， NO3无氧化性，而当NO3在酸性溶液中时，则具有强氧化性。例如，在Fe(NO3)2溶液中加入盐酸或硫酸，因引入了H而使 Fe2被氧化为Fe3；又如，向浓HN
16、O3与足量的Cu反应后形成的Cu(NO3)2中再加入盐酸或硫酸，则剩余的Cu 会与后来新形成的稀HNO3继续反应。 能氧化并腐蚀某些有机物，如皮肤、衣服、纸张、橡胶等。因此在使用硝酸(尤其是浓硝酸 )时要特别小心，万一不慎将浓硝酸弄到皮肤上，应立即用大量水冲洗，再用小苏打或肥皂液洗涤。（4）保存方法：硝酸易挥发，见光或受热易分解，具有强氧化性而腐蚀橡胶，因此，实验室保存硝酸时，应将硝酸盛放在带玻璃塞的棕色试剂瓶中，并贮存在黑暗且温度较低的地方。（5）用途：硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐等。金属与硝酸反应中守恒思想的应用考点 6、非金属相关计算 原子守恒： HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO3的形式存在于溶液中；一部分
