氮及氮化合物知识点

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1、第四讲 氮及氮的化合物（一）氮 1. 氮元素的存在 既有游离态又有化合态。它以双原子分子（N2）存在于大气中，约占空气总体积的78%或总质量的75%。氮是生命物质中的重要组成元素，是构成蛋白质和核酸不可缺少的元素。是农作物生长所必需的元素.充足的氮肥使植物枝叶茂盛.叶片增大，从而提高农作物的产量和质量。 2. 氮气的结构和性质（1）物理性质 纯净的氮气是一种无色、无味、密度比空气稍小的气体，熔点为209.86。沸点为195.8，难溶于水。（思考N2的收集方法?）（2）结构：电子式为：_ 结构式为_，氮氮叁键的键能高达946kJmol1，键能大，分子结构稳定，化学性质不活泼。（3）化学性质 常温

2、下，N2的化学性质很不活泼，可代替稀有气体做保护气，但在高温、放电、点燃等条件下，N2能与H2、O2等发生化学反应。 N2+3H2 2NH3（可逆反应）是工业上合成氨的反应原理。 与O2反应： 与Mg反应： N2 +3 Mg Mg3N2； Mg3N2 + 6H2O=3Mg（OH）2+ 2NH3 3. 氮气的用途与工业制法 （1）氮气的用途：合成氨；制硝酸；用作保护气；保护农副产品；液氮可作冷冻剂。 （2）氮气的工业制法： 工业上从液态空气中，利用液态氮的沸点比液态氧的沸点低加以分离而制得氮气。 4. 氮的固定 将空气中游离的氮气转变为氮的化合物的方法，统称为氮的固定。氮的固定有三种途径： （1

3、）生物固氮：豆科作物根瘤菌将N2转化为化合态氮。 （2）自然固氮：天空中打雷闪电时，N2转化为NO。N2+02放电 2NO（3）工业固氮：在一定的条件下，N2和H2人工合成氨。N2+3H2 2NH3（可逆反应）（二）氮的氧化物各种价态氮氧化物：（N2O）、（NO）、（N2O3）、（NO2、N2O4）、（N2O5），其中N2O3和N2O5分别是HNO2和HNO3的酸酐。气态的氮氧化物几乎都是剧毒性物质，在太阳辐射下还会与碳氢化物反应形成光化学烟雾。1、NO和NO2性质比较（1）物理性质 NO：无色、无味的气体，难溶于水，有毒。 NO2：红棕色、有刺激性气味的气体，有毒。（2）化学性质 NO：不与

4、水反应，易被氧气氧化为NO2。 2NO+ O2= 2NO2 NO2：易与水反应生成硝酸和NO，在工业上利用这一反应制取硝酸。 3NO2+ H2O=2HNO3+NO 有较强的氧化性，可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。 氮氧化物溶于水计算方法涉及的可能相关化学反应方程式分别为：3NO2+H2O=2HNO3+NO、4NO+3O2+2H2O=4HNO3、4NO2+O2+2H2O=4HNO3、NO2+NO+O2+H2O=2HNO3。（三）氨氨的物理性质 1、 氨是无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易液化.极易溶于水，常温常压下1体积水能溶解约700体积的氨.2、分子结构 化学式NH3；电子式 _；结构

5、式：_ 氨分子为三角锥形3、氨的化学性质 （1）氨与水反应 氨溶于水的水溶液称为氨水，其中大部分NH3与水结合成一水合氨（NH3H2O），但氨水的溶质仍然为NH3.一水合氨可以部分电离成NH4+和 OH，故氨水显弱碱性，能使酚酞试液变红。NH3H2O受热又容易分解为NH3和H2O。氨水的密度小于1gmL1，且溶质的质量分数越大，溶液的密度越小。NH3是中学化学中唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，常用此性质检验NH3的存在。 NH3 +H2O NH3H2ONH4+ + OH（2）氨与酸反应 a.氨与氯化氢反应 NH3+HCl=NH4Cl （产生大量白烟） b.氨与硫酸反应 2NH3+H2SO

6、4=（NH4）2SO4 c.氨与硝酸反应 NH3+HNO3= NH4NO3 （产生大量白烟）可用浓盐酸检验氨气 氨气与挥发性酸反应有白烟产生，遇难挥发性酸无此现象具有还原性 4NH3 + 5O26 H2O + 4NO （氨的催化氧化，是工业上制硝酸的基础，也是工业上制NO的方法） 2 NH3 +3Cl2=N2 + 6HCl；8 NH3 +3Cl2=N2 + 6NH4Cl 2 NH3 +3CuO N2 +3Cu+3H2O4、液氨与氨水的区别液氨氨水形成氨气液化氨气溶于水物质分类纯净物混合物微粒种类NH3NH3、NH3H2O、H2O、NH4+、OH-、H+存在条件常温常压下不能存在常温常压下可存在

7、5、氨的用途与保存（1）用途： 氨是氮肥工业及制造硝酸、铵盐、纯碱等的重要原料。 氨也是有机合成工业的常用原料（如制尿素合成纤维、染料等）。氨还可用作制冷剂。（2）保存： 氨水盛装在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁桶内。6、 氨的实验室制法（1）实验原理：用铵盐与碱共热。 2NH4Cl+ Ca（OH）2CaCl2+ 2NH3+2H2O（2）装置：（见下图）（3）收集：向下排空气法。（4）检验： 用红色的石蕊试纸检验是否变蓝。 用粘有浓盐酸的玻璃棒检验，产生白烟。（5）干燥：用碱石灰干燥。 注意：也可用浓氨水与强碱混合；或向浓氨水中加生石灰：2NH3H2O+CaO=Ca（OH）2+2NH3

8、+ H2O （四）铵盐1、 铵盐的含义和物理性质氨与盐酸反应的产物是NH4Cl，像NH4Cl这样由铵根离子和酸根离子构成的化合物叫做铵盐。铵盐都是晶体，并且都易溶于水。2、 铵盐的化学性质 铵盐受热分解氯化铵受热分解的实验探究实验步骤：将少量NH4Cl固体放入试管中，在酒精灯上加热并观察实验现象。实验现象：加热后不久，在试管上端的内壁上有白色固体附着。实验结论：受热时NH4Cl会分解，生成NH3和HCl，冷却时NH3和HCl又重新结合，生成NH4Cl。 NH4Cl 加热 NH3 + HCl NH3 + HCl= NH4Cl（NH4）2CO3和NH4HCO3受热时也会分解，生成NH3、H2O和C

9、O2 并不是所有的铵盐受热分解都会产生NH32NH4NO3加热 2N2 +O2 +4H2O铵盐与碱的反应（氨的实验室制法） P-99（3）NH4+的检验 向含有NH4+的溶液或晶体中滴加浓NaOH溶液，加热时有刺激性气味的气体生成且气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则证明了溶液或晶体中NH4+的存在。（五）硝酸 1. 硝酸的物理性质 纯硝酸是无色易挥发、有刺激性气味的液体，能与水以任意比混溶。 98%以上的浓硝酸在空气中由于挥发出HNO3而产生“发烟”现象，通常叫做发烟硝酸。 2. 硝酸的化学性质（1）硝酸的不稳定性 硝酸不稳定，很容易分解、硝酸越浓，就越容易分解。 4HNO3（浓）2H2O+

10、4NO2+O2 浓硝酸呈黄色，就是由于硝酸分解产生的NO2溶于硝酸的缘故。硝酸应保存在棕色细口瓶，放在黑暗而且温度低的地方。（2）硝酸的强氧化性 氧化金属 硝酸是一种强氧化剂，几乎能与所有的金属（Pt.Au除外）发生氧化还原反应，但常温下，铁、铝在浓硝酸中发生钝化。 Cu + 4HNO3（浓）= Cu（NO3）2 +2NO2+ 2H2O 3 Cu + 8HNO3（稀）= 3Cu（NO3）2 +2NO+ 4H2O Ag+ 2HNO3（浓）= AgNO3 +NO2+ H2O 3Ag+ 4HNO3（稀）= 3AgNO3 +NO+ 2H2O 常温下，冷的浓HNO3可将铁、铝钝化，所以冷浓硝酸可以用铁制

11、品或铝制品盛装运输。 氧化非金属 硝酸还能与许多非金属及某些有机物发生氧化还原反应。 4HNO3（浓）+ C 4NO2+ 2H20 +CO2 6HNO3（浓）+ S6NO2+ 2H20 +H 2SO4 硝酸应保存在棕色细口瓶，放在黑暗而且温度低的地方。 硝酸的还原产物与其浓度有关，一般情况下，浓HNO3被还原为NO2，稀硝酸被还原NO。 硝酸浓度越大，氧化性越强，与金属的反应就越快。 与金属反应时，HNO3既体现氧化性，又体现酸性（生成硝酸盐）NO3-在离子共存问题的判断中的特殊性（H+、NO3-不能共存，表现出强氧化性）例：在有H+、NO3-存在的溶液中就不能存在Fe2+、S2-、I-、SO

12、32-、Br-等还原性离子四、专题喷泉原理及例析、归纳、联想例题：图4-47中为中学化学教材上的喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及少杯中分别盛有液体。下列各组中不能形成喷泉的是（ ） A、HCl和H2O B、O2和H2O C、NH3和H2O D、CO2和NaOH溶液某实验爱好者积极思考产生喷泉的其他办法，并设计了如图4-48所示装置，在锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是（ ） A、Cu与稀盐酸 B、NaHCO3和NaOH溶液 C、CaCO3溶液与稀H2SO4 D、NH4HCO3与稀盐酸【例题】1将空气中氮气转化成氮的化合物的过程称为固氮。下图中能实现人工固氮的

13、是 （ ）2氮气与其他单质化合一般需要高温，有时还需高压等条件，但金属锂在常温、常压下就能与氮气化合生成氮化锂，这是因为 （ ）此反应可能是吸热反应此反应可能是放热反应此反应可能是氮分子不必先分解成为原子此反应前可能氮分子先分解成为原子A B C D3在下列变化大气固氮硝酸银分解实验室制取氨气中，按氮元素被氧化、被还原、既不被氧化又不被还原的顺序排列，正确的是 （ ） A B C D4据报道，科学家已成功合成了少量N4，有关N4的说法正确的是（ ） A.N4是N2的同素异形体 B.N4是N2的同分异构体 C.相同质量的N4和N2所含原子个数比为12 D.N4的摩尔质量是56 gw.w.w.k.s.5.u.c.o.m5下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是 （ ）浓氨水氯化铵固体碱石灰氧化钙浓氨水A B C D6用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火。其原因是 （ ） 幕布的着火点升高 幕