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1、第四部分氮及氮的化合物(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，熔点为一209.86C。沸点为一195.8C，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946kJmol-1，键能大，分子结构稳 定，化学性质不活泼。(3) 化
2、学性质常温下，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。211. N2+3H亦薄2NH3 (可逆反应)是工业上合成氨的反应原理。他由 与O2反应： N2+O22N0_占燃 与 Mg 反应：N2 +3 Mg Mg3N2；Mg3N2 + 6H2O=3Mg (OH) 2 I + 2NH3 f3. 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
3、化合物的方法，统称为氮的固定。氮的固定有三种途径：(1) 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+3H亦垂2NH3 (可逆反应)(二) 氮的氧化物各种价态氮氧化物：N (NO)、N (NO)、N (NO )、N (NO、NO )、N (NO )，其中NO和NO分别是HNO和HNO22 322 42 52 32 523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
4、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：不与水反应，易被氧气氧化为NO2。2NO+ O2= 2NO2NO2：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：3NO +H O=2HNO +NO、4NO+3O +2H O=4HNO、4NO +O +2H O=4HNO、2232232223NO2+NO+O2+H2O=2HNO3。最糟糕的是人们在生活中经常受到错误志向的阻碍而不自如 真到摆脱了那些阻碍时
5、才能明白过来NO与NO2混合气体溶于水：反应最后得到的气体是NO,其体积=V (NO) +1/3V (N02)NO与O2的混合气体溶于水：若V (NO)：V(O ) =4：3,则容器内无气体剩余，水可充满容器。2若V (NO)：V(O ) 4：3,则容器内剩余气体为过量的NO。2若V (NO)：V(O2)4：1,则N02过量，容器内剩余气体为的NO,体积为过量的N02的1/3。若V (NO2)：V(O2)4：1,则02过量，容器内剩余气体为过量的02。N02、NO与02三种气体溶于水：若V (NO ) : V(NO)：V(O ) =1：1：1,则容器内无气体剩余，水可充满容器。22若按1：1：
6、1反应后，仍有某两种或一种气体多余可按前面思路进行判断。(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(NH3 H20)，但氨水的溶质仍然为 NH3. 一水合氨可以部分电离成NH/和0H-，故氨水显弱碱性，能使酚猷试液变红。NH/H*受热又容易分解为NH3和史0。氨 水的密度小于1gmL-1,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
7、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 +史0 十 NH3 .” NH4, + 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+H2SO4= (NH4) 2S04c. 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催比利4NH3 + 502二 6 H20 + 4N0(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 + 6NH4
8、ClA2 NH3 +3CuO 一 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NH 3NH3、NH3 H20、H20、NH4+、OH-、H+存在条件常温常压下不能存在常温常压下可存在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。2NH4C1+ Ca (OH) = CaCl2+ 2N%，+2史0装置：（见下图）
9、（3）（4）收集：向下排空气法。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：2N%H2O+CaO=Ca （OH） 2+2N% f+ H20（四）铉盐1、铵盐的含义和物理性质氨与盐酸反应的产物是NH4C1,像NH4C1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NHC1固体放入试管中，在酒精灯上加热并观察实验现象。4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
10、：受热时NH4C1会分解，生成NH3和HC1，冷却时NH3和HC1又重新结合，生成NHfl。NHfl 加热 NH3 f + HC1 fNH3+ HC1= NH4C1 （NH ） CO和NH HCO受热时也会分解，生成NH、HO和CO42343322淤并不是所有的铵盐受热分解都会产生nh32NH NO 加垫 2NT +OT+4HO 43222 铵盐与碱的反应（氨的实验室制法）(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NH+的存在。4检验固态铵盐不必加热，只需取少量晶体与石灰拌和有氨的特
11、殊气味即可；（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。A4HNO3 (浓)=2H2O+ 4NO2 f+02 f 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
12、（浓）=Cu（NO3）2 +2NO2 f+ 2H2O3 Cu + 8HNO （稀）=3Cu （NO ） +2NOf+ 4H OAg+ 2HNO3 （浓）=AgNO3 +NO2 f+ H2O3Ag+ 4HNO3 （稀）=3AgNO3 +NOf+ 2H2O以上反应中，硝酸表现出氧化性同时还表现出酸性。其他不活泼金属类似于铜与浓、稀硝酸反应。注意：一定量的浓硝酸与 足量的铜发生反应时，硝酸会由浓变稀，往往得到的是NO和NO2的混合气体。在浓硝酸中滴加几滴石蕊试液、微热，先变红、后褪色，说明浓硝酸的酸性及氧化性。 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 =
13、 4NO2 f+ 2H20 +CO2 f6HNO3 （浓）+ S 6NO2 f+ 2H20 +H 2SO4 f淤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；-、Br-等还原性离子图 4-47- . 图 4-48四、专题喷泉原理及例析、归纳、联
14、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 HO B、O 和 HO C、NH 和 HO D、CO 和 NaOH 溶液 222322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是）A.闪电D.合成氨车间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.D.3. 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.D.4. 据报道，科学家已成功合成了
