第十四章含氮有机化合物
一基本内容
1．定义和分类
分子中含有氮元素的有机化合物统称为含氮化合物，可看作烃类分子中的一或几个氢原子被各种含氮原子的官能团取代的生成物。含氮化合物的类型很多，主要有如下类型的化合物：
（1）硝基化合物：烃分子中的氢原子被-NO2取代而成的化合物，其通式为R-NO2或Ar-NO2，如硝基甲烷、硝基苯等，其中芳香族硝基化合物较为重要。
（2）胺：氨分子中的部分或全部氢原子被烃基取代而成的化合物称为胺，根据分子中氮原子上所连烃基的数目，可分为伯、仲和叔胺；根据分子中氨基的数目，可分为一元胺、二元胺和多元胺。根据烃基的种类，可分为脂肪胺和芳香胺等。伯、仲和叔胺的通式可表示如下：RNH2R1R2NH R1R2R3N
伯胺仲胺叔胺
（3）烯胺：氨基直接与双键碳原子相连（也称α,β-不饱和胺）。烯胺分子中氮原子上有氢分子时，容易转变为亚胺；若烯胺分子中氮原子上的两个氢都被烃基取代，则是稳定的化合物，在合成上很有用途。
（4）重氮化合物和重氮盐：重氮化合物是分子中含有重氮基（=N≡N）的化合物。脂肪族重氮化合物的通式为R2C=N2，如重氮甲烷CH2=N≡N；芳香族重氮化合物符合Ar-N=N-X，如苯基重氮酸C6H5-N=N-OH。重氮盐是重氮化合物的一类，以芳香族重氮盐较为重要，可用通式Ar-N+≡NX-表示，如氯化重氮苯C6H5-N2+Cl-等。
（5）偶氮化合物：分子中含有偶氮基-N=N-，并与两个烃基相连的化合物，通式为R-N=N-R1，如偶氮苯C6H5-N=N-C6H5。
（6）叠氮化合物：叠氮化合物的通式为RN3，纯粹的叠氮化合物，特别是烷基叠氮化合物容易爆炸，但却是有用的合成中间体。
（7）肟、腙、缩氨脲和脎：醛或酮与羟胺作用生成的具有>C=N-OH结构的化合物称为肟，如乙醛肟CH3CH=N-OH；醛或酮与肼（或取代肼）作用生成的具有>C=N-NH2结构的化合物称为腙,如丙酮苯腙(CH3)2C=N-NHC6H5；缩氨脲为醛或酮与氨基脲作用生成的具有>C=N-NHCONH2结构的化合物，如甲醛缩氨脲HCH=N-NHCONH2等。脎是α-羟基醛、α-羟基酮或α-二酮与苯肼作用而生成的衍生物，如丁二酮脎。
（8）季铵盐和季铵碱：铵盐分子中四个氢分子都被烃基取代，则生成季铵盐，通式为R4N+Cl-(R是四个相同或不相同的烃基，X为卤原子或其他酸根，如氯化四甲基铵(CH3)4N+Cl-等；季铵碱是具有通式R4N+OH-的化合物(R是四个相同或不相同的烃基)，如氢氧化四甲基铵(CH3)4N+OH-等。
2．反应
含氮化合物的化学反应很多，本章主要对重要的几类含氮化合物的化学反应作总结。 （1）胺的反应：
(ⅰ).胺的碱性：在脂肪胺中氮原子为SP 3杂化，氮原子上有一对未共享电子对占据在SP 3杂化轨道上，它可以接受质子而显碱性；芳胺分子中氮原子的杂化状态在SP 3与SP 2之间，孤对电子对的轨道具有更多的P 轨道成分，可以与苯环中π电子的轨道重叠而共轭，使部分电子云分布到苯环碳原子上，孤对电子接受质子的能力显著降低。因此，芳胺的碱性比脂肪胺弱得多。
（ⅱ）烃化：胺容易与伯卤代烷起S N 2反应，反应很难停留在只生成仲胺或叔胺的一步；如用过量的伯卤代烷，可以得到季铵盐；胺与叔卤代烷主要生成消去反应产物；仲卤代烷、α-卤代酸、环氧化物也可以用来使胺烃化。
（ⅲ）酰化：伯、仲胺容易与酰氯或酸酐作用生成酰胺，大多数酰胺是固体，有一定的熔点，可以用于胺的鉴定；在有机合成中可以保护氨基，避免发生不需要的副反应。
RNH 2 + (CH 3CO)2O → RNHCOCH 3
RNH 2 + p-CH 3C 6H 4SO 2Cl → p-CH 3C 6H 4SO 2NHR (溶于NaOH 溶液中) R 2NH + p-CH 3C 6H 4SO 2Cl → p-CH 3C 6H 4SO 2NR 2 (不溶于NaOH 溶液中) R 3N + p-CH 3C 6H 4SO 2Cl →不生成磺酰胺
(ⅳ)亚硝化： RNH 2 + HX + NaNO 2 → R + + X - + N 2 （R +与H 2O 作用得ROH ） ArNH 2 + HX + NaNO 2 → ArN +≡NX - （芳香族重氮盐） R 2NH + HX + NaNO 2 → R 2N-N=O R 3N + HX + NaNO 2 → 无反应（pH<3）
(ⅴ)叔胺氧化物的生成及消去：胺很容易被氧化，一般生成较复杂的混合物。但叔胺在过氧化氢或过酸作用下生成叔胺氧化物。后者在加热条件下与β-氢原子发生顺式消去。例如：
（ⅵ）作为亲核试剂与醛酮的反应：仲胺与醛或酮反应生成烯胺，通过烯胺与卤代烃起亲核取代反应，可在原有酮的α-位导入一烃基的酮；与酰卤反应则得到β-二酮；与α-卤代酮反应可以得到1，4-二羰基化合物；若与活泼烯键如α，β-不饱和羰基化合物作用，则起迈克尔加成反应，得到1，5-二羰基化合物。如：
（ⅶ）芳胺的亲电取代反应：氨基使芳环高度活化。如苯胺溴时能立即得到2，4，6-三溴苯胺。
C 2H 5
CH 3
H
H H 3C N(CH 3)2
22
N(CH 3)2
O
H 3C
H
C 2H 5
CH 3H
_+
H CH 3
CH 3C 2H N
+
CH 2CHCOOCH 3
O
CH 2CH 2COOCH 3
（2）重氮化合物的反应
最简单的重氮化合物为重氮甲烷，以它为例对重氮化合物的主要反应归纳如下： (ⅰ）与酸的反应：重氮甲烷与羧酸作用，放出氮气而生成羧酸甲酯，是将贵重羧酸转变为甲酯的好方法。
RCO 2H + CH 2N 2 → RCO 2CH 3 + N 2
(ⅱ)与醛或酮的反应：重氮甲烷与醛酮中的羰基进行亲核加成，然后，与羰基相连的一个烃基由羰基迁移到相邻的亚甲基上，同时脱去氮分子，得到多一个碳原子的化合物。
RCOR 1
+ CH 2N 2 → RCOCH 2R 1
(ⅲ)与酰氯反应：重氮甲烷与酰氯反应，生成α-重氮酮，同时放出氯化氢；放出的氯化氢使重氮酮分解成α-氯代酮。α-重氮酮在氧化银存在下加热，重排而生成烯酮，称为Wolff 重排。
（ⅳ）生成碳烯：重氮甲烷或其他重氮化合物在光照或加热时产生碳烯，可立即与反
应体系中的烯烃加成，生成环丙烷及其衍生物。
（3）芳基重氮盐
（ⅰ）芳香族伯胺在亚硝酸钠和无机酸作用下，于低温很容易生成相应的芳香族重氮盐，后者在一定的条件下，发生重氮基被其他原子或原子团取代，生成相应的取代产物。
（ⅱ）还原反应：重氮盐可以被氯化亚锡、锡和盐酸、锌和盐酸、亚硫酸钠等还原成苯肼。例如：
ArN 2+X - + Sn + 4HCl → ArNHNH 2·HX + SnCl 4
(ⅲ)偶联反应：
RCOCl
CH N RC
O CH
N
N
-Ag 2O,RCOCH 2Cl RCH 2CO 2H
CH
2N 2
:CH 2
R 2C
CR 2
R 2C
2
CH 2N 2
OH
CN
Br
H N 2+Cl -+
N N OH +H 2O
+
NaCl
（弱酸和中性溶液） （4）硝基化合物
（ⅰ）还原：若选用不同的还原试剂，可以使硝基化合物生成各种不同的中间还原产物，这些中间产物又在一定的条件下互相转变。
（ⅱ）与碱作用：RCH 2NO 2 + NaOH → (RCHNO 2)-Na + + H 2O 生成的盐是一种亲核试剂，可与羰基化合物发生缩合反应。
（ⅲ）硝基对苯环上取代基的影响：由于硝基具有强烈的-I 和-E 效应，使苯环的亲核取代反应性能增强。
3．制备
（1）胺的制备：（ⅰ）氨或胺的直接烃化；（ⅱ）Gabriel 合成法；（ⅲ）还原法，包括硝基化合物的还原，酰胺、肟和腈的还原；（ⅳ）醛酮的还原胺化；（ⅴ）酰胺的Hofmann 重排。
（2）重氮化合物的制备：（ⅰ）重氮甲烷可以由R-N(NO)CH 3 型的化合物与碱反应得到，R 可以为烃基、酰基、磺酰基等；（ⅱ）酮腙用氧化汞去氢，生成相应的重氮化合物；（ⅲ）氨基乙酸酯与亚硝酸反应，生成重氮乙酸酯。
二．重点与难点
本章的重点是各种含氮化合物的重要反应及其在有机合成中的应用、芳环上的亲核取代反应历程、Cope 消去和Hofmann 消去反应的机理和立体化学、活泼中间体碳烯和类碳烯的生成及其应用、烯胺的生成及其在有机合成中的应用等。
1． 芳环上的亲核取代反应
芳环上拉电子取代基使环上的电子云密度降低，硝基是强的拉电子取代基，它使苯环上的亲电取代反应难于进行，但硝基邻位或对位上的卤原子容易被亲核试剂取代。邻对位上的硝基数目增加，反应更容易进行。离去基团不仅限于卤原子，烷氧基，氰基、硝基等也可以作为离去基团。这类反应的速度与底物和亲核试剂的浓度成正比，可能是双分子反应，与S N 2相似，是芳环上的S N 2反应。反应机理与饱和碳原子上的S N 2反应不同之处在于它是分步进行的。底物先与亲核试剂生成加成物（Meisenheimer 络合物），然后离去基团再带着一对电子离去，即为加成-消去机理：
N 2+Cl -
N(CH 3)N N
N(CH 3)
2
+
RNO 2
2RN
N +R O -[H]RN NR
[H]
RNHNHR
在多数情况下，加成是决定反应速度的步骤，因此，离去基团的性质对反应速度的影响较小，例如：离去基团分别为-Cl ，-Br ，-I ，-SOC 6H 5，-SO 2C 6H 5时的反应速度差别不大。值得注意的是，这种亲核取代反应有的是按照单电子转移机理进行的。
2． 烯胺
常用的制备烯胺的方法是醛或酮与仲胺缩合，为了加速反应的进行，可以加苯、甲苯或二甲苯把生成的水带走，并加入对甲苯磺酸等为催化剂。用来制备烯胺的仲胺常为环状化合物。反应过程如下：
由于每步反应都是可逆的，烯胺遇水能迅速水解而生成醛酮。烯胺与卤代烃起亲核取代反应，可在原有酮的α-位导入一烃基的酮；与酰卤反应则得到β-二酮；与α-卤代酮反应可以得到1，4-二羰基化合物；若与活泼烯键如α，β-不饱和羰基化合物作用，则起迈克尔加成反应，得到1，5-二羰基化合物。
3．Hofmann 消去反应
季铵盐在AgOH 作用下可以生成相应的季铵碱。季铵碱在加热时与所连烃基上的β-氢原子发生E2的Hofmann 消去，生成烯烃、叔胺和水。除β-碳原子上连有芳基外，通常生成双键碳原子上含烷基最少的Hofmann 烯烃，在多数情况下Hofmann 消去为反式
共平面消去，。如：
L N O O +
Nu -
O
L
Nu
N
O
+
N O O Nu
L -
O
+
OH
+HO
NHR 2
+
+_HO NR 2
+
NR 2
H 2O
+
_NR
2
+NR 2
CH 3H
H
N(CH 3)3OH -+125C CH 3H
+
(CH 3)3N
+
H 2O
但在反式消去不可能时，也可能发生顺式消去，但速度很慢。
三．精选题及其解
14-1．把下列各胺，按碱性的强弱排列成序(在水溶液中)：
解 氮原子上有一对未共用电子，能接受质子，所以胺类化合物都具有一定的碱性。与质子的结合能力越强，其碱性也越强。因为烷基是斥电子基，能增加氮原子周围的电子云密度，碱性增强。所以，脂肪胺的碱性强弱次序为：叔胺>仲胺>伯胺；芳香胺的碱性比NH 3弱，这是由于氮上的未共用电子对参与了和苯环的p,π-共轭。当苯环上有吸电子基团时，如硝基会减弱胺的碱性，硝基处于胺基的邻对位时影响更大，例如，2，4，6-三硝基苯胺不能生成稳定的盐。芳胺中的氮原子上的氢进一步被苯基取代，会降低碱性，三苯胺因p-电子与三个苯环形成大共轭体系，氮上的未共用电子对分散到三个苯环上成中性分子，与强酸不能成盐，也不能成季铵盐。因此上述胺的碱性强弱次序为：
1 (K b =4.4×10-4) > 5 (5.45×10-5) > 9 (1.79×10-5) >8 (1.3×10-9) >
2 (3.8×10-10)
> 6 (1×10-13) > 3 (1×10-15) > 7 > 4
碱性的强弱次序不完全符合电子效应，是因为分子结构对胺的碱性影响是比较复杂的问题，是由多种因素（如电子效应、空间效应等）影响的结果。
14-2．请根据胺的化学性质，选择两种不同化学方法鉴别丁胺、甲丁胺、二甲丁胺。 解 这三个胺分别属于叔胺、仲胺和伯胺，在它们与对-甲基苯磺酰氯和亚硝酸等试剂反应时，表现出不同的性质，生成不同的产物。
方法（1）：Hinsberg 试验 （溶解于水）
（固体，不溶于碱）
不反应
CH 3NH 2
NH 2H 2N NO 2
(C 6H 5)3N
(CH 3)3N CH 3NH 2
7.H 2N
NO 2
O 2N
8.
NH C 2H 5
9.
NH 3
1. 2.
3. 4.5. 6.C 4H 9NH 2CH C 4H 9
CH NCH 3
C 4H 9
ClSO 2
CH 3
C 4H
9Na
SO 2CH 3SO 2
CH
3C 4H
9CH 3
方法（2）：与亚硝酸反应 （放出定量氮）
（黄色油状液体） 不反应
14-3．下列硝基化合物哪些可溶于碱液？哪些在碱性溶液中容易与溴作用？所得溴化物能否溶于碱？写出生成物的结构式。哪些会与甲醛作用？写出反应方程式。
（1）CH 3CH 2CH 2NO 2 (2)(CH 3)3C-NO 2 (3)(CH 3)2CH-NO 2 (4) (CH 3)
2CHCH 2-NO 2 解
脂肪族硝基化合物中，α-氢原子在硝基的影响下，很活泼，它们在碱性溶液中可以被金属置换成盐；可以被卤素取代生成α-卤代物；与醛或酮发生缩合反应。上述四个化合物中，（1）、（3）和（4）有α-氢，可溶于碱溶液，同时在碱溶液中与Br 2作用，其中（1）和（4）化合物所得的溴的衍生物能溶于碱，因溴的衍生物中还有一个α-氢原子，能互变形成假酸式与碱作用而溶解：
化合物（4）的反应与（1）相同。
（1）、（3）和（4）化合物与甲醛的缩合：
14-4．下列各化合物与碱溶液作用后，再用酸处理，将生成哪些化合物？
（1）2，5-二氯硝基苯 （2）2，3-二氯硝基苯 （3）3，4-二氯硝基苯 （4）3，4，5-三氯硝基苯
解 在苯环上处于硝基邻、对位的某些取代基，如氯等常显示一种特殊的活泼性。这是由于它们受邻、对位上硝基通过苯环的共轭效应，硝基拉电子使和氯直接相连的碳原子的电子密度降低，即正电性增加。有利于羟基负离子发生的亲核取代反应，而使氯原子带
C 4H 9NH 22
C 4H 9OH N 2H 2O ++CH NCH 3
C 4H 9CH NH C 4H 9
HNO 2
C 4H 6N NO CH 3
CH 3CH 2CH 2N O 2
CH 3CH 2CH N
O
CH 3CH 2C
N
Br
OH CH 3CH 2C
N
Br
-Na
+
CH 3CH 2CH 2
NO 2+
2HCHO -
OH
CH 3CH 2C CH 2OH
NO 2
CH 2OH
(CH 3)2CH
NO 2+
HCHO
-
OH
(CH 3)2CCH 2OH
NO 2
(CH 3)2CHCH 2NO 2-OH
HCHO
2+
(CH 3)2CHC CH 2OH NO 2
CH 2OH
着一对电子离开，完成取代反应。而对于间位，电子云降低很小，不利于亲核取代反应的进行。
14-5．下列化合物哪些可以拆分成对映体？
解 若胺分子中氮原子上连有三个不相同的基团，它是手性的，理论上应存在一对对映体。但对于简单的胺来说，这样的对映体尚未被分离出来，原因是胺的两个棱锥形排列之间的能垒相当的低，约21kJ ·mol -1，可以迅速地相互转化。如三烷基胺对映体之间的相互转化速度，每秒钟大约103~105次。这样的转化速度，现代技术尚不能把对映体分离出来。因此，化合物（1）、（2）和（3）中，（3）由于立体因素，其转化受到限制，可以拆分成对映体。
季铵盐是四面体，氮原子上连有四个不相同基团时存在着对映体，对映体之间的转化是不可能的，能分离出左旋和右旋异构体。（4）能拆分成对映体。但（5）不能拆分成一对对映体，因为（5）有下列平衡：
Cl
Cl NO 2
Cl Cl NO 2
NO 2
Cl Cl
Cl
Cl Cl NO 2
ONa
Cl
NO 2
+
OH
Cl NO 2
Cl
ONa NO 2
Cl OH NO 2
H +
+
+
NaO
Cl NO 2
HO Cl
NO 2
NO 2
Cl
NaO
Cl
NO 2
Cl
HO
Cl
(1)
(2)(3)(4)
C 2H 5N C(CH 3)
3
CH 2CH(CH 3)2N
C 2H 5CH 3CH 3
33
(1)(2)
(3)
N
H 5
C 6CH 2C 6H 5
CH 3
+CH 2CH CH
2
Cl -
(4)
(5)
PhCH 2NCH 2CH 3H
CH 3
Cl
-+
+
Cl
-PhCH 2NCH 2CH 3H
CH 3Cl
PhCH 22CH 3
CH 3
+
H
离解成叔胺后，由于其翻转迅速，不能保持原来的构型而失去光学活性。
14-6．邻甲苯胺（pK a =4.44）比苯胺（pK a =4.60）的碱性稍弱，而N ，N-二甲基邻甲苯胺（pK a =6.11）比N ，N-二甲基苯胺（pK a =5.15.）的碱性强得多，试给出合理的解释。 解 由于邻位甲基对氨基及二甲氨基空间位阻的影响，使得氮原子上未共享电子对与苯环形成共轭的可能性和程度不同，而使它们显示不同的碱性。
空间位阻大，所以二甲氨基必须扭转一定的角度，变成：
，使氮原子上未共享电子对与苯环成一定的角度，未共享电子
对很难被苯环分散，故其碱性增大。而邻甲苯胺的空间位阻较小。
14-7．通常芳香重氮盐与酚的偶联是在弱碱性介质中进行；与芳胺偶联是在弱酸性或中性介质中进行，为什么？
解 芳香重氮盐与酚的偶联反应为芳环上的亲电取代反应，酚在弱碱性介质中能形成苯氧基负离子，使得苯环上的亲电取代反应更容易发生；然而当碱性太强时（如pH>10），重氮盐则与碱发生反应，生成重氮酸或重氮酸负离子，使之失去偶合能力。
芳香重氮盐与芳胺偶联需在弱酸性介质或中性介质中（pH=5~7）进行，因为此时的芳胺还不会产生不活泼的铵盐，而重氮盐的浓度也最大，所以偶联反应在此条件下很容易发生。
14-8．完成下列反应式，写出主要产物：
CH 3
N 3CH 3
ArN 2+
-
Ar N N OH
H -
Ar N N
O -
(4).
CH 3CH 2C(CH 3)2
NH 2
NaNO 2,HCl
H 2O
(1).
N
CH 2CH 2Br
NaOH
H (2).(CH 3CH 2)2NH +
2
3)2
O
(3).
CH 3
HNO /H SO A
Fe/HCl
B
(CH CO)O
C
HNO /H SO D
H O +
CH 3
NO 2
NH 2
(5).C 6H 5COCH 3+
+HCHO HN(CH 3)(6).CHO
CHO
++
CH 3NH 2
CH 2
CO 2CH 3
CH 2
2CH 3
A
H 3O +2
B
N
3
+OH -(7).CH 3O
C O
CH N N
+hv
(8).
O
+
N
H A
CH 2
CHCN B
(9).
((22(10).CH 3+
CO 2C 2H 5CO 2C 2H 5EtONa
CH 3NCO
EtOH
+
(11).(12).
2
HNO
A
B
NH
NH
+
(13).(14).(H 3C)2C
N
CN N
C(CH 3)2CN
C 6H 5CH 2COCl
NaN 3
KOH
(15).A
B
C
(16).N OH
PCl
解
14-8．写出下列各消去反应所生成的主要产物：
(1).2).
((CH 3CH 2)2NCH 23)2OH
(3).CH 3
NO 2
CH 3
NH 2
A
B
CH 3
NHCOCH 3
C CH 3
NHCOCH 3
NO 2
D
(5).(4).CH 3CH 2C(CH 3)2
OH
C 6H 5COCH 2CH 2N(CH 3)2
C 6H 5CH 2C
O
N 3
C 6H 5CH 2N
C
O
C B A C 6H 5CH 2NH 2
(15).
(16).
N
CH 3
CHCO 2CH 3
(7).
(8).A
N
B
O
CN
CH 2COCO 2C 2H
5
(10).
(9).(11).CH 3NHCO 2Et
+
HO
A.
(12).
NH 2
H 2N (13).(CH 3)2CCN N 2
+2(14).
(6).
CH 32CH 3
CH 3A
B
(CH 3)2CHCHCH 3OH
-
N(CH 3)3
+ClCH 2CH 2N(CH 3)2OH CH 2CH 3
+
(CH 3CH 2)3NCH 2CH 2COCH 3OH
+
CH 2CH 2N(CH 3)2OH -CH 2CH 3
(1).(2).(3).(4).
PhCH 2CH
N(CH 3)2
CH 3O
-
+
3)2
O -3
(5).(6).
+
解 在多数情况下，Hofmann 消去为反式消去β-氢，但在反式消去不可能时，也可以发生顺式消去，但速度很慢。有β-氢的叔胺-N-氧化物在加热时，分解为烯烃和N ，N-二烷基羟胺，它是一种立体选择性很高的顺式消去反应。
14-9．由指定原料合成下列化合物：
(1). 以丙烯为原料合成2，6-二甲基吗啉（无机试剂任选）。 (2). 由苯和其他必需的试剂为原料，通过重氮盐，合成间溴氯苯。
(3). 从甲苯合成3，5-二溴甲苯和间溴甲苯。 (4). 由苯合成对二硝基苯。
(5). 由苯胺、苯酚为原料合成分散黄RGFL 染料： 解
3)3OH -CH 3(7).
+
(8).Ph N(CH 3)3OH -H 3C
H
CH 3H 3C Ph N(CH 3)2O
-
Ph
H H
H
+
(9).
+
(CH 3)2CHCH
CH 2
+
N(CH 3)3
(1).(2).
CH 2CHCOCH 3
+
(CH 3CH 2)3N
(3).ClCH CH 2+
(CH 3)2NCH 2CH 3(4).CH CH 2+
(CH 3)2NCH
2CH 3
(6).
3
(7).3
(5).
Ph H
H CH 3(8).
(9).Ph H
H 3C
Ph
CH 3H
Ph H 3C
+
(CH 3)2NOH
+
(CH 3)2NOH
N(CH 3)3
+
N(CH 3)3
+
(CH 3)2NOH
+
N N N N
OH
NH 3,
N
OH
OH
H
(1).
O
N
H H 3PO 4
,
324
NO 2
Br Fe
NO 2
Br
+NH 2
Br
(2).
CH 3
CH 3
NO 2
HNO 324CH 3
NH 2
2
CH 3
NH 2
Br
Br 2H 2SO 4
CH 3
N 2HSO 4
Br
Br 32
CH 3
Br
Br
CH 3
NH 224
HNO 3CH 3
NO 2
CH
3
(CH 3CO)2O
CH 3
NHCOCH 3
CH 3
NHCOCH 3Br
2
CH 3
NH 2
Br H 2SO 4
232
CH 3
Br (3).HNO 324
NO 2
NH 2
(CH 3CO)2O
NHCOCH
3
HNO 324
NHCOCH 3
NO 2
NaOH
NH 2
NO 2
NaNO 2HBF 4
N 2BF 4
NO 2
NaNO
2,H 2O Cu
NO 2
NO 2
(4).NH 2
N 2+Cl
NH 2
N N (5).
14-10．推断结构：
（1）化合物A(C 7H 15N)和碘甲烷反应得B(C 8H 18NI)，B 和AgOH 水悬浮液加热得C (C 8H 17N)，C 再和碘甲烷和AgOH 水悬浮液加热得D(C 6H 10)和三甲胺，D 能吸收二摩尔H 2而得E(C 6H 14)，E 的核磁共振氢谱只显示一个七重峰和一个双峰，它们的相对峰面积比是1：6，试推断A 、B 、C 、D 、E 的结构。
（2）化合物A(C 4H 9NO)与过量碘甲烷反应，再用AgOH 处理后得到B(C 6H 15NO 2),B 加热后得到C(C 6H 13NO ）,C 再用碘甲烷和AgOH 处理得化合物D(C 7H 17NO 2),D 加热分解后得到二乙烯基醚和三甲胺。写出A 、B 、C 、D 的构造式。
（3）某固体化合物A(C 14H 12NOCl)和6mol ·L -1HCl 回流得到B(C 7H 5O 2Cl)和C(C 7H 10NCl)。B 在PCl 3存在下回流后再与NH 3反应得到D(C 7H 6NOCl)，后者用NaOBr 处理，再加热得到E(C 6H 6NCl)，E 在5℃与NaNO 2/H 2SO 4反应后加热，得到F(C 6H 6ClO)，F 与FeCl 3有显色反应，其1H NMR 在δ=7~8有两组对称的二重峰。化合物C 与NaNO 2/H 2SO 4反应得到黄色油状物G 。C 与苯磺酰氯反应产生不溶于碱的化合物H 。写出A~H 的构造式。 （4）一碱性化合物A(C 5H 11N)，它被臭氧分解给出甲醛，A 经催化氢化生成化合物B （C 5H 13N)，B 也可以由己酰胺加溴和氢氧化钠溶液得到。用过量碘甲烷处理A 转变成一个盐C （C 8H 18NI ），C 用湿的氧化银处理随后热解给出D(C 5H 8)，D 与丁炔二酸二甲酯反应给出E(C 11H 14O 4)，E 经钯脱氢得3-甲基苯二酸二甲酯，试推出A~E 的各化合物的结构，并写出由C 到D 的反应机理。
解 （1）（ⅰ）A ，C 7H 15N ，不饱和度为1，可能有双键或环；A 彻底甲基化只能与1分子碘甲烷反应生成B ，则A 必为叔胺类化合物。
（ⅱ）由E 的1
H NMR 知，E 的结构为：(CH 3)2CH-CH(CH 3)2。 （ⅲ）D 加二分子的H 2，那么D 的结构必为：
(ⅳ)根据Hofmann 消去反应的特征反应，综合上述推断，可以给出A 、B 、C 的结构如下：
有关的反应为：
N N
NH
2
N N
N 2+Cl
OH
T.M.
A:
N CH 3
B:
N
3CH 3
I
C:
CH 2
NMe 2
CH 3CH 2
NMe 2CH 3
I
N 3CH 3
N
3
AgOH
().MeI (2).AgOH,
2(CH 3)2CHCH(CH 3)2
（2）A ，C 4H 9NO ，不饱和度为1，可能有双键或环；根据Hofmann 消去反应的特征及最终产物为二乙烯基醚和三甲胺，排除双键存在的可能并得出A 的结构式为：
根据题意反应路线 可得到B 、C 、D 的结构式为：
（3）（ⅰ）有关F 的信息：与FeCl 3有显色反应，说明有酚羟基；其1H NMR 在δ=7~8有两组对称的二重峰，说明苯环为对位二取代。其结构式为：
由此倒推得B 、D 、E 的结构分别为：
(ⅱ)由有关C 的信息，可以给出C 、G 、H 的结构式分别为：
综上所述，化合物A 的结构式为：
有关的反应式为：
(4) （ⅰ）A ，C 5H 11N ，不饱和度为1，可能为不饱和胺或环胺。 N
O
H A
N
O
H 3C CH 3
OH
(CH 3)2N
O
(CH 3)3N
HO B C
D Cl
OH
B CO 2H
Cl
D
CONH 2
Cl
NH 2
Cl
E
NHCH 3.HCl
N CH 3NO
N SO 2Ph CH 3
CON Cl
CH 3CON Cl
CH 3HCl
reflux
CO 2H
Cl
+
HCl
.NHCH 3CO 2H
Cl
().PCl ,reflux 23
CONH 2Cl
NH 2
Cl
Cl
OH
FeCl 3
H 3[Fe(O
Cl)6]
HCl
.NHCH 3
22PhNCH 3
NO 2
2N SO 2Ph
CH 3
-
OH
(ⅱ)A催化加氢生成B，且B可由己酰胺与溴和氢氧化钠溶液反应得到，结合酰胺Hofmann降解反应的特点，及B的分子式，可得出B的结构为：
（ⅲ）A臭氧分解可得到HCHO，
A催化加氢生成B,可得出A的结构为：
（ⅳ）A用过量碘甲烷处理得季铵盐C，其结构式为：
（ⅴ）根据Hofmann消去反应和Diels-Alder反应的特点，可推出D、E的结构分别为：的反应机理：
(发生Diels-Alder反应的立体化学要求)
14-11．酮肟（1）在乙醚中用H2SO4催化发生重排反应，生成99.6%光学纯酰胺（2），试解释之。
解该反应为Beckman重排反应，其反应机理为：
在该反应中，转移基团为手性碳原子部分，其构型在重排过程中并没有发生改变，因此不可能发生外消旋化，产物仍具有高的光学活性。
14-11．α-萘甲酸同SOCl2反应得α-萘甲酰氯，后者再和CH2N2反应。将反应物用Ag2O处理后，再加入乙醇或直接水解得α-萘乙酸乙酯或α-萘乙酸。试写出这一反应的历程。
NH2
2
3
CH3
CO
2
CH3
CO2CH3
C D
2
NMe3H2O
CH2CH C CH CH2
H
H
[1,3]
H
3
H2SO4
252
H NH
C
CH3
O
Ph
CH3
(1)(
2
)
H C
N
3
OH
Ph C
CH3
H+
H C
N
3
OH2
Ph C
CH3
H2O
3
3
2H
N C
CH3
OH2
Ph C
CH3
+
H
C
CH3
OH
Ph C
CH3
Ph
CH3
3
解 该反应过程为Wolff 重排，其反应机理为：
4-12．写出下列反应的机理： 解
CO 2H
2
COCl
22C O
CH N N
2CH C O C H OH
CH 2CO 2C 2H 5
CH 2CO 2H
(1).
H 3C
OH
CH 2NH 2
NaNO ,HCl
O
H 3C
(2).
O
+
CH 2N 2
O
+
O
H 3C
OH
CH 2NH 2
(1).NaNO
,HCl
H 3C
OH CH 2N 2+Cl
-H 32
+
CH CH
H +
O
H 3C
(2).
第十二章含氮有机物 （Nitrogenous Organic Compounds） 一、教学目的和要求 1、掌握含氮有机化合物（胺类、酰胺、硝基）的结构特点，以及主要化学性质，以及如何运用这些性质上的异同点进行鉴别、分离提纯。 2、掌握含氮有机化合物（胺类、酰胺、硝基）分子结构与物理性能、碱酸性的相关性。 3、掌握胺类伯、仲、叔胺结构与伯、仲、叔醇在定义方面的区别。以及季胺类化合物结构与性能。 4、熟练掌握含氮有机化合物（胺类、酰胺、硝基化合物）的性同命名法。 5、熟练掌握含氮有机化合物（胺类、酰胺、硝基化合物）的理化性质及用途。 6、掌握胺类、硝基化合物取代酸结构特征和主要理化性质。 7、掌握重氮化反应、偶联反应特征与应用。 8、了解典型含氮有机化合物（胺类、酰胺、硝基化合物）性能、用途。 二、教学重点与难点 重点是含氮有机化合物（胺类、酰胺、硝基）分子结构与物理性能、碱酸性的相关性，重氮化反应、欣斯堡反应特征与应用。 难点是含氮有机化合物（胺类、酰胺、硝基）分子结构与物理性能、碱酸性的相关性。 三、教学方法和教学学时 （1）教学方法：以课堂讲授为主，结合必要的课堂讨论。教学手段以板书和多媒体相结合，配合适量的课外作业。 （2）教学学时：4学时 四、教学内容 1、胺 （1）胺的概述 （2）胺的物理性质 （3）胺的化学性质 （4）个别化合物 2、酰胺 （1）酰胺的物理性质 （2）酰胺化学性质 （3）碳酸的酰胺 3、其它含氮有机化合物 （1）硝基化合物 （2）腈和异腈 （3）氰氮和胍 （4）重氮和偶氮化合物 4、有机化合物的颜色 （1）颜色和光的关系 （2）物质的颜色和其分子结构的关系 （3）吸收光谱 五、总结、布置作业
第12章 含氮化合物 12-1 命名下列化合物或写出结构式。 （1）2-甲基-3-硝基己烷 （2）N-甲基间甲苯胺 （3）3-甲氨基戊烷 （4）N-乙基苯磺酰胺 （5）氯化三甲基对氯苯铵 （6）氢氧化二甲基二乙基铵 （7）氯化重氮苯 N C O COOC 2H 5 2 CH 3CHCH 2CHCH 2CH 3 NH 2NHCH 3N N H 2NCH 2(CH 2)3CHCH 2NH 2 3 (8) (9) (10)(11) (12) 知识点：含氮化合物的命名。 12-2 比较下列各对化合物的酸性强弱。 CH 2NH 3 (1)(3)(2)NH 3 CH 3NH 3 NH 3 NH 3 3 NH 3 2 A. B. A. B. A. B. （1）B ＞A ； （2）A ＞B ； （3）B ＞A 。 知识点：胺的活性。 12-3 将下列各组化合物按碱性由强至弱的次序排列。 (CH 3)4NOH CH 3CONH 2(1)(2)NH 2 2 A. B. C.D. E. CH 3NH 2 NH 2 SO 2NH 2 (CH 3)3N NH 2 3 NH 2 2 NO 2 (CH 3)2NH A. D. B. E.C. （1）A ＞C ＞D ＞B ＞E ； （2）E ＞A ＞B ＞C ＞D 。 知识点：胺的碱性。 12-4 完成下列反应。
(1) HCOOEt NO 2 EtONa CH 3 +NO 2 CH 2CHO (2) NaOCH 3 CH 3OH NO 2 +Cl NO 2 OCH 3 Cl (3) CH 2CH 2NH 2 CH 3COCl (1)LiAlH 4 (2)CH 3OH CH 2CH 2NHCCH 3O CH 2CH 2NHCH 2CH 3 (4) NaNO 2/H 2SO 4 NH 2NO 2 NO 2 室温 N 2HSO 4 2 NO 2 2 2 (5)NaNO 2Ph C CH 2NH 2 OH 3 H 3C C CH 2Ph O (6) N 2 CH 2I +Ag 2O 2CN N CN CH 3 H 3C I N CN CH 3 H 3C OH (7) KOH H 2O,OH, △ NH O O NK O O H 2C PhCH 2NH 2 H N N H (8) H CH 3 H 3C 2N H 3C CH 3 NH 2
《生产生活中的含氮化合物》教案 第一课时氮氧化物的产生及转化 一、教学片断 一氮氧化物对环境的污染及防护 、教学资源 一氧化氮与诺贝尔医学奖 1998年10月4日，3位美国药理学家在得知他们成为1998年诺贝尔医学奖得主之后 表现得十分喜悦。他们由于发现了一氧化氮气体在心血管系统中的重要作用而共同获得这一殊荣。一氧化氮不光污染空气，它还能使病人起死回生，3名美国科学家因揭开了一氧化氮的 秘密而荣获诺贝尔医学奖。 罗伯特?菲希戈特、路易斯?伊格纳罗和法里德?穆拉德因发现了一氧化氮气体的新 特性而共同分享这笔总额为760万瑞典克朗（97.8万美元）的奖金。 穆拉德1977年在弗吉尼亚大学时就开始研究硝化甘油释放一氧化氮的机理，硝化甘油通常用于为心脏病患者扩张血管。1980年，菲希戈特得出结论说，血管之所以扩张， 是因为血管内壁里的细胞产生一种信号分子。伊格纳罗在自己的独立研究以及与菲希戈特开展的合作研究中均证明，这种分子就是一氧化氮。 菲希戈特和伊格纳罗在1986年发表的这些研究结果，为基于一氧化氮特性的医学研究 开辟了一个全新的领域。负责授予诺贝尔医学奖的瑞典卡罗琳医学研究院称，最激动 人心的是这种简单而普通的空气污染物（一氧化氮）竟然能够对动物和人的机能产生重要作用。医生常常让特护病人呼吸这种气体，结果发现它的效果极佳，甚至能使垂危病人起死回生。 一氧化氮能减轻胸痛，科学家们一直在利用它研制具有更强效力和更大选择性的心血
管疾病治疗药物。因为这种无色气体具有抵御肿瘤和杀死感染性细菌、真菌和寄生虫 的能力，所以科学家们正在对它进行实验，以确定它是否能用于阻止癌症扩散。一氧 化氮现在不但用于诊断包括哮喘在内的肺病，而且还用于抗细菌感染。如果诺贝尔奖 之父阿尔弗雷德?诺贝尔熟悉获奖者罗伯特?菲希戈特、路易斯?伊格纳罗和法里 德?穆拉德的工作，他可能就不会于1896年死于心脏病了。为这位瑞典化学家赢得财 富和声誉的发明物——炸药，是由吸收在硅藻土中的极易挥发的硝化甘油构成。硅藻 土是一种在棕色微小水藻——硅藻壳中大量存在的渗透粉末。 在诺贝尔身受心脏病折磨的时候，医生给他开的药方是硝化甘油。这种化合物也可以用于舒张血管。诺贝尔拒绝服用这种药物，他在一封信中写道: “可笑的是，我的医生现在要我服用硝化甘油。”因为他知道这种药物也会引起头痛。诺贝尔不相信它能有效地缓解胸痛。 100 年之后，三位诺贝尔医学奖得主菲希戈特、伊格纳罗和穆拉德才弄清硝化甘油和其 他血管舒张药物是如何发挥作用的——通过释放一氧化氮气体。血管中缺少一氧化氮分子会引起动脉硬化，这是导致心脏疾病的关键因素。 第二课时氮肥的生产和使用 教学片断: 氮肥的性质和用途 情景设计: 氮肥使用的意义、合成氨工艺产生的历史、氨的应用。T提出问题： 工业合成氨的原理是什么？氨具有哪些性质？氨在生产中具有哪些应用？T收集证据 查阅有关合成氨的历史和原理、氨的应用的资料。做有关氨的性质的探究实验。 提出问题：铵盐具有哪些性质？氮肥的种类有哪些？使用氮肥应注意哪些问题？T收集证据做有关铵盐的性质实验。查阅有关氮肥的资料。向有关人员咨询使用氮肥的注意事 项。T形成结论： Cl NM NH A NO> NO2> HNWNH4NO3
第一节 胺 一、分类和命名 1.定义：氨分子中的氢原子被氨基取代后所得到的化合物。 2.分类：根据氨分子中的一个、二个和三个氢原子被烃基取 代分成伯胺（10胺）、仲胺（20胺）和叔胺（30胺）。相当于 氢氧化铵NH 4OH 和卤化铵NH 4X 的四个氢全被烃基取代所 成的化合物叫做季铵碱和季铵盐。根据氨基所连的烃基不同 可分为脂肪胺（R-NH 2）和芳香胺（Ar-NH 2）。根据氨基的 数目又可分成一元胺和多元胺。应当注意的是： NH 3 → R-NH 2 伯胺 → R 2NH 仲胺 → R 3N 叔胺 NH 4OH → R 4NOH 季铵碱 NH 4X → R 4NX 季铵盐 伯、仲、叔胺与伯、仲、叔醇的分级依据不同。胺的分 级着眼于氮原子上烃基的数目；醇的分级立足于羟基所连的 碳原子的级别。例如叔丁醇是叔醇而叔丁胺属于伯胺。 叔丁醇 (30醇) 叔丁胺(10胺) 要掌握氨、胺和铵的用法。氨是NH 3氨分子从形式上去 掉一个氢原子，剩余部分叫做氨基-NH 2，(去掉二个氢原子 叫亚氨基=NH)。氨分子中氢原子被烃基取代生成有机化合 物的胺。季铵类的名称用铵，表示它与NH 4的关系。 3.命名：对于简单的胺，命名时在“胺”字之前加上烃基的 名称即可。仲胺和叔胺中，当烃基相同时，在烃基名称之前 加词头“二”或“三”。例如： CH 3NH 2 甲胺 (CH 3)2NH 二甲胺 OH CH 3CH 3CH 3C CH 3CH 3CH 3 C NH 2
(CH3)3N 三甲胺C6H5NH2苯胺 (C6H5)2NH 二苯胺(C6H5)3N 三苯胺 而仲胺或叔胺分子中烃基不同时，命名时选最复杂的烃基作为母体伯胺，小烃基作为取代基，并在前面冠以“N”，突出它是连在氮原子上。例如： CH3CH2CH2N(CH3)CH2CH3N-甲基-N-乙基丙胺 （或甲乙丙胺） C6H5CH(CH3)NHCH3N-甲基-1-苯基乙胺 C6H5N(CH3)2N，N-二甲基苯胺季铵盐和季铵碱，如4个烃基相同时，其命名与卤化铵和氢氧化铵的命名相似，称为卤化四某铵和氢氧化四某铵；若烃基不同时，烃基名称由小到大依次排列。例如：(CH3)4N+Cl-氯化四甲铵 (CH3)4N+OH-氢氧化四甲铵[HOCH2CH2N+(CH3)3]OH-氢氧化三甲基-2-羟乙基铵（胆碱） [C6H5CH2N+(CH3)2C12H25]Br-溴化二甲基十二烷基苄基铵 二、物理性质 1.状态：低级脂肪胺，如甲胺、二甲胺和三甲胺等，在常温下是气体，丙胺以上是液体，十二胺以上为固体。芳香胺是无色高沸点的液体或低熔点的固体，并有毒性。 2.沸点：同分异构体的伯、仲、叔胺，其沸点依次降低。这是因伯、仲胺分子之间可形成氢键，叔胺则不能。例如丙胺、甲乙胺和三甲胺的沸点分别为48.7℃、36.5℃和2.5℃。 3.水溶性：低级的伯、仲、叔胺都有较好的水溶性。因为它们都能与水形成氢键。随着分子量的增加，其水溶性迅速减小。 三、化学性质
第八章含氮化合物代谢 一、知识要点 蛋白质和核酸是生物体中有重要功能的含氮有机化合物，它们共同决定和参与多种多样的生命活动。在自然界的氮素循环中，大气是氮的主要储库，微生物通过固氮酶的作用将大气中的分子态氮转化成氨，硝酸还原酶和亚硝酸还原酶也可以将硝态氮还原为氨，在生物体中氨通过同化作用和转氨基作用等方式转化成有机氮，进而参与蛋白质和核酸的合成。（一）蛋白质和氨基酸的酶促降解 在蛋白质分解过程中，蛋白质被蛋白酶和肽酶降解成氨基酸。氨基酸用于合成新的蛋白质或转变成其它含氮化合物（如卟啉、激素等），也有部分氨基酸通过脱氨和脱羧作用产生其它活性物质或为机体提供能量，脱下的氨可被重新利用或经尿素循环转变成尿素排出体外。 （二）氨基酸的生物合成 转氨基作用是氨基酸合成的主要方式。转氨酶以磷酸吡哆醛为辅酶，谷氨酸是主要的氨基供体，氨基酸的碳架主要来自糖代谢的中间物。不同的氨基酸生物合成途径各不相同，但它们都有一个共同的特征，就是所有氨基酸都不是以CO2和NH3为起始原料从头合成的，而是起始于三羧酸循环、糖酵解途径和磷酸戊糖途径的中间物。不同生物合成氨基酸的能力不同，植物和大部分微生物能合成全部20种氨基酸，而人和其它哺乳动物及昆虫等只能合成部分氨基酸，机体不能合成的氨基酸称为必须氨基酸，人有八种必需氨基酸，它们是：Lys、Trp、Phe、Val、Thr、Leu、Ile和Met。 （三）核酸的酶促降解 核酸通过核酸酶降解成核苷酸，核苷酸在核苷酸酶的作用下可进一步降解为碱基、戊糖和磷酸。戊糖参与糖代谢，嘌呤碱经脱氨、氧化生成尿酸，尿酸是人类和灵长类动物嘌呤代谢的终产物。其它哺乳动物可将尿酸进一步氧化生成尿囊酸。植物体内嘌呤代谢途径与动物相似，但产生的尿囊酸不是被排出体外，而是经运输并贮藏起来，被重新利用。 嘧啶的降解过程比较复杂。胞嘧啶脱氨后转变成尿嘧啶，尿嘧啶和胸腺嘧啶经还原、水解、脱氨、脱羧分别产生β-丙氨酸和β-氨基异丁酸，两者经脱氨后转变成相应的酮酸，进入TCA循环进行分解和转化。β-丙氨酸还参与辅酶A的合成。 （四）核苷酸的生物合成 生物能利用一些简单的前体物质从头合成嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸。嘌呤核苷酸的合成起始于5-磷酸核糖经磷酸化产生的5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）。合成原料是二氧化碳、甲酸盐、甘氨酸、天冬氨酸和谷氨酰氨。首先合成次黄嘌呤核苷酸，再转变成腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸。嘧啶核苷酸的合成原料是二氧化碳、氨、天冬氨酸和PRPP，首先合成尿苷酸，再转变成UDP、UTP和CTP。 在二磷酸核苷水平上，核糖核苷二磷酸（NDP）可转变成相应的脱氧核糖核苷二磷酸。催化此反应的酶为核糖核苷酸还原酶系，此酶由核苷二磷酸还原酶、硫氧还蛋白和硫氧还蛋白还原酶组成。脱氧胸苷酸（dTMP）的合成是由脱氧尿苷酸（dUMP）经甲基化生成的。 二、习题 （一）名词解释 1．蛋白酶（Proteinase） 2．肽酶（Peptidase） 3．氮平衡（Nitrogen balance） 4．生物固氮（Biological nitrogen fixation） 5．硝酸还原作用（Nitrate reduction） 6．氨的同化（Incorporation of ammonium ions into organic molecules） 7．转氨作用（Transamination）
第十四章 含氮有机化合物 1. 给出下列化合物名称或写出结构式。 (CH 3)2CH NH 2 (CH 3)2NCH 2CH 3 NH CH 2CH 3 CH 3 NH CH 3 O 2N NC N + NCl - O 2N N N OH OH H 32H 对硝基氯化苄 苦味酸 1，4，6-三硝基萘 答案： 3－氨基戊烷 异丙胺 二甲乙胺 N －乙基苯胺 3－甲基－N －甲基苯胺 2－氰－4－硝基氯化重氮苯 O 2N CH 2CL NO 2 O 2N NO 2 OH NO 2 NO 2 NO 2 2. 按其碱性的强弱排列下列各组化合物，并说明理由。 （1） a b c NH 2 NH 2NH 2 NO 2CH 3 （2） CH 3C O NH 2 CH 3NH 2NH 3 a b c 答案： （1）吸电子基使碱性降低，供电子基使碱性增强，所以有：b > a > c （2）吸电子基使碱性降低，供电子基使碱性增强，所以有：b > c > a 3.比较正丙醇、正丙胺、甲乙胺、三甲胺和正丁烷的沸点高低并说明理由。 答案： 五种化合物中，按形成氢键的可能、能力可推知其沸点从高到低的次序是：
正丙醇 > 正丙胺 > 甲乙胺 > 三甲胺 > 正丁烷 分子间形成分子间氢键沸点高，醇分子中的羟基极性强于胺的官能团，胺三级大于二级又大于一级。 4. 如何完成下列的转变： （1）CH 2 CHCH 2Br CH 2CHCH 2NH 2 （2） NHCH 3 O （3） (CH 3)3C C OH O O C (CH 3)3C CH 2Cl （4） CH 3CH 2CH 2CH 2Br CH 3CH 2CHCH 3 NH 2 答案: （1）CHCH 2Br CH 2 NaCN CH 3CH 2OH CH 2CHCH 2CN LiAlH 4CHCH 2NH 2 CH 2 （2） O NH 3+(H) NH 2 CH 3Br NHCH 3 （3） （4） CH 3CH 2CH 2CH 2Br KOH,CH 3CH 2OH CH 3CH 2CH CH 2 HBr CH 3CH 2CHCH 3 Br 3 CH 3CH 2CHCH 3 NH 2 5. 完成下列各步反应，并指出最后产物的构型是（R ）或（S ）。 C 6H 5CH 2CHCOOH CH 3 (1)SOCl (2)NH 3 (3)Br 2,OH - C 6H 5CH 2CHNH 2 CH 3 S-(+) (-)
1 授课内容 Chapter 9 有机含氮化合物 学时数 6 掌握比较含氮化合物碱性强弱的方法、胺与HNO 2的反应、重氮盐的放氮及偶联 反应； 理解杂环的芳香性及反应活性顺序； 了解生物碱的一般性质。 第一节 胺 Amines （胺的碱性、胺与HNO 2的反应）； 第二节 重氮和偶氮化合物Diazo and Azo Compounds （放氮和偶联反应）； 第三节 酰胺Amides （酸碱性、缩二脲反应） 第四节 含氮杂环化合物Heterocycles （反应活性比较） 第五节 生物碱Alkaloids P250/1, 4, 11, 15 教材：《有机化学》张生勇主编。高等教育出版社。 参考文献： 1．《基础有机化学》邢其毅等编。第二版，高等教育出版社。 2．《Organic Chemistry 》Stephen J. et al. Academic Press 3．《Fundamentals of Organic Chemistry 》（美）John McMurry 著 机械工业出版社 教学目的 （含重点，难点） 主 要 内 容 复习思考题 参 考文献 教 材 教研室意见
2 教 学 内 容 时间 分配 媒体选择 第九章 有机含氮化合物 含氮有机化合物 主要指分子中的氮原子和碳原子直接相连的化合物，也可以看成是烃分子中的一个或几个氢原子被含氮的官能团所取代的衍生物。例如，生物碱、蛋白质、磺胺类药物等。 本章主要讨论胺(amine)、重氮化合物(diazo compound)、偶氮化合物(azo compound)、酰胺(amide)、含氮杂环化合物和生物碱(alkaloid)。 第一节 胺Amines 一、胺的结构、分类和命名Structures, Classification and Nomenclature (一)胺的结构和分类 胺：可看作是氨分子中的氢原子被烃基取代所生成的化合物。 通式:R-NH 2，R 2NH 或R 3N ，其中R 代表烃基，它们分属于伯、仲和叔胺。 官能团： 氨基亚氨基次 氨基-NH 2 NH N R-N-R"R' 叔胺 （3°胺 ） R-NH-R'仲胺 （2°胺 ） R-NH 2伯胺 （1°胺 ） 季铵化合物(quaternary ammonium compound)可看成是铵盐或氢氧化铵(NH 2OH)分子中氮原子上的四个氢原子都被烃基取代生成的化合物，它们分别称为季铵盐和季铵碱。 季铵 盐 季铵 碱 R N X 4+-OH R N 4+- 注：伯、仲、叔胺或季铵化合物分子中的伯、仲、叔的含义与卤代烃或醇中的不同，它是指氮原子上连有一个、两个或是三个烃基，与连接氨基的碳是伯、仲还是叔碳原子没有关系。例如，叔丁醇是叔醇，而叔丁胺却是伯胺。 (二)命名Nomenclature 1. 普通命名法：按照分子中烃基的名称及数目叫做“某胺”，基字一般可以省略。如： CH 3-NH 2NH 2 甲胺 苯胺 CH 3-CH 2-NH 2 乙胺 80min 幻灯
第二单元生产生活中的含氮化合物 第1课时氮氧化物的产生及转化 一、二氧化氮和一氧化氮 1．氮气 氮气在空气中约占总体积的________。通常情况下，N2不与________反应。在一定条件下，N2能跟O2反应生成不溶于水、无色的________： 2．一氧化氮 NO常温下很容易与空气中的氧气反应生成______：2NO＋O2===______(红棕色气体)。 3．二氧化氮 二氧化氮是__________、有__________气味的________气体，密度比空气____，易______， ____溶于水。 溶于水时生成________和____，工业上利用这一原理生产硝酸：3NO2＋ H2O===____________。 二、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染 1．SO2和NO2的主要来源 (1)______、________和__________的金属矿物的燃烧或冶炼； (2)________尾气、硫酸厂、硝酸厂的尾气。 2．危害 (1)引起________污染，直接危害人体健康。(2)溶于水形成________。 3．酸雨 (1)概念：________的降水称酸雨，主要是大气中的________和______溶于水后造成的。 (2)形成原理 ①H2SO4的生成：______________________________、__________________________。 ②HNO3的生成：__________________________。 (3)危害 ①直接破坏农作物、森林、草原，使土壤、湖泊酸化。 ②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。 4．防治措施 (1)调整__________，发展__________。 (2)研究煤的脱硫技术，改进燃烧技术，减少______和____________的排放。 (3)加强工厂废气的回收处理。 (4)改进汽车尾气的处理技术，控制汽车尾气排放标准。 知识点1氮气的性质 1．氮气能大量存在于空气中的根本原因是() A．氮气性质稳定，即使在高温下也很难跟其他物质发生反应 B．氮气比空气轻，且不溶于水 C．氮分子中两个氮原子结合很牢固，分子结构稳定 D．氮气无氧化性，也无还原性，不与其他物质反应
第十八章其它含氮化合物1．由甲苯、二甲苯或苯及其它适当原料制备下列化合物。 (1) CH3 NH2 Cl(2) H3C CH3 (3) CH3 CN O2N(4) COOH Br Br Br (5) CH3 NH2 NO2(6) NH2 NO2 H2N O2N (7) CH3 Br CH3(8) 2. 以苯或甲苯、萘等为起始原料，经重氮盐合成下列化合物。 (1) CN Br(2) OH NO2 (3) Br Br Br (4) CHO I (5) Br Br(6) H3C N N CH3 HO
(7) N N N H3C H3C OH (8) HO C OH CH3 H (光活性) (9) COOCH3 OCH3 3. 以苯和甲苯为原料，制备： (1) COOH (2) Br O2N (3) (4) COOH (5) H3COOC COOCH3 (6) HO OH Br Br 4. 写出下列反应的产物。 (1) CH3 NO2 NO2 +NH 3 H2O (2) CH3 NO2 +NH 3 H2O O2N
(3) Cl NO2 +KCNS 2 (4) Cl NO2 +C6H5ONa NO2 5. 下列化合物应如何合成？ (1) N N N N OH (分散黄，涤纶染料) (2) N N N(CH3)2 NaO3S （甲基橙，一种指示剂） (3) N N N(CH3)2 CO2H （甲基红，一种指示剂） (4) NH2 SO3Na N N N N NH2 SO3Na （刚果红，一种指示剂） (5) N OH N SO3Na （坚牢红A，一种染料）
第十四章含氮有机化合物 1.给出下列化合物名称或写出结构式。 (CH3)2CH NH2(CH3)2NCH2CH3 NH CH2CH3 CH3 NH CH3O2N NC N+NCl- O2N N N OH OH H32 H 对硝基氯化苄苦味酸 1，4，6-三硝基萘 答案： 3－氨基戊烷异丙基胺二甲基乙基胺 N－乙基苯胺N－甲基－3－甲基苯胺氯化-3－氰－5－硝基重氮苯 4-硝基-2,4-二羟基偶氮苯顺-4-甲基-1-环己胺 2.按其碱性的强弱排列下列各组化合物，并说明理由。 （1）
a b c NH 2 NH 2NH 2 NO 2 3 （2） CH 3C O NH 2 CH 3NH 2NH 3 a b c 答案： （1）c > a > b 苯环上存在推电子基团如甲基，可增加N 原子上的电子云密度，使其碱性增强；当苯环上连有拉电子基团如硝基，则降低N 上的电子云密度，使其碱性降低。 （2）b > c > a 在CH 3NH 2中由于—CH3的推电子作用，增强了碱性。在CH 3CONH 2中，由于p -π共轭而降低了N 上的电子云密度，使其碱性减弱。 3.比较正丙醇、正丙胺、甲乙胺、三甲胺和正丁烷的沸点高低并说明理由。 答案： 正丙醇 > 正丙胺 > 甲乙胺 > 三甲胺 > 正丁烷 分子间的氢键导致沸点升高。由于氧的电负性大于氮的电负性，因而正丁醇分子间能形成较强的氢键，沸点较高；正丙胺的氮原子上有两个氢可以形成氢键，甲已胺只有一个，而三甲胺氮原子上没有氢原子，因而不能形成氢键；正丁烷是非极性分子，分子间只存在较弱的色散力，因而沸点最低。 4. 如何完成下列的转变： （1） CH 2 CHCH 2Br CH 2 CHCH 2NH 2
高一化学《生产生活中的含氮化合物》单元练习苏教版必修1 一、选择题： 1．下列污染现象主要与SO2有关的是（）A．臭氧空洞B．酸雨C．光化学烟雾D．温室效应 2．下列污染现象主要与NO2有关的是（）A．臭氧空洞B．水体富营养化 C．光化学烟雾D．温室效应 3．盛有NO 和NO2的混合气体的量筒倒立在盛有水的水槽中，过一段时间后，量筒内的气体体积减小为原来的一半。则原混合气体中NO 和NO2的体积比是（）A．3∶1 B．1∶3 C．2∶1 D．1∶2 4．实验室中制取的下列气体中，可以用排空气法收集的是（）A．N2B．SO2C．CO D．NO 5．下列气体中，无色无味的是（）A．SO2 B．NO2 C．Cl2D．N2 6、在常温常压下，下列各组气体不能共存的是（） A．SO2与O2B．NO2与NO C．O2与N2D．NO与O2 7．下列气体溶解于水，没有发生氧化还原反应的是（）A．SO2溶解于水B．NO2溶解于水C．CO2溶解于水D．Cl2溶解于水 8．酸雨给人类带来了种种灾祸，严重地威胁着地球生命生存的生态环境，下列有关减少或者防止酸雨形成的措施中可行的是①对燃煤进行脱硫；②对含SO2、NO2等工业废气进行无害处理后，再排放到大气中；③人工收集雷电作用所产生的氮的氧化物；④飞机、汽车等交通工具采用清洁燃料，如天然气、甲醇等。 A．①②③④B．①②③C．①②④D．①③④ 9．右图是化学实验常用装置之一,若气体从右管进入，可用来收集的气体是（）A．NO B．NO2C．CO D．SO2 10．上世纪80年代后期人们逐渐认识到，NO在人体内起着多方面的重要生理作用。下列关于NO的说法错误的是（） A．NO是具有刺激性的红棕色气体 B．NO是汽车尾气的有害成分之一 C．NO在人体的血管系统内具有传送信号的功能 D．NO能够与人体血红蛋白结合，造成人体缺氧中毒 11．如图所示，试管中盛装的是红棕色气体（可能是混合物），当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧 气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全 被水充满，原来试管中盛装的可能是什么气体（）A．可能是N2与NO2的混和气体 B．可能是O2与NO2的混和气体 C．可能是NO与NO2的混和气体 D．只可能是NO2一种气体 12．某混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO 、NO2中的两种或多种气体。现将此无色透明的混合气体通过品红溶液后，品红溶液褪色，把剩余气体排入空气中，很快变为红棕色。对于原混合气体成分的判断中正确的是（）A．肯定有SO2和NO B．肯定没有Cl2、O2和NO2 C．可能有Cl2和O2 D．肯定只有NO 13．实验室不需要用棕色试剂瓶保存的试剂是（）
一、氮气和氮氧化物 1. 氮气：无色无味、难溶于水的气体。空气中体积分数78%是氮气。常温下氮气很稳定，很难与其它物质发生反应，因此，生产上常用氮气作保护气。但这种稳定是相对的，在一定条件下（如高温、放电等），也能跟某些物质（如氧气、氢气等）发生反应。 2. 固氮作用：游离态氮转变为化合态氮的方法。 自然固氮→闪电时，N2转化为NO 生物固氮→豆科作物根瘤菌将N2转化为化合态氮 工业固氮→工业上用N2和H2合成氨气 3、氮氧化物（NO和NO2）： 相互转换 氮氧化物对环境的污染、危害及防治措施: ①酸型酸雨的产生及危害②造成光化学烟雾的主要因素③破坏臭 氧层
氮的氧化物是大气污染气体，常用碱液（NaOH溶液）吸收。 二、氮肥的生产和使用 1、氨的合成： 2、氨气的物理性质： 氨气是无色、有刺激性气味的气体，在标准状况下，密度是0.771g·L-1，比空气小。氨易液化，液氨气化时要吸收大量的热，可作致冷剂。 氨易溶于水，常温常压下，1体积水中大约可溶解700体积的氨气。氨的水溶液称氨水。计算氨水的浓度时，溶质应为NH3。 3、氨的化学性质： （1）氨溶于水时，大部分氨分子和水分子形成一水合氨分子（NH3·H2O）。一水合氨分子（NH3·H2O）不稳定，受热时分解为氨气和水。 氨水显弱碱性。 比较液氨与氨水：
（2）氨具有弱碱性，可以与酸（硫酸、硝酸、盐酸等）反应，生成铵盐。 （3）与氧气反应（具有还原性） 氨气在催化剂（如铂等）、加热的条件下，生成一氧化氮和水，并放出热量。此反应是放热反应，是工业制硝酸的基础。 4、铵盐：由铵离子和酸根离子构成的盐。 ①铵盐受热易分解： ②铵盐能与碱反应放出氨气： ▲铵态氮肥，要避免与碱性肥料混合施用。 三、硝酸： 1、硝酸的工业制法：氨催化氧化法 原理： 2、硝酸的物理性质： 纯硝酸为无色有刺激性气味的液体，沸点较低（83℃），易挥发，在空气中遇水蒸气形成硝酸的小液滴而呈白雾状。98%以上的浓硝酸称为“发烟硝酸”，69%的硝酸溶液称为浓HNO3。浓HNO3由于HNO3分
第十三章 有机含氮化合物习题答案 1. 命名下列化合物或写出构造式 (1)(2) (3) NHCH 3 CH 3 (CH 3)2CHNH 2 NHCH 2CH 3 (4)对硝基苄胺 （5）2,4,7-三硝基萘酚 (8) β-苯基丙胺 解： (1) 异丙基胺 (2) N-乙基苯胺 （3）N-甲基间甲苯胺 CH 2NH 2O 2N OH NO 2 NO 2 O 2N CHCH 2NH 2CH 3 (6) (5) (4) 2. 用化学方法鉴别下列各组化合物：乙醇、乙醛、乙酸、乙胺 乙醇乙醛乙酸 乙胺 NaHCO 3 气泡 乙酸 无气泡 银氨溶液 银镜 乙醛 无银镜乙醇 乙胺 乙醇 乙醛乙胺 NaNO 2乙胺 无气体 HCl 气体 乙醇 3. 按碱性强弱次序排列下列各组化合物 (1) A. 苯胺 B. 对甲基苯胺 C. 对甲氧基苯胺 D. 对硝基苯胺 (2) A. 苄胺 B. 间氯苄胺 C. 间甲苄胺 D. N 甲基苄胺 (1) C>B>A>D (2) D>C>A>B 4. 完成反应式。 (1) CH 3 (CH 3CO)2O CH 3 NO 2混酸 ，60℃ Fe ＋HCl CH 3NH 2 CH 3 NHCOCH 3 HNO 3 + H 2SO 4 CH 3 NHCOCH 3 NO 2 OH -/H 2O CH 3 NH 2 NO 2 CH 3 N 2+Cl -NO 2 CH 3 NO 2 NaNO 2/HCl 0-5℃ H 3PO 2 (2)CH 3CH 2CN (1)OH -/H 2O (2)H + CH 3CH 2COOH SOCl 2 CH 3CH 2COCl CH 3CH 2CO-NH(CH 2CH 2CH 3)2LiAlH 4(CH 3CH 2CH 2)2NH CH 3CH 2CH 2NH(CH 2CH 2CH 3)2 O 2N Cl Cl CH 3ONa/CH 3OH (3)O 2N Cl OCH 3 5. 完成下列转变
高一化学生产生活中的含氮化合物练习题 课时 1 一、选择题（每小题有一至两个正确答案） 1.下列物质不属于“城市空气质量日报”报道的是：（） A. 二氧化硫 B. 氮氧化物 C. 二氧化碳 D. 悬浮颗粒 2．常温下，在密闭容器中将物质的量相同的下列各组气体混合，完全反应后容器中压强没有发生变化的是( ) A.H2S和SO2 B.NO和O2 C.HI和Cl2 D.H2S和Cl2 3.在体积为V升的密闭容器中通入amolNO和bmolO2.反应后容器内氮原子数和氧原子数之比为( ) 4.物质氧化性、还原性的强弱，不仅与物质的结构有关，还与物质的浓度和反应温度等有关。 下列各组物质：①Cu和HNO3溶液②Cu和FeCl3溶液③Zn和H2SO4溶液④Fe和HCl溶液，由于浓度不同而能发生不同氧化还原反应的是（） A、①③ B、③④ C、①② D、①③④ 5．图示为合同一种元素的a、b、c、d、e五种物质的转化关系。其中a是单质，b是气态氢化物，c、d是氧化物，e是该元素最高价氧化物对应水化物，则a不可能是( ) ①F2②N2③C ④S A．只有①B．②和④C．③和④D．①和③ 6．将体积为V mL的试管充满NO气体，按右图进行实验．当通人相同条件下O249 mL时， 液面仍在原来位置，则试管体积V为 A．49mL B．28 mL C．30mL D．24.5mL 7．在相同条件下，分别将下列气体等体积混合于四支大小相同的试管中：①NO和NO2；②NO和O2；③NO2和O2；④SO2和NO，将四支试管倒立于水中，各试管中水面上升高度应为（） A、①>②>③>④ B、②>③>④>① C、①=②=③=④ D、③>②>①>④ 8、下列除去杂质的操作方法正确的是（） A、NO中有少量的NO2：用水洗涤后再干燥 B、食盐中有少量的NH4Cl：加过量的烧碱溶液后加热蒸干
第十四章含氮有机化合物 一基本内容 1．定义和分类 分子中含有氮元素的有机化合物统称为含氮化合物，可看作烃类分子中的一或几个氢原子被各种含氮原子的官能团取代的生成物。含氮化合物的类型很多，主要有如下类型的化合物： （1）硝基化合物：烃分子中的氢原子被-NO2取代而成的化合物，其通式为R-NO2或Ar-NO2，如硝基甲烷、硝基苯等，其中芳香族硝基化合物较为重要。 （2）胺：氨分子中的部分或全部氢原子被烃基取代而成的化合物称为胺，根据分子中氮原子上所连烃基的数目，可分为伯、仲和叔胺；根据分子中氨基的数目，可分为一元胺、二元胺和多元胺。根据烃基的种类，可分为脂肪胺和芳香胺等。伯、仲和叔胺的通式可表示如下：RNH2R1R2NH R1R2R3N 伯胺仲胺叔胺 （3）烯胺：氨基直接与双键碳原子相连（也称α,β-不饱和胺）。烯胺分子中氮原子上有氢分子时，容易转变为亚胺；若烯胺分子中氮原子上的两个氢都被烃基取代，则是稳定的化合物，在合成上很有用途。 （4）重氮化合物和重氮盐：重氮化合物是分子中含有重氮基（=N≡N）的化合物。脂肪族重氮化合物的通式为R2C=N2，如重氮甲烷CH2=N≡N；芳香族重氮化合物符合Ar-N=N-X，如苯基重氮酸C6H5-N=N-OH。重氮盐是重氮化合物的一类，以芳香族重氮盐较为重要，可用通式Ar-N+≡NX-表示，如氯化重氮苯C6H5-N2+Cl-等。 （5）偶氮化合物：分子中含有偶氮基-N=N-，并与两个烃基相连的化合物，通式为R-N=N-R1，如偶氮苯C6H5-N=N-C6H5。 （6）叠氮化合物：叠氮化合物的通式为RN3，纯粹的叠氮化合物，特别是烷基叠氮化合物容易爆炸，但却是有用的合成中间体。 （7）肟、腙、缩氨脲和脎：醛或酮与羟胺作用生成的具有>C=N-OH结构的化合物称为肟，如乙醛肟CH3CH=N-OH；醛或酮与肼（或取代肼）作用生成的具有>C=N-NH2结构的化合物称为腙,如丙酮苯腙(CH3)2C=N-NHC6H5；缩氨脲为醛或酮与氨基脲作用生成的具有>C=N-NHCONH2结构的化合物，如甲醛缩氨脲HCH=N-NHCONH2等。脎是α-羟基醛、α-羟基酮或α-二酮与苯肼作用而生成的衍生物，如丁二酮脎。 （8）季铵盐和季铵碱：铵盐分子中四个氢分子都被烃基取代，则生成季铵盐，通式为R4N+Cl-(R是四个相同或不相同的烃基，X为卤原子或其他酸根，如氯化四甲基铵(CH3)4N+Cl-等；季铵碱是具有通式R4N+OH-的化合物(R是四个相同或不相同的烃基)，如氢氧化四甲基铵(CH3)4N+OH-等。
课时规范练13 生产、生活中的含氮化合物 一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。每小题只有一个选项符合题目要求) 1.(2019浙江绍兴月考)氮元素在海洋中的循环是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可如图表示。下列关于海洋氮循环的说法正确的是( ) A.海洋中的氮循环起始于氮的氧化 B.海洋中的氮循环中属于固氮作用的是③ C.海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与 D.向海洋排放含N 的废水会影响海洋中N 的含量 2.中国传统文化对人类文明贡献巨大,古代文献中充分记载了古代化学研究成果。下列文献对KNO 3的叙述不合理的是( ) 3.(2019湖北武汉华科附中周测)下列叙述不正确的是( ) A.NH 3的喷泉实验说明氨气极易溶于水 B.NH 3遇到挥发性强酸就能产生白烟 C.硝酸应放在棕色的细口瓶中保存 D.NO 和NH 3均可用排空气法收集 4.下列关于氮及其化合物的说法错误的是( ) A.所有的铵盐都能与烧碱共热生成氨气 B.浓硝酸不论与铜反应还是与碳反应,均体现其酸性和强氧化性
C.一氧化氮结合血红蛋白的能力比一氧化碳还强,更容易造成人体缺氧 D.把带火星的木条伸入充满NO2和O2的混合气体(NO2和O2的物质的量之比为4∶1)的集气瓶中,木条复燃,说明NO2支持燃烧 5.(2019宁夏银川模拟)废水脱氮工艺中有一种方法是在废水中加入过量NaClO使N完全转化为N2,该反应可表示为2N+3ClO-N2↑+3Cl-+2H++3H2O。下列说法中,不正确的是( ) A.反应中氮元素被氧化,氯元素被还原 B.还原性:N>Cl- C.反应中每生成1 mol N2,转移6 mol电子 D.经此法处理过的废水可以直接排放 6.(2019河南平顶山质检)“封管试验”具有简易、方便、节约、绿色等优点。观察下列四个“封管试验”(夹持装置未画出),判断下列说法正确的是( ) A.加热时,a上部聚集了固体NH4Cl,说明NH4Cl的热稳定性比较好 B.加热时,发现b中I2变为紫色蒸气,在上部又聚集为紫黑色的固体 C.加热时,c中溶液红色变深,冷却后又变浅 D.水浴时,d内气体颜色变浅,e内气体颜色加深 7.(2019湖北武汉外校周测)用图中装置进行实验,一段时间后,现象与预测不一致的是( ) 8.(2019山东青岛模拟)下列图像表示铁跟一定量硝酸反应时,铁和硝酸铁物质的量(mol)之间的关系,其中正确的是( )
课题 含氮化合物的性质及其应用 学情分析 复习巩固所学的知识 教学目标与 考点分析 1.了解氮气及其重要含氮化合物的主要性质及应用 2.了解某些含氮化合物对环境质量的影响 3.能综合应用氮及氮的化合物知识 教学重点 难点 含氮的化合物的性质 教学方法 根据重难点给学生讲解例题，辅导学生完成课后练习 教学过程 1、本考点知识结构： 2、氮的循环： 3、氮及其化合物的衍变关系：
（1）氨催化氧化的化学方程式为___________________． （2）加热玻璃管2一段时间后，挤压1中打气球鼓入空气，观察到2中物质呈红热状态；停止加热后仍能保持红热，该反应是_________反应（填“吸热”或“放热”）． （3）为保证在装置4中观察到红棕色气体，装置3应装入_________；若取消3，在4中仅观察到大量白烟，原因是___________________． （4）为实现氨催化氧化，也可用装置5替换装置_________（填装置代号）；化合物X为_________（只写一种），Na2O2的作用是___________________． 【解析】本题考查氨的催化氧化。（1）NH3和O2氧化生成NO。（2）该反应为放热，故不加热后仍能保持红热状态。（3）产物中有NO和NH3，NO会被O2氧化生成NO2，在于空气中的水蒸气反应生成HNO3,而HNO3与NH3会产生白烟。（4）装置5与1均产生科产生NH3。NH4Cl加热分解可得NH3和HCl 而HCl与Na2O2可生成O2。 【答案】 （1）4NH3+5O24NO+6H2O；（2）放热 NH4NO3。 （3）浓H2SO4；生成的NO与O2反应生成NO2,NO2与水反应生成HNO3，NH3与HNO3反应生成 (4)I;NH4Cl与HCl反应生成氧气（合理答案均给分） 【一课一练】 一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分) 1.（河南省内乡一高2010届高三第一次月考）区别NO2和溴蒸气应当选用的试剂是（） A．淀粉碘化钾试B．硝酸银溶液C．石蕊试液D．酚酞试液 【答案】B 2.（湖北省荆门市一中高三上学期期中考试）三氟化氮（NF3）是一种新型电子材料，它在潮湿的空 气中与水蒸气能发生氧化还原反应，其反应的产物有：HF、NO 和HNO3。则下列说法正确的是： A.反应过程中，被氧化与被还原的元素的物质的量之比为2：1 B.NF3在空气中泄漏时不易被察觉 C.若NF3泄漏，可以用NaOH溶液喷淋的方法减少污染 D.若反应中生成1.0mol HNO3，转移的电子数目为6.02×1023 【答案】C
课题 含氮化合物的性质及其应用 学情分析 复习巩固所学的知识 教学目标与 考点分析 1. 了解氮气及其重要含氮化合物的主要性质及应用 2. 了解某些含氮化合物对环境质量的影响 3. 能综合应用氮及氮的化合物知识 教学重点 难点 含氮的化合物的性质 教学方法 根据重难点给学生讲解例题，辅导学生完成课后练习 教学过程 1、本考点知识结构: L 氮在自然畀中的jg 环—人类活动对自然界氮循环和环境的影响 氨气］ ---- 由氧气辰血］ —常稳定性| |与靦的反应 |实脸室制氟1 氮 及 的 化 ?訂 I 瓯汽I - |氮的固定| -自然固氮与人工固氮 氮氧化物 ——与水前酸的艮应 雷电固氮 化合物 —I 液化I NO 丈气污染 强氧化性 氮的循环: 2、 人真对自撚界 慎循环的影响 酸雨
⑥冷的浓硝酸在常温下使铁、铝等沽泼金属发生钝化—（在其表面因氧化生成一层致密的氧化膜）。常温时，常把浓硝酸存放在铁质、铝质密闭容器里。但若加热，则会剧烈反应。 ⑦王水：浓硝酸与浓盐酸的混合物，其体积比为1:3。可溶解金、铂、钛等金属。 6、氨、液氨、氨水、铵之间的区别： 氨：无色有刺激性气味的气体，比空气轻。氨分子是一种呈三角锥形的极性分子，极易溶于水，易液 化。液氨是氨气液化的产物，仍然是氨分子，属纯净物。 氨水是氨气的水溶液，是混合物：NH+HO —NH3 - H2O—'' NH++OH。氨水中微粒有：NH、HzO NH ?H2O' NH+、OH、极少量的H。氨水浓度越大，密度越小。 铵（NH+）是带一个单位正电荷的离子，不能单独存在，只能在铵盐或氨水中与阴离子共存。凡是含NH+的盐叫铵盐，铵盐易溶于水。铵盐不稳定，加热易分解。 + H +、 氨与铵可相互转化：NH + OH NH+, NH+与强碱反应放出NH, 7、NH+的检验方法： ①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殊气味即可； ②若是铵盐溶液，为了使更多的NH放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则必须加热。 ③铵盐溶液与强碱溶液反应的离子方程式有三种写法： а、浓溶液不加热写成：NH++OH=NH+ H2O; b、稀溶液不加热写成NH++OR== NH ? H2Q c、不论浓、稀，只要加热则写成：NH++OH错误！未找到引用源。NH f +H2Q 铵盐与碱共热都能产生氨气：（NH4）2SQ+NaOH4|Na2SQ+2NH f +2H2Q实验室常用加热铵盐和碱的混合 物制取氨气，反应生成的氨气用湿润的红色石蕊试纸检验。 8、光化学烟雾： 氮氧化物（NOX和碳氢化合物（HC在大气环境中受到强烈的太阳紫外线照射后，发生复杂的化学反应，主要生成光化学氧化剂（主在是Q）及其他多种复杂的化合物，这是一种新的二次污染物，统称为光化学烟雾。光化学烟雾主要发生在阳光强烈的夏、秋季节。 【实例分析】 【例1】（2010浙江卷25）（14分）洗车安全气囊是德国安全的重要保障。当车辆发生碰撞的瞬间，安 全装置通电点火使其中的粉末分解释放出大量的氮气形成气囊，从而保护司机及乘客免受伤害。为研究安 全气囊工作的化学原理，取安全装置中的粉末进行实验。经组成分析，确定该粉末仅Na Fe、N、O四种 元素。水溶性试验表明，固体粉末部分溶解。经检测，可溶物为化合物甲；不溶物为红棕色固体，可溶于盐酸。 取13.0g化合物甲，加热使其完全分解，生成氮气和单质乙，生成的氮气折合成标准状况下的体积为 б.72L。单质乙在高温隔绝空气的条件下与不溶物红棕色粉末反应生成化合物丙和另和一种单质。化合物丙与空气接触可转化为可溶性盐。 请回答下列问题： （1）甲的化学式为，丙的电子式为。