高中化学氮及其化合物性质及应用

水溶性 __难__溶于水
常温下易被氧气 氧化 化学性质
_22_NN__OO_＋2_ O2 ==
NO2 _红__棕_色、有刺__激__性__气味的 有毒气体
与___水_反应 ①==与=_水_2_H反_N_应_O_：3_＋3__NN_OO_；2＋H2O
②自身化合生成__无__色的
N2O4：2NO2 ___N_2_O_4_； △H﹤0
八、硝酸
(1)、物理性质
1.纯HNO3是 无色、易 挥发 ,有 刺激性 气味的 液体 2. 与水任意比互溶.在空气中遇水蒸气呈白雾状；
常用浓硝酸质量分数为69％. 质量分数为98%以上的硝酸为“发烟硝酸”。
(2)硝酸的化学性质
一元强酸，易挥发，不稳定（分解），强氧化性
1、见光或受热分解
光或
4HNO3
4．在标准状况下将1.92 g铜粉投入一定量浓HNO3中， 随着铜粉的溶解，反应生成的气体颜色逐渐变浅，
当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合 气体1.12 L，则混合气体中NO的体积为 ( )
A．112 mL
B．1 008 mL
C．224 mL
D．448 mL
解析：混合气体的总物质的量为1.12 L÷22.4 L/mol
③2Cu＋O2
△ =====
2CuO，CuO＋2HNO3(稀)===Cu(NO3)2＋
H2O 分析以上三组反应，可以看出：生成相同质量的
Cu(NO3)2，消耗相同质量的铜，但消耗硝酸的质量(或物质 的量)不相同，途径①消耗HNO3最多，途径②次之，途径③ 消耗HNO3最少。通过比较可以看出，生产Cu(NO3)2，途径 ③效果最佳，既不造成污染，又能提高HNO3的利用率。
答案：途径③效果最佳
二、金属与硝酸反应计算题的思维模型 1.思维模型
2.计算中的守恒思想的应用 (1)原子守恒法
n（HNO3）=硝酸盐中NO3-的物质的量+还原产物中被还原的N量
(2)得失电子守恒法
金属失电子数=作氧化剂的HNO3得电子数 (最常用！)
(3)离子方程式计算法 根据金属与硝酸反应的离子方程式进行计算
(3)浓硝酸保存在棕色细口瓶中，需用玻璃塞而不用橡
胶塞。
(4)硝酸与较活泼的金属反应不产生H2，且H＋、NO
－
3
具有强氧化性，与还原性离子：Fe2＋、I－、S2－等不能大
量共存。
(5)常温下，铁、铝在浓硝酸中会发生“钝化”现象，
这是因为浓硝酸把其表面氧化成一层薄而致密的氧化膜，
阻止了反应的进一步进行，所以，常温下可以用铝槽车
2.氨气的实验室制备及氨的还 原性实验探究。
3.NH＋ 4 的检验及铵盐的性质。
影响。
目录：
一、氮 气
二、一氧化氮和二氧化氮的性质
三、氨的性质 四、氨气的实验室制法 五 喷泉实验 六．铵盐的性质 七 NH4+的检验： 八、硝酸
一、氮 气（N2）
氮的原子结构
N +7 2 5
电子式 N N
结构式： N≡N
②CaO与水反应放热使NH3·H2O分解 产生NH3
浓氨水 CaO
练习．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 AC
五 喷泉实验：
例1、喷泉是一种常见的自然现象，其产生原因是存在压 强差。
（1）如图甲为喷泉实验
装置。在烧瓶中充满干燥
气体，胶头滴管及烧杯中
分别盛有液体。下列组合
中不可能形成喷泉的是（ ）
2NH4NO3 = 2N2+O2+4H2O
七 NH4+的检验：取少量样品，与碱 混合于试管 中，加热 。将 湿润的红色 石蕊试纸靠近管口，试纸 变蓝色，说明样品中含有NH4+（或者将蘸有 浓盐酸 的玻 璃棒靠近管口，若有白烟产生，说明样品中含有NH4+）
NH＋4
强碱 ―△―→
无色气体
湿润红色 ――石―蕊―→
2NH3+3CuO 3Cu+N2+3H2O 3Cl2+8NH3==N2+6NH4Cl (4)与某些盐反应。（通入铝盐溶液） Al3+＋3NH3·H2O=__A_l_(O__H_)_3_↓__＋__3_N_H_＋ 4______[实验室制 Al(OH)3]。
【考点突破】 四、氨气的实验室制法 1、实验室制法 Ⅰ、⑴装置图(如右图)：
甲
A、HCl和H2O
B、O2和H2O
C、NH3和H2O
D、CO2和NaOH
（2）如果用图甲装置产生喷泉成败的关键原因是：
①装置必须密闭 ②仪器必须干燥 ③气体尽量集满。
（3 ）某学生积极思考产生喷泉 的其他办法，并设计了图乙所 示装置，在锥形瓶中分别加入 足量的下列物质，反应后可产 生喷泉的是（ D ）
＝0.05 mol,1.92 g铜粉的物质的量为0.03 mol。设NO
的物质的量为n1 mol，则NO2的物质的量为(0.05－n1) mol，根据得失电子守恒得3n1＋(0.05－n1)×1＝ 0.03×2，解得n1＝0.005，V(NO)＝0.005 mol×22.4 L/mol＝0.112 L＝112 mL。 答案：A
为什么氨气溶于水制氨水时，要用一倒 三、氨的性质 置的漏斗？请说明原理。
1．物理性质：__无__色有_刺__激__性__气味的气体，密度比空气 __小__，易液化，_极__易_溶于水(通常 1 体积水能溶解 700 体积氨气)。
2．化学性质
(1)与水反应：NH3＋H2O _N__H_3_·H__2O__ NH＋4 ＋OH－。
(氨溶于水所得的溶液叫氨水，呈碱性，密度小于1 g·cm－3，氨 水有挥发性) (2)与酸（如浓盐酸、硫酸、硝酸、碳酸）反应：得到相应的铵盐。
NH3＋HCl===___N_H_4_C_l_(两种气体相遇产生白烟，可用于两 者检验，HNO3与HCI相遇有此现象吗？) 2NH3＋H2SO4===___(N__H_4_)2_S_O_4__(硫铵、肥田粉)；
③与碱和碱性氧化物反应：与CuO、FeO的反应 （写出有关化学方程式）
④与盐反应：与Na2CO3、Na2SO3 的反应 （写出有关化学方程式）
3、强氧化性 3FeO+ 10HNO3(稀)= 3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O
[认知无盲区] (1)硝酸具有强氧化性，浓硝酸的还原产物一般是NO2， 稀硝酸的还原产物一般是NO，硝酸的浓度越大，氧化性 越强，即浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。 (2)硝酸能溶解除Au、Pt以外的所有金属，金属与硝 酸反应时硝酸的作用是强氧化性和酸性。
六．铵盐的性质
（1）物理性质：白色晶体，易溶于水
（2）化学性质：
①受热分解： NH4HCO3
NH3↑ + H2O + CO2↑
NH4Cl NH3↑+ HCl↑
现象：固体由试管底部转移至试管上部 ②与碱反应：
Ca（OH）2 + 2NH4Cl
CaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O
(4)铵盐受热都能分解，但不是都产生NH3，如NH4NO3 受热分解生成N2O和H2O。
⑵反应原理：
2 NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
⑶装置类型：固体+固体气体[与制 O2（填化学式）] ⑷收集： 向下排空气法 。
⑸干燥：用碱石灰（CaO和NaOH的混和物）干燥，不能
用浓硫酸、P2O5、无水氯化钙 干燥。
A。棉花的作用为防止气体对流，提高收集氨气的速率和纯度。 B．氨气是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，常用此性
装运浓硝酸。
7．用以下三种途径来制取相同质量的硝酸铜：①铜跟浓 硝酸反应；②铜跟稀硝酸反应；③铜跟氧气反应生成 氧化铜，氧化铜再跟硝酸反应。试评价哪种方案为最 佳方案？
解析：有关反应为①Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑
＋2H2O
②3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
试纸
[认知无盲区]
(1)氨与酸反应的实质是NH3与H＋结合形成NH
＋
4
。氨几
乎能与所有的可溶性酸反应生成盐。
(2)氨水的成分是三分子：NH3、H2O、NH3·H2O。三离
子：NH＋4 、OH－、H＋。氨水呈弱碱性。 (3)氨水中有大量的NH3·H2O，但在计算其浓度时，溶质
仍视为NH3。
(4)铵盐受热都能分解，但不是都产生NH3，如NH4NO3 受热分解生成N2O和H2O。
A、Cu与稀硫酸
B、NaHCO3与NaOH溶液
C、CaCO3与稀硫酸
甲
乙
D、NH4HCO3与稀盐酸
（4）比较图甲和图乙两套装置，从产生喷泉的原理 来分析，图甲是 减小 上部烧瓶内气体压强；
图乙是
增大 下部锥形瓶内气体压强（填
增大或减小）。
[考点师说]
1．喷泉实验的形成原理 (1)形成喷泉的原理： 形成喷泉最根本的原因是瓶内外存在压强差。当烧 瓶内气体溶于液体或与之反应时，瓶内气体大量减少，压 强降低，外界的大气压将液体压入烧瓶内，如此持续，最 后液体将充满烧瓶。 (2)常见喷泉的形成主要有以下两类： ①极易溶于水的气体(NH3、HCl、SO2等)与水可形成 喷泉。 ②酸性气体(HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等)与 NaOH(aq)也能形成喷泉。
(1)氧化性：
应用
高温高压
N2+3H2
2NH3
催化剂
工业合成氨、制硝酸 人工固氮
点燃
N2+3Mg
Mg3N2
(2)还原性： 放电 N2+O2
2NO
根瘤菌
N2
化合态氮
自然固氮
氮的固定：将游离态的氮转变为化合态的氮的方法
二、一氧化氮和二氧化氮的性质
氮的氧化 物
NO
色、态、 _无__色、_无__味的
味 有毒气体
(1)来源
汽车的尾气
(2)危害
①NO2和SO2是形成酸雨（PH值小于 5.6）
的N2主+要O物2 质 NO
NO2 HNO3 (雷雨发庄稼)
②NO是造成光化学烟雾的主要原因
由氨气的分子式推测它的化学性质及化学方程式.
化学性质：
NH3
水溶液是碱， 具有碱的通性
指酸 示性 剂氧
化 物
Fra Baidu bibliotek酸盐
氧化还原性
-3
N 具有还原性
NH3＋HNO3===__N_H__4N__O_3__(硝铵、炸药)； NH3＋CH3COOH===_C__H_3_C__O_O__N_H__4 __； NH3＋CO2＋H2O===__N_H__4H__C_O__3__(碳铵)。 (3)还原性。（与氧气反应） 4NH3＋5O2催==化△==剂=___4N_O__＋_6_H_2_O____(工业制硝酸)。
第二章第八节 氮及其化合物的性质及应用
• 四、氮及其重要化合物的相互转化
⑹
⒀
⑼
⑵⑽
⒁
⑸
⑴
⑾⑿
⒂
⑺
⑶
⑷
⑻ Ag(NH3)2OH
强调：⒂要写3个方程式！
考纲定标
热点定位
1.了解氮元素单质及其重 要化合物的主要性质和 应用。
2.了解氮元素单质及其重 要化合物对环境质量的
1.结合氧化还原反应考查不同 价态氮元素之间的转化。
质检验氨气。 C．制取干燥氨气也不能用CaCl2作干燥剂，原因是CaCl2和NH3加
合生成CaCl2·8NH3。
（6）尾气处理 ①在导管口放一团用 水或稀硫酸 浸湿的棉花团吸收多
余的氨气。 ②用水或稀硫酸吸收多余的
氨气（注意防倒吸，如右图） 该装置可以防倒吸的原因：
由于氨气极易溶于水，使烧杯中的水沿漏斗上升，但 由于漏斗容积比较大，当液面沿漏斗上升时，烧杯中液面 在下降，当烧杯中液低于漏斗时，漏斗中的水掉下，从而 防止了水的倒吸。
思考：结构决定性质，性质决定用途，N2 有哪些重要的物理、化学性质？用途？
1、氮气 物理性质：难溶于水，熔沸点很低，
无色无味的气体。
常温下性质__稳__定______
1、氮气 N≡N 容易断开么？ 结构式： N≡N
叁键键能大
2化学性质：
化学性质
常温下稳定
用作保护气
高温或放电条件下才能与氢气、氧气 和活泼金属反应
③较强氧化性：可使湿润 的淀粉 KI 试纸变__蓝__
如何鉴别Br2（气）和NO2？ 1、通入CCl4中 2、通入AgNO3溶液中 3、水
思考:NO和NO2分别用什么方法收集？为什么？
NO只能用排水法收集，不能用排空气法 收集；
NO2只能用向下排空气法收集，不能用 排水法收集。
氮氧化物对大气的污染
在实验室里，常用加热 铵盐和碱的混合物的方法制取氨气。 反应的化学方程式为：
△ 2NH4Cl＋Ca(OH)2 ===== CaCl2＋2H2O＋
2NH3↑
实验室快速制NH3： （1）加热浓氨水法
NH3·H2O=∆== NH3 ↑+H2O
（2）浓氨水加生石灰苛性钠法
①CaO与水反应使氨水中溶剂减少 氨水浓度增大，使NH3·H2O NH3+H2O平 衡向右移动，产生NH3。
====
△
2H2O
+
4NO2↑+
O2↑
硝酸的浓度越大，越容易分解
问题 久置的浓HNO3为何常显黄色？
浓HNO3通常保存在 棕色试剂瓶 中且置于冷暗处，瓶 塞不能用 橡胶塞
2、酸的通性
①与指示剂作用, 稀硝酸与石蕊试液变红，不褪色， 浓硝酸与石蕊试液变红，后褪色。 ②与活泼金属反应不产生H2，常温下与不活泼 金属反应（除Pt、Au外）。