高中化学知识点:氮及其化合物
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高中化学氮及其化合物的性质的知识点介绍氨及铵盐的性质:1、氨是没有颜色、有刺激性气味的气体;密度比空气小;氨极易溶于水且能快速溶解,在常温、常压下1体积水能溶解700体积氨,氨很容易液化,液氨气化时要吸收热量,故液氨常用作致冷剂。
2、氨分子中氮的化合价为-3价,分子中含有极性键,键角为105.5℃,分子构型为三角锥形,属于极性分子。
3、氨溶于水时,大部分NH3与H2O结合,形成NH3•H2O。
NH3•H2O可以这部分电离生成NH4+和OH-,NH3+H2ONH3•H2ONH4++OH-所以氨水显碱性,它能并使酚酞试液变红。
4、氨具有还原性:能被Cl2、O2等物质氧化:2NH3+3Cl2=6HCl+N2(当NH3过量时,也可生成NH4Cl);4NH3+5O2=4NO+6H2O5、铵盐:常见的铵盐有:NH4HCO3、(NH4)2CO3、NH4NO3、NH4Cl等。
铵盐均为易溶柔性于水的白色薄膜,都能与碱反应,NH4++OH-=NH3•H2O,受热时产生NH3;铵盐受热均易水解。
6、NH3的实验室制法:实验室一般用生石灰或Ca(OH)2与NH4Cl纯化加热来制取氨气,Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2NH3↑+2H2O;反应属于“固+固”反应,故装置与生物医学制取氧气的装置相同,但氨气必须用后退排气法收集,并用湿润的红色检验氨所是否收集满。
7、化学氮肥:化学氮肥主要包括与及铵态氮肥(主要成分为NH4+)、硝态氮肥(主要成分为NO3-)和有机态氮肥?D?D尿素(CO(NH2)2)。
[说明]1、喷泉形成的原理:容器内外客观存在糟较大的压强差。
在这种压强差的作用下,液体迅速流动,通过尖嘴带有尖嘴的气管喷出来,形成喷泉。
形成压强差的两类情况:⑴容器内气体极相对于水中其或容器内气体易与溶液中的溶质发生化学反应。
如:NH3、HCl等溶于水;CO2、SO2、Cl2等与碱溶液的水解等;⑵容器内的液体由于受热挥发(如浓盐酸、浓氨水、酒精等)或由于发生化学反应,容器内产生大量的气体,从而以使容器内压强迅速增大,促使容器内液体迅速向外流动,也能形成喷泉。
高一化学知识点关于氮类的氮是化学元素周期表中的第七元素,原子序数为7,符号为N。
它是一种非金属元素,存在于自然界中的气态氮(N2)和氮化合物(如氨气、硝酸等)中。
在高中化学中,我们学习了关于氮类的多个知识点,包括氮的性质、化合物以及如何制取和应用氮化合物等内容。
下面,我将详细介绍高一化学中关于氮类的知识点。
一、氮的性质氮是一种无色、无味、无毒的气体,在常温下为双原子分子气体(N2),具有稳定性较高的化学性质。
氮具有高丰度和广泛分布,占据了地球大气中约78%的体积。
它的沸点为-196℃,熔点为-210℃,密度为0.808 g/L。
由于氮气分子之间的三键比较强,使得氮气具有较高的解离能,不易参与化学反应。
二、氮的化合物1. 氨气(NH3)氮与氢的化合物氨气是高一化学中常见的氮化合物之一。
氨气是一种无色有刺激性气味的气体,它是一种碱性物质,可以与酸反应生成盐和水。
氨气的制备方法有氨气发生器法、电解氨法等。
2. 氮的氧化物(NO、NO2、N2O、N2O4等)氮的氧化物是氮与氧元素的化合物。
其中,氮的氧化态包括+1、+2、+3、+4和+5等多种形式。
氮的氧化物对环境有一定的危害,其中的NOx是大气污染物之一。
3. 硝酸(HNO3)硝酸是一种无色液体,是氮与氧的化合物。
它是一种无机强酸,具有腐蚀性。
硝酸在工业上广泛应用于制药、合成化学等领域。
三、氮化合物的制备与应用1. 氨水的制备与应用氨水是由氨气和水按一定比例制备而成的,它是一种常见的氮化合物。
氨水具有碱性,可用作试剂、清洗剂以及肥料。
2. 硝酸盐的制备与应用硝酸盐是含有硝酸根离子(NO3-)的盐类化合物,可以通过硝酸与金属、非金属等反应制备而成。
硝酸盐在农业中被广泛应用为肥料。
3. 无机氮肥的制备与应用无机氮肥是一种以无机氮化合物为主要成分的肥料,如硝酸铵、尿素等。
它们可以提供植物所需的氮元素,促进植物生长。
总结:上述介绍了高一化学中关于氮类的一些知识点,包括氮的性质、氮的化合物以及氮化合物的制备与应用等内容。
氮及其化合物氮元素是一种典型的变价元素,掌握氮元素形成的单质和化合物的有关知识,应抓住以 下线索(N 元素化合价为线索)化合价 -3 0 +2 +4 +5 物 质 NH3 N 2 NO NO 2 HNO 3 (铵盐) (硝酸盐) 而对其中每种物质都从结构、性质(物理、化学)、制法、用途四方面来认识理解记忆,最后在各物质(不同价态间)间形成相互转化的知识网络。
一、氮气及氮的氧化物 1.氮气(N 2)(1)分子结构:电子式为∶N ┇┇N ∶,结构式为N≡N ,氮氮叁键键能大,分子结构稳 定,化学性质不活泼。
(2)物理性质:纯净的氮气是无色无味的气体,难溶于水,空气中约占总体积的78%。
(3)化学性质:常温下性质稳定,可作保护气;但在高温、放电、点燃等条件下能与H 2、O 2、IIA 族的Mg 、Ca 等发生化学反应,即发生氮的固定(将空气中的氮气转变为含氮化合物的过程,有自然固氮和人工固氮两种形式)N 2中N 元素0价,为N 的中间价态,既有氧化性又有还原性 ①与H 2反应:N 2 +3H 22NH 3 ②与O 2反应:N 2+O 2=2NO③与活泼金属反应: N 2 +3Mg = Mg 3N 2(4)氮气的用途:化工原料;液氮是火箭燃烧的推进剂;还可用作医疗、保护气等。
二、氮的氧化物(2)NO 和NO 2的重要性质和制法 ①物理性质:NO :无色无味气体,有毒,密度比空气大,不溶于水;NO 2:红棕色有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易溶于水; ②化学性质:2NO+O 2=2NO 2(易被氧气氧化,无色气体转化为红棕色); 2NO 2 (红棕色)N 2O 4(无色)(平衡体系); 3NO 2+H 2O =2HNO 3+NO (工业制硝酸); NO+NO 2+2NaOH =2NaNO 2+H 2O (尾气吸收);注:NO 2有较强的氧化性,能使湿润的KI 淀粉试纸变蓝。
高温、高压 催化剂放电 点燃③制法: NO :3Cu+8HNO 3(稀)=3Cu(NO 3)2+2NO↑+4H 2O (必须用排水法收集NO ); NO 2:Cu+4HNO 3(浓)=Cu(NO 3)2+2NO 2↑+2H 2O (必须用向上排空气法收集NO 2) (3)氮的氧化物溶于水的计算:①NO 2或NO 2与N 2(非O 2)的混合气体溶于水可依据3NO 2+H 2O =2HNO 3+NO 利用气体体积变化差值进行计算。
高中化学氮及化合物知识梳理好嘞,今天我们来聊聊氮和它的化合物。
这可是个很有趣的话题,大家可以想象一下,氮就像一个隐形的朋友,虽然我们看不见,但它其实无处不在。
空气中大约有78%都是氮,听上去是不是有点神奇?想想看,我们每天呼吸的空气,里面那么多氮,真的让人觉得挺神秘的。
就像生活中那些默默无闻的英雄一样,氮也是个大角色。
氮这个元素在化学里可是个重要人物。
它的原子符号是N,跟我们平常看到的很多东西都有关系。
比如说,氮气(N₂)就是氮的主要存在形式,基本上就是两个氮原子手拉手,组成了一个稳定的分子。
就像朋友间的默契,这种结合让它在空气中显得非常稳定,不容易反应。
所以说,氮气在化学反应中可不爱出风头,倒是其他的氮化合物就很活跃了。
说到氮的化合物,咱们得提到氨(NH₃)。
氨可不是什么高大上的东西,其实它就是一种气体,闻起来有点刺鼻,像是大葱的味道。
大家可能知道,氨水就是氨溶于水,常被用来清洁家里的油污。
想想看,家里厨房的油腻腻,碰上氨水,那可真是“水到渠成”,一擦就净。
但要小心哦,氨的气味可不是开玩笑的,弄不好会让你眼泪汪汪。
再往下说说硝酸(HNO₃),这可是个强力的酸。
很多人一听到酸,就觉得“哎呀,不好惹”,其实这也是有道理的。
硝酸常用于化肥和炸药的制造,虽然听上去很牛,但在实验室里可得小心使用哦。
想象一下,硝酸就像个有点脾气的孩子,一不小心就会惹麻烦。
还有个重要的化合物叫做硝酸盐,像硝酸钠(NaNO₃)和硝酸钾(KNO₃)。
这些小家伙在农业上可大有作为,是植物生长的“营养师”。
缺了它们,植物就跟没吃饱饭似的,长得慢,结果也少。
想想看,农民伯伯为了种出更好的庄稼,得费多少心思呀,真的是一分耕耘一分收获。
再来聊聊氮氧化物。
这些化合物可就复杂多了,像一位变幻莫测的魔术师。
二氧化氮(NO₂)是一种棕红色气体,它可不是随便好惹的,和水反应会产生酸雨。
大家可能听说过“雨露均沾”,可这酸雨可就没那么温柔,来得猛,损害可大了。
5.2氮及其化合物1氮与氮的氧化物 ........................................................................................................ - 1 - 2氨和铵盐 ................................................................................................................... - 8 - 3硝酸、酸雨及防治 .................................................................................................. - 18 - 4 含氮化合物的转化、计算和综合实验 .................................................................. - 25 -1 氮与氮的氧化物 学 习 任 务 1.结合氮元素在周期表中的位置和原子结构,理解N 2的主要性质和氮的固定,培养“宏观辨识与微观探析”的核心素养。
2.根据实验认识NO 与NO 2的主要性质,培养“科学探究与科学态度”的核心素养。
知识点一 氮气及氮的固定1.氮元素的位置、结构与存在(1)氮元素位于元素周期表的第二周期、第ⅤA 族。
氮原子的最外电子层有5个电子,既不容易得到3个电子,也不容易失去5个电子。
因此,氮原子一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质。
(2)氮元素在自然界中主要以氮分子的形式存在于空气中,部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中,还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。
2.氮气的物理性质N 2是一种无色、无味的气体,ρ(N 2)<ρ(空气),难溶于水。
(一)N 2单质的结构性质1. 结构特点:电子式:,结构式:。
分子中三键键能大,分子稳定,化学性质不活泼,但要注意,N 2一旦吸收能量变为N 原子则性质较活泼。
2. 物理化学性质:无色无味气体,难溶于水,与空气密度相近。
在高温或放电时可与某些物质反应,N 表现为既有氧化性,又有还原性。
(1)与H 2的反应:(2)O 2的反应2NO+O2=2NO 2 2NO 2 N 2O 4(无色) (红棕色) (无色)3NO 2+H 2O=2HNO 3+NO4NO 2+O 2+2H 2O=4HNO 34NO+3O 2+2H 2O=4HNO 3(3)与某些金属的反应:3Mg+N 2点燃Mg 3N 2(第ⅡA 族金属都可发生类似反应)(镁在空气中生成微量Mg 3N 2,镁跟氮气反应比镁跟氧气反应要难得多。
因此mg Mg 在空气中完全燃烧,所得固体的质量小于m ×Mg MgO g ,氮化镁为离子化合物,电子式为 Mg 2+[:N:]3-Mg 2+[:N:]3-Mg 2+)(4)氮的固定:使空气中游离态的氮转化为化合态的氮N 游离态−−→−转化N 的化合态(生物固氮)(二)氮的氢化物——氨1、(1) 结构: 电子式:结构式,空间呈三角锥形,键角107°18′ 物理化学性质:无色,有刺激性气味气体,易液化(与Cl 2,CO 2相同),极易溶于水(1:700),形成氨水。
(2)与水反应:NH 3+H 2O NH 3·H 2O NH 4++OH -,水溶液呈弱碱性。
氨水的成分是:NH 3、H 2O 、NH 3·H 2O (NH 3的主要存在形式)、NH 4+、OH -、H +(极少)注:氨水中含大量NH 3·H 2O ,但表示浓度时用NH 3的多少(mol ,g ,%)(3). 与酸反应:NH 3+HCl=NH 4Cl (白烟)2NH 3+H 2SO 4=424)(SO NH实质是NH 3+H +=NH 4+(3). 与非金属反应:4NH 3+5O 2∆催化剂、4NO+6H 2O+Q8NH 3+3Cl 2=6NH 4Cl+N 2(4)与化合物的反应:NH 3+3CuO N 2+3H 2O+3Cu(5). NH 3的制法:工业制法:H 2的来源:C+H 2O (气)高温CO+H 2 实验室制法: 2O H NH CaCl OH Ca Cl NH 2322422)(++∆+注:NH 3不能用CaCl 2,浓H 2SO 4干燥,可用碱石灰干燥,防止NH 3与空气对流,便于收集纯净的NH 3。
专题十氮及其化合物课标要求1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解氮及其重要化合物的主要性质。
2.认识氮及其重要化合物在生产中的应用和对生态环境的影响。
3.认识氮及其化合物的多样性。
4.认识氮及其化合物的转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
氮及氮的氧化物结合环保问题考查氮及其化合物的性质(热点角度)2019江苏,16生活实践分析与推测氨及铵盐火箭燃料——联氨的结构与性质(热点角度)2016全国卷Ⅱ,26学习探索理解与辨析硝酸硝酸与金属反应的实验探究2015北京,12学习探索探究与创新PH3、H3PO2、PCl3等的性质及其应用(热点)2018全国卷Ⅱ,11A学习探索理解与辨析高考怎么考选择题常从宏观辨识与微观探析角度考查氮的固定、氮氧化物的回收利用,具有一定的创新性;非选择题常结合工艺流程、实验、化学反应原理考查硝酸、氨气、铵盐等物质的性质,要关注守恒法在化学计算中的应用,具有一定的综合性;磷及其化合物一般会结合物质结构等进行考查,砷及其化合物会以新材料、新技术为背景结合工艺流程、物质结构等进行考查,具有一定的应用性。
预计2022年高考对氮及其化合物的考查保持稳定,磷、砷及其化合物可能结合磷矿石等新材料进行命题,考查考生对基础知识的掌握情况和迁移应用的能力。
考点1 氮及氮的氧化物考点帮·必备知识通关考法帮·解题能力提升考法1 氮及氮的氧化物的性质和应用考点2 氨及铵盐考点帮·必备知识通关考法帮·解题能力提升考法2 氨的制备和性质探究考点3 硝酸考点帮·必备知识通关考法帮·解题能力提升考法3 金属与硝酸反应的性质探究与计算高分帮 “双一流”名校冲刺析素材·情境应用素材16 PH3、H3PO2、PCl3等的性质素材17 As及其化合物的性质及应用探模型·主题探究模型2 基于核心素养下的新情境命题模型——工艺流程题11.氮气(1)氮元素在自然界中的存在形式和氮的固定(2)氮气的性质2.氮的氧化物 [重点](1)氮的氧化物氮有多种价态的氧化物:N2O(笑气,有麻醉作用)、NO、N2O3(亚硝酸的酸酐)、NO2(主要的大气污染物)、N2O4、N2O5(硝酸的酸酐)等。
高中化学知识点:氮及其化合物
氮及其氧化物
1.自然界中氮的存在和氮的固定
2.N2的性质
无色无味的气体,占空气体积的__4
5__左右。
3.一氧化氮、二氧化氮
NO NO2
物理性质
颜色无色红棕色毒性有毒有毒溶解性难溶于水易溶于水
化学性质与O2反应2NO+O2===2NO2
与H2O反
应
3NO2+H2O===2HNO3
+NO
与人体、环境的关
系
①与血红蛋白结合,使人中毒
②转化成NO2,形成酸雨、光化
学烟雾
形成酸雨、光化学烟雾
氨、铵盐1.氨的性质
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(1∶700)。
(1)与水反应:NH 3+H 2O
NH 3·H 2O NH +4+
OH -,氨的水溶液叫氨水,呈弱碱性。
(2)还原性
与氧气反应:4NH 3+5O 2=====催化剂△
4NO +6H 2O 。
(工业制HNO 3的基础反应) (3)与酸反应
与氯化氢反应:NH 3+HCl===NH 4Cl ,
现象:产生白烟。
应用:用于NH 3与挥发性酸的互相检验。
2.铵盐的性质
铵盐都是白色或无色晶体,都易溶于水,属于离子化合物
(1)不稳定性:NH 4Cl=====△NH 3↑+HCl ↑,
NH 4HCO 3=====△NH 3↑+CO 2↑+H 2O 。
(2)与强碱反应:NH 4Cl +NaOH=====△NH 3↑+NaCl +H 2O 。
应用于NH +4的检验和NH 3的制取。
3.NH 3的制取原理
(1)工业制法:N 2+3H 2高温高压催化剂2NH 3。
(2)实验室制法:2NH 4Cl +Ca(OH)2=====△CaCl 2+2NH 3↑+2H 2O 。
硝酸
硝酸是易挥发的有刺激性气味的液体,与水互溶。
1.强氧化性
(1)与金属反应:
①与除Au 、Pt 外大部分金属反应(如Cu):
Cu +4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2+2NO 2↑+2H 2O ;
3Cu +8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2+2NO ↑+4H 2O 。
②常温下浓HNO 3使Fe 、Al 钝化。
(2)与非金属(如木炭)反应:
C +4HNO 3(浓)=====△CO 2↑+4NO 2↑+2H 2O 。
(3)与某些还原性化合物(如Fe 2+、SO 2-3、I -等)反应。
如FeCl 2与稀HNO 3反
应的离子方程式为3Fe 2++4H ++NO -3===3Fe 3++NO ↑+2H 2O 。
2.不稳定性
4HNO 3(浓)=====光或△
4NO 2↑+O 2↑+2H 2O 故硝酸应保存在棕色试剂瓶中,并放在冷暗处。
3.王水:浓HNO 3与浓盐酸的体积比为1∶3,能溶解金、铂。
1.易误诊断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)NO 只能用排水法收集,不能用排空气法收集的理由是密度与空气接近
( )
(2)NO 2与H 2O 反应中,NO 2只作氧化剂( )
(3)NH 3的水溶液呈碱性,故NH 3为碱( )
(4)浓氨水与所有浓酸相遇均能形成白烟( )
(5)所有铵盐受热易分解,但不一定均能生成NH 3( )
(6)硝酸的还原产物一定为NO 或NO 2( )
(7)足量Cu 与一定浓HNO 3反应,生成的气体中含有NO 2和NO 气体( )
【答案】 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)√
2.写出下列反应的离子方程式
(1)NO 2通入水中:____________________________________________。
(2)NH 3通入盐酸中:__________________________________________。
(3)氨水与盐酸混合:___________________________________________。
(4)NaOH 溶液与NH 4Cl 溶液混合共热:__________________________。
(5)Cu 投入浓HNO 3中:_______________________________________。
(6)Cu 投入稀HNO 3中:_______________________________________。
【答案】 (1)3NO 2+H 2O===2H ++2NO -3+NO
(2)NH 3+H +===NH +4
(3)NH 3·H 2O +H +===NH +4+H 2O
(4)NH +4+OH -
=====△ NH 3↑+H 2O (5)Cu +4H ++2NO -3===Cu 2++2NO 2↑+2H 2O
(6)3Cu +8H ++2NO -3===3Cu 2++2NO ↑+4H 2O
3.(2014·厦门模拟)氨(NH 3)是重要的含氮化合物。
为了在实验室制取干燥的氨气,甲、乙、丙三位同学分别设计了如下图三套实验装置:
甲 乙 丙
(1)实验装置和所用药品都正确的是________(填“甲”“乙”或“丙”)。
不正确的理由是______________。
(2)写出实验室制取氨气的化学方程式_______________________________。
(3)试管口棉花的作用是________________________________________。
【答案】 (1)丙 甲不正确是因为无干燥装置,乙不正确是因为浓H 2SO 4吸收NH 3,无法收集到NH 3
(2)2NH 4Cl +Ca(OH)2=====△CaCl 2+2NH 3↑+2H 2O
(3)防止空气进入试管,避免NH 3与空气对流
氮及其化合物转化的一主线
N 2―→NH 3――→O 2 NO ――→O 2 NO 2――→H 2O HNO 3――→NH 3
NH 4NO 3 氨气的3个性质:①NH 3与H 2O ②NH 3与酸 ③NH 3与O 2
铵盐与碱反应的2个应用
①实验室制NH 3 ②检验铵盐或NH +4存在
硝酸的3个反应
3Cu +8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2+2NO ↑+4H 2O ,
Cu +4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2+2NO 2↑+2H 2O ,
C +4HNO 3(浓)=====△
CO 2↑+4NO 2↑+2H 2O
氮的氧化物和硝酸的主要性质及应用
1.氮及其化合物的转化关系
2.硝酸的强氧化性及其规律
(1)硝酸与非金属单质的反应
硝酸与非金属单质反应时非金属单质一般被氧化为最高价氧化物或其对应的水化物,硝酸只表现为氧化性,完全转化为还原产物。
如C +4HNO 3(浓)=====△CO 2↑+4NO 2↑+2H 2O
S +6HNO 3(浓)=====△H 2SO 4+6NO 2↑+2H 2O
(2)硝酸与金属反应的一般规律
①硝酸与金属反应一般不产生氢气。
②浓硝酸+金属→硝酸盐+NO 2+H 2O ,稀硝酸+金属→硝酸盐+NO +H 2O ,稀硝酸也可能被还原为N 2、N 2O 、NH 3和NH 4NO 3等。
③硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。
④浓硝酸与铜反应时,若铜过量,反应开始时浓硝酸被还原为NO 2,但随着反应的进行,硝酸变稀,其还原产物变为NO 。
⑤铁与稀硝酸反应时,铁过量,氧化产物为Fe 2+;铁不足,氧化产物为Fe 3+;二者的量在一定范围内,可能生成Fe 2+和Fe 3+的混合物。
3.硝酸与金属反应的有关计算方法
(1)原子守恒:
HNO 3与金属反应时,一部分HNO 3起酸的作用,以NO -3的形式存在于溶液中;一部分作氧化剂转化为还原产物,这两部分中氮原子的总物质的量等于反应。