高中化学 氮及其化合物
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知识点:高一化学氮及其化合物
高一化学是高中生学好高中化学的重要组成部分,学好化学直接影响着高中三年理综的成绩。下面是为大家汇总的高一化学氮及其化合物。
氮及其化合物
Ⅰ、氮气(N2)
a、物理性质:无色、无味、难溶于水、密度略小于空气,在空气中体积分数约为78%
b、分子结构:分子式N2,电子式 ,结构式Nequiv;N
c、化学性质:结构决定性质,氮氮三键结合非常牢固,难以破坏,所以但其性质非常稳定。
①与H2反应:N2+3H2 2NH3
②与氧气反应:N2+O2========2NO(无色、不溶于水的气体,有毒)
2NO+O2===2NO2(红棕色、刺激性气味、溶于水气体,有毒)
3NO2+H2O===2HNO3+NO,所以可以用水除去NO中的NO2
两条关系式:4NO+3O2+2H2O==4HNO3,4NO2+O2+2H2O==4HNO3
Ⅱ、氨气(NH3) a、物理性质:无色、刺激性气味,密度小于空气,极易溶于水(1∶700),易液化,汽化时吸收大量的热,所以常用作制冷剂
b、分子结构:分子式NH3,电子式 ,结构式H-N-H
c、化学性质:
①与水反应:NH3+H2O NH3bull;H2O(一水合氨)
NH4++OH-,所以氨水溶液显碱性
②与氯化氢反应:NH3+HCl==NH4Cl,现象:产生白烟
d、氨气制备:原理:铵盐和碱共热产生氨气
方程式:2NH4Cl+Ca(OH)2===2NH3uarr;+2H2O+CaCl2
装置:和氧气的制备装置一样
收集:向下排空气法(不能用排水法,因为氨气极易溶于水)
(注意:收集试管口有一团棉花,防止空气对流,减缓排气速度,收集较纯净氨气)
验证氨气是否收集满:用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,若试纸变蓝说明收集满
干燥:碱石灰(CaO和NaOH的混合物)
一、氮气
合成氨原理,人工固氮)
雷电时空气中发生的反应,大气固氮
镁带在空气燃烧其中之一反应
二、氮的氧化物
1、一氧化氮与氧气
2、二氧化氮与水
3.涉及NO2气体颜色深浅、压强、密度、气体体积等都要考虑此反应
4、一氧化氮,二氧化氮制硝酸
5、硝酸工业尾气吸收
6、实验室制NO
实验室制NO2
三、氨气与铵盐
1 NH3·H2O
2、氯化氢与氨气相遇有白烟生成,相互检验
3、硝酸工业重要反应
4、用氨水检验氯气管道的泄漏(平行反应)
5、氨气实验室制法
(注意点①消石灰不能用NaOH、KOH代替,原因是:
a、NaOH、KOH具有吸湿性、易结块,不利于产生NH3;b、在高温下能腐蚀大试管。)
② 因氨气比空气轻,易与空气发生对流,所以收集时,导气管应插入收集气体的试管底
部附近,并在试管口塞一团干燥的棉花团,来防止NH3与空气对流,确保收集到纯净的氨气。
③制备NH3也可以通过加热浓氨水的方法,利用NH3·H2ONH3↑+H2O原理制备。也
可以在烧碱或生石灰中滴加浓氨水来制备,烧碱或生石灰溶于水为放热,促进NH3·H2O的分解,并增大溶液中c(OH)使NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH向逆方向移动,从而产生NH3 )
6、工业上制氨气
7、 NH4HCO3
NH4Cl
8、NaOH+ NH4Cl
(NH4)2SO4 + 2NaOH
(检验铵根离子:加浓的氢氧化钠并加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝)
四、硝酸
1、硝酸分解
2、铜与硝酸反应
3、往热的浓硝酸中逐渐加铁至过量依次发生反应的方程式
4、碳与浓硝酸反应
五、硝酸盐 (在金属活动性顺序表中,镁之前的金属)
(镁与铜之间,包括镁与铜)
(铜之后)
六、工业上制硝酸
工业上制硝酸的反应原理(二个方程式、三个方程式)、尾气吸收方程式(2个)
硝酸工业尾气吸收
(一)N2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,N2一旦吸收能量变为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H2的反应:
(2)O2的反应
2NO+O2=2NO2 2NO2 N2O4
(无色) (红棕色) (无色)
3NO2+H2O=2HNO3+NO
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
4NO+3O2+2H2O=4HNO3
(3)与某些金属的反应:
3Mg+N2点燃Mg3N2(第ⅡA族金属都可发生类似反应)
(镁在空气中生成微量Mg3N2,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×MgMgOg,氮化镁为离子化合物,电子式为
Mg2+[:N:]3-Mg2+[:N:]3-Mg2+)
(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Cl2,CO2相同),极易溶于水(1:700),形成氨水。
(2)与水反应:
NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-,水溶液呈弱碱性。氨水的成分是:
NH3、H2O、NH3·H2O(NH3的主要存在形式)、NH4+、OH-、H+(极少)
注:氨水中含大量NH3·H2O,但表示浓度时用NH3的多少(mol,g,%)
(3). 与酸反应:
NH3+HCl=NH4Cl(白烟)
2NH3+H2SO4=424)(SONH 实质是NH3+H+=NH4+
(3). 与非金属反应:
1 氮及其化合物
一、选择题
1.电闪雷鸣的雨天,N2与O2会发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收
同温同压下,两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满①NH3,②NO2,进行喷泉实验,如图所示,经充分反应后,瓶内溶液的物质的量浓度为 (
)
A.①>② B.①<② C.①=② D.不能确定
2. 已知NH3难溶于CCl4,如下图所示,下列装置中,不宜用于吸收氨气的是 (
)
4. 下列反应中,浓硝酸既表现氧化性,又表现出酸性的是 ( )
①浓硝酸中滴入石蕊试液并微热 ②氧化亚铁与浓硝酸反应 ③氢氧化铝与浓硝酸反应 ④碳与浓硝酸
A.①② B.③④ C.①④ D.②③
5. 某元素的单质与足量浓HNO3反应时,参加反应的单质与HNO3的物质的量之比为1∶4,则反应后的产物中,该元素的价态可能为 ( )
A.+1 B.+5 C.+3 D.+4
6.把SO2通入Fe(NO3)3溶液中,溶液由棕黄色变为浅绿色,但立即又变为棕黄色,这时若滴入BaCl2溶液,会产生白色沉淀。在上述一系列变化过程中,最终被还原的是( )
A.SO2 B.Cl- C.Fe3+ D.NO-3
7.(2009·宁夏高考)将22.4 L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后,气体体积变为11.2 L(体积均在相同条件下测定),则该氮氧化合物的化学式为 ( )
A.NO2 B.N2O3 C.N2O D.N2O4
8.“绿色化学实验”已走进课堂,下列做法符合“绿色化学”的是 ( )