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氮及其化合物〖复习目标〗1．认识氮氧化物之间的转化规律，知道氮氧化物对自然环境的影响； 2．掌握氨及铵盐的性质和用途，了解生物固氮的原理；3．知道工业上生产硝酸的基本原理，了解硝酸的特性和应用。
〖知识清单〗 一、氮气1．分子结构：电子式 ，结构式 。
2．化学性质：常温下氮气性质稳定的原因 。
30223N H N N O -+←−−−−−−−−→氧化性还原性①②⑴与氢气反应 ，⑵与氧气反应 ， ⑶与镁反应 。
3．应用：液氮可以做制冷剂；用作保护气；工业上合成氨、制氮肥、制硝酸。
二、氮氧化物 1．“雷雨发庄稼”的反应原理 ，雨水中HNO 3进入土壤与矿物质作用生成 ，其中 被植物根系吸收。
2．光化学烟雾⑴产生：氮肥的生产、金属的冶炼和汽车等交通工具的广泛使用。
⑵危害：形成 和 。
⑶防治：使用新能源，减少氮氧化物排放；为汽车安装 装置，反应方程式为 ； 对生产化肥、硝酸工厂进行 等。
三、氨气与铵盐 1．NH 3的生产德国化学家 首次合成出了氨，反应方程式为 。
2．NH 3的分子结构：电子式 ，结构式 ，空间构型 ，分子极性 ，N 原子杂化方式 。
3．NH 3的化学性质⑴与H 2O 反应⑵与酸反应(HCl 、H 2SO 4、HNO 3)⑶与氧气反应： 4．铵盐 ⑴常见铵盐碳铵，氯铵，硫铵(肥田粉) ，硝铵。
⑵化学性质①受热分解：②与碱反应：⑶铵根离子的检验5．自然界氮的循环四、硝酸1．物理性质纯硝酸是色，有气味的液体，具有挥发性，工业硝酸常因溶有少量而略带黄色。
工业硝酸的质量分数约为69％，质量分数在98％以上的硝酸称为。
2．化学性质HNO3的化学性质主要表现为“三性”：⑴强酸性：具有酸的通性稀HNO3能使紫色的石蕊试液。
⑵不稳定性硝酸不稳定，见光或受热易分解，其反应方程式：。
因此，浓硝酸应盛放在色细口试剂瓶中，且放在黑暗、温度低的地方，⑶强氧化性①与金属（除Pt、Au外）的反应Cu与浓、稀HNO3反应的化学方程式分别为：、。
第22讲 氮及其氧化物 硝酸[复习目标] 1.了解氮及其氧化物的主要性质及应用；了解氮氧化物对环境的影响。
2.掌握硝酸的性质及应用。
考点一 氮及其氧化物1．氮的固定2．氮气(1)物理性质：无色无味的气体，密度比空气略小，难溶于水。
(2)化学性质写出有关化学方程式： ①3Mg ＋N 2=====点燃Mg 3N 2； ②N 2＋3H 2高温、高压催化剂2NH 3；③N 2＋O 2=======放电或高温2NO 。
(3)下列氮气的用途叙述中，分别应用了氮气的什么性质？ ①文物馆将贵重文物保存在氮气中________。
②氮气是合成氨工业的重要原料________。
③雷电是自然界重要的固氮方式________。
④医疗上，液氮是常见的冷冻剂________。
答案 ①N 2的稳定性 ②N 2的氧化性 ③N 2的还原性 ④N 2的沸点低，液氮易汽化，且汽化吸收热量3．氮的氧化物(1)氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1→＋5价都有对应的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。
(2)NO和NO2的比较性质NO NO2色、味、态无色的气体红棕色、有刺激性气味的气体水溶性不溶于水易溶于水毒性有毒，大气污染物之一有毒，大气污染物之一与水反应不反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO与氧气反应2NO＋O2===2NO2不反应提醒①NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46。
②验证某无色气体为NO的方法是向该无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。
4．氮氧化物对环境的污染及防治(1)常见的污染类型①光化学烟雾：NO x在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。
②酸雨：NO x排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。
③破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。
第22讲氮及其氧化物硝酸[复习目标] 1.了解氮及其氧化物的主要性质及应用；了解氮氧化物对环境的影响。
2.掌握硝酸的性质及应用。
考点一氮及其氧化物1．氮的固定2．氮气(1)物理性质：____色____味的气体，密度比空气略小，____溶于水。
(2)化学性质(3)下列氮气的用途叙述中，分别应用了氮气的什么性质？①文物馆将贵重文物保存在氮气中________。
②氮气是合成氨工业的重要原料___________________________________________________。
③雷电是自然界重要的固氮方式___________________________________________________。
④医疗上，液氮是常见的冷冻剂____________________________________________________。
3．氮的氧化物(1)氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1→＋5价都有对应的氧化物，如N2O、______、N2O3、NO2(或______)、N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、________。
(2)NO和NO2的比较性质NO NO2色、味、态无色的气体水溶性____溶于水____溶于水毒性有毒，大气污染物之一有毒，大气污染物之一与水反应不反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO与氧气反应不反应思考已知液溴极易汽化成红棕色的溴蒸气，你能设计哪些简单的实验鉴别二氧化氮和溴蒸气。
_______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ 4．氮氧化物对环境的影响1．固氮反应一定属于氧化还原反应()2．N2与O2在放电条件下直接化合成NO2()3．可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物()4．NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象()5．高温、高压、催化剂条件下氮气与氢气反应时，氮气作还原剂()6．NO2溶于水时，NO2是氧化剂，水是还原剂()7．NO易溶于水，所以只能用排空气法收集()8．将NH3在一定条件下转化为尿素属于氮的固定()一、氮在自然界中循环图的理解1．自然界中氮的循环如图所示。
第四章 非金属及其化合物 〖课 题〗第四课时 氮的氧化物和硝酸 〖复习目标〗 （1）掌握氮元素单质及其化合物（NO、NO2、HNO3等）的物理和化学性质。
（2）掌握HNO3的强氧化性及相关的计算， 掌握守恒法的计算技巧。
（3）了解氮及其重要化合物对环境质量的影响。 〖教学重点〗氮元素单质及其化合物（NO、NO
2、HNO3等）的化学性质、HNO3的强氧化性及相关的计
算 〖教学难点〗HNO
3的强氧化性及相关的计算
〖教学过程〗
【知识精讲】 1、氮气 （1）氮的固定 ①含义：使空气中游离态的氮转化为化合态氮的过程。 ②方法：自然固氮、人工固氮 （2）氮气的性质 ①物理性质 纯净的N2是一种无色无味的气体，难溶于水，在空气中约占总体积的 78% 。 ②结构：电子式为 结构式为 N≡N ，氮氮三键的键能大，分子结构稳定，化学性质不活泼。 ③化学性质 通常情况下，N2化学性质很稳定，只在高温、放电、催化剂等条件下才能发生一些化学反应。
N N A．与H2反应：N2+3H2高温、高压催化剂2NH3。 B．与O2反应： N2+O2=2NO 。 C．与Mg反应：N2+3Mg=====点燃Mg3N2。 2、氮的氧化物 氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。 （1）NO与NO2 NO NO2 物理性质 颜色 无色 红棕色 毒性 有毒 有毒 溶解性 不溶 能溶（反应） 化学性质 与O2反应 2NO+O2=2NO2 与H2O反应 3NO2+H2O=2HNO3+NO 实验室制法 （填化学方程式） 3Cu+8HNO3(稀)= 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Cu+4HNO3(浓)= Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 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
【注意】 ①氮的氧化物都是大气污染物。 ②空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素。 ③空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等。 ④NO2：既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。 NO2能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝：2NO2+2KI= 2KNO2+I2。 ⑤NO、NO2均能与NH3发生归中反应生成N2。 NOx+NH3→N2+H2O。 ⑥氮氧化合物与碱的反应 2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O （2）氮氧化物对环境的污染及防治 ①常见的污染类型 A、光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生的一种有毒的烟雾。 B、酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。 C、破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。 ②常见的NOx尾气处理方法 A、碱液吸收法 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是：n(NO2)≥n(NO)。一般适合工业尾气中NOx的处理。
B、催化转化：在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。 3、硝酸 （1）硝酸的物理性质 色味态：无色有刺激性气味的液体 ； 挥发性：易挥发 ； 水溶性：与水以任意比互溶； 发烟硝酸：质量分数大于98%的硝酸。 （2）硝酸的化学性质 ①具有酸的通性，但考虑其酸性时需首先考虑到其强氧化性。 【注意】①浓、稀HNO3对紫色石蕊试液作用，前者使之先变红后褪色，后者只使之变红。 ②金属与HNO3反应不产生H2。 ③比较HNO3与Na2CO3和Na2SO3的反应。(前者为复分解反应，后者为氧化还原反应。) ②不稳定性：浓硝酸显黄色，是因为HNO3分解产生的NO2溶解在硝酸中，说明浓硝酸具有不稳定性，
化学方程式为 4HNO3(浓） O2↑+4NO2↑+2H2O。 ③强氧化性 A、与金属的反应 除Pt、Au外，大部分金属均能与HNO3反应。 Cu与浓、稀HNO3发生反应的化学方程式分别为： Cu+4HNO3(浓） = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀）= 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Fe、Al遇冷的浓HNO3或浓H2SO4能发生钝化，故可以用铁、铝容器贮存冷的浓HNO3、浓H2SO4。 【规律总结】硝酸与金属反应的规律 a.HNO3与金属反应一般不能产生H2。 b.还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO；很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2
或NH4NO3。
c.硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。 B、与非金属反应 与浓HNO3反应时，非金属单质一般被氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸，如碳与浓HNO3
反应的化学方程式为：C+4HNO3（浓）= CO2↑+4NO2↑+2H2O 。
C、与某些还原性化合物或离子的反应，例如：H2S、SO2、HBr、HI、FeCl2等。 D、王水 王水由浓硝酸与浓盐酸按体积比1∶3混合所得，具有更强的氧化性，能使Au、Pt溶解。 ④与有机物的反应 A、硝化反应（如与苯反应）； B、酯化反应（如与纤维素反应）； C、颜色反应（如与蛋白质反应）。
【方法精讲】 1、氮的氧化物溶于水的有关计算 （1）解答氮氧化物溶于水的计算问题首先应明确原理 无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体，反应的实质是 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ①， 2NO＋O2===2NO2 ②， 故若有气体剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。 A、若NO和O2通入水中，总关系式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 ③
B、若NO2和O2通入水中，总关系式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 ④。 （2）注意原子守恒和得失电子守恒的运用
有关氮的氧化物的计算，从反应实质看都是氧化还原反应。可以从得失电子数相等或原子守恒的角度分析，简化计算过程。如NOx与O2、H2O转化为硝酸的计算，则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。 （3）不同情况及剩余气体的体积 序号 气体 反应 剩余气体 剩余气体的量 Ⅰ NO2 ① NO 13 V(NO2) Ⅱ NO2＋NO ① NO V(NO)原＋13 V(NO2)
Ⅲ NO2＋O2 ＝4∶1 ④ 无 0 <4∶1 ④ O2 V(O2)原－14 V(NO2)
>4∶1 ④② NO 13 [V(NO2)－14 V(O2)]
Ⅳ NO＋O2 ＝4∶3 ③ 无 0 >4∶3 ③ NO V(NO)原－43 V(O2)
<4∶3 ③ O2 V(O2)原－34 V(NO)
（4）NO2、NO、O2三者组成的混合气体溶于水 A、先按①反应后，再据表Ⅳ进行计算。 B、先按④反应后，再据表Ⅲ进行计算。
【注意】 ①因为水溶液中发生反应3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，所以无论何种情况下水溶液中不会剩余NO2。 ②当NO2和N2O4的混合气体作用于H2O时，不要忽视由于NO2的消耗，N2O4会转化为NO2。
2、金属与硝酸的反应的相关计算 （1）金属与HNO3反应的一般通式 ①金属+浓硝酸→金属硝酸盐+NO2↑+H2O ②金属+稀硝酸→金属硝酸盐+NO↑+H2O （2）反应规律 ①金属与硝酸反应一般不生成H2。浓HNO3一般被还原为NO2，稀HNO3一般被还原为NO。 ②铁与稀硝酸反应，先生成Fe(NO3)3，若Fe过量，Fe(NO3)3再和Fe反应生成Fe(NO3)2。 ③铜与浓HNO3反应，若Cu过量，开始时硝酸的还原产物为NO2，随着反应的进行，浓HNO3变稀，硝酸的还原产物为NO，最终应得到NO2和NO的混合气体。 （3）计算方法 ①思维模型 ②计算中的守恒思想的应用 A、原子守恒法 HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作为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消耗的HNO3中氮原子的物质的量。 B、得失电子守恒法 HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。 C、电荷守恒法 HNO3过量时反应后溶液中（不考虑OH-）则有：c(NO3-)=c(H+)+nc(Mn+)(Mn+代表金属离子)。 D、离子方程式计算法 金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO3-在H2SO4提供H+的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H+或NO进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。
【典例精讲】 【例1】在一定温度下，某浓度的硝酸与金属锌反应生成N02和NO，两者的物质的量之比为1：3，则要使1mol金属锌完全反应，反应过程中消耗此硝酸的物质的量为 （ ） A．2.4 mol B．2.6 mol C．2.8mol D．3.2 mol 【答案】C 【解析】根据Zn到最后全部以Zn(NO3)2的形式存在且Zn失去的电子给了HNO3，HNO3被还原为NO2和NO，根据电子守恒，设n(NO2)=x，n(NO)=3x，有x+3x·3=1 mol×2，得x=0.2，即n(NO2)+n(NO)=0.8 mol，所以消耗的n(HNO3)=0.8 mol+1 mol×2=2.8 mol，答案选C。 【例2】同温同压下，将NO2、NO、O2按一定的体积比充满一容器积比充满一容器，再倒置于盛水的水槽
