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1、1第四节第四节 氮及其重要化合物氮及其重要化合物一、氮的单质及其氧化物一、氮的单质及其氧化物1.氮在自然界中的存在与转化：氮的固定是指 。其中， 称为自然固氮，如自然界雷电作用、豆科植物的根瘤作用；通过 称为人工固氮，如工业合成氨。2氮气(1)物理性质： 色， 味， 体， 溶于水，密度比空气 ，沸点比氧气 。(2)化学性质：N2分子内氮原子间以 键结合，非常牢固，使 N2化学性质很 ，常作保护气。与氢气反应： 。 a 该反应是 的反应。也属于人工固氮的反应之一。b 这是非常典型的可逆反应，高中阶段极少见的反应条件： 。与氧气反应： 。a 在汽车发动机中发生该反应，使 成为汽车尾气的主要成分之一
2、。在大气中雷电条件下进行此反应，属于自然固氮反应之一。b NO 可能像 CO 一样，与动物 结合使之中毒；NO 还能形成 污染环境，NO还能破坏 。能形成光化学烟雾。与活泼金属如 Mg 反应： ，金属镁在空气中燃烧时，除 MgO 外，有少量 生成。3.NO 和 NO2的性质比较气 体NONO2色、态溶解性收集方法、毒性、与 H2O 反应与 O2反应2实验室制法二、氨和铵盐二、氨和铵盐1氨气物理性质： 色、 气味的 体， 溶于水，常温常压下 1 体积水能溶解 700体积的氨气，密度比空气 ， 液化，可作制冷剂。2. 氨气化学性质：与水反应：氨水呈 性，氨气是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变 色的气体
3、，常用此性质检验氨气。反应方程式： 。与酸反应：与挥发性酸(如浓盐酸、硝酸)的反应： 。现象：沾浓盐酸和浓氨水的玻璃棒 。与不挥发硫酸反应： 。现象： 现象与盐如 AlCl3反应： ，氨水过量时沉淀 。氨气的还原性：NH3中的 N 呈-3 价，所以 NH3具有还原性，能被 O2、CuO、NOx、Cl2等物质氧化。O2催化氧化： ；纯氧中点燃： 。Cl2足量： ； Cl2少量： 。3. 氨气实验室制法：用固体加固体制取： 。用液体浓氨水与固体碱制取： 。4 氨气用途：制 HNO3、铵盐、纯碱、尿素，制冷剂等。5.铵盐物理性质：都是 色或白色晶体，都 溶于水。化学性质：不稳定性：NH4Cl ；一般
4、分解规律是首先分解生成氨气和酸，然后再看酸是否再分解。如 NH4HCO3 。与碱反应：a. 在稀溶液中不加热：NH4OH= 。 b.加热时或浓溶液：NH4OH 。 NH4的检验：未知液 加入 至呈碱性并加热产生气体使 ，则证明含NH； 4也可以将蘸有浓盐酸的玻璃棒代替石蕊试纸，靠近管口，若 ，说明样品中含有 NH4+。三、硝酸三、硝酸1物理性质： 色、 气味的液体， 挥发，在空气中遇水蒸气呈 状。2化学性质：有酸的通性，如与碱、碱性氧化物、盐等物质反应。另外还有以下特性。3不稳定，加热或光照条件分解： 。市售浓硝酸呈黄色的原因是： 。硝酸保存在 中，置于冷暗处，用玻璃塞，不能用橡胶塞。强氧化性
5、：铜与溶液硝酸反应： ；铜与溶液硝酸反应： 。浓、稀硝酸都有强氧化性，而且 氧化性越强。能与 Au、Pt 以外的绝大多数金属反应。有些金属如 Al、Fe 等，在 中发生钝化。故可以用 运输冷的浓硝酸。HNO3(浓) 表现出强氧化性时，生成 和 ，HNO3(稀) 表现出强氧化性时，生成 和 。判断硝酸在反应中表现出的性质时，产物中生成硝酸盐，则硝酸必然表现出酸性；若有氮原子价态降低的产物生成，则硝酸必然表现出强氧化性。如：与有机物反应：硝化反应(与 C6H6反应)：C6H6+HNO3 浓硫酸 C6H5NO2+H2O颜色反应：蛋白质遇到浓硝酸时变 色3NO3离子的检验：晶体或浓溶液与浓硫酸、Cu
6、共热时，产生 则含 NO3；若为稀溶液则先浓缩。4用途：化工原料，用于制化肥、染料、炸药等。一、氨气的实验室制法与性质一、氨气的实验室制法与性质1加热固态铵盐和碱的混合物方法(1)反应原理： 。(2)装置：“固体固体 气体”如图。(3)收集：只能用 。(4)干燥：用 (NaOH 和 CaO 固体的混合物)。 （能/不能）用 CaCl2 。(5)验满方法：用 ；将蘸有 。(6)环保措施：收集时，一般在试管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，目的是 。 。注意事项：不宜选用 NH4NO3和 NH4HCO3，因为 NH4NO3受热 ，NH4HCO3受热易 。不宜直接加热 NH4Cl 分解制取氨气，因为
7、 。Ca(OH)2不宜用 NaOH、KOH 代替，原因 。2浓氨水中加固态碱性物质制取氨气(1)原理：浓氨水中存在平衡：NH3H2ONH3H2ONH4+OH，(2)加入固态碱性物质(如 CaO、NaOH、碱石灰等)，规规律律总总结结4溶于水 ， ，促进了 NH3H2O 的分解。(3)装置：右图二、氨气的性质二、氨气的性质1氨气的催化氧化实验探究装置作用或现象提供 红热的铂铑合金丝保持红热，证明反应 吸收 看到 2氨气的溶解性实验问题氨气喷泉实验的基本原理：气体 ，在短时间内产生足够的压强差(负压)，打开止水夹后，大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中，在尖嘴导管口形成喷泉。 形成喷泉的气体与液体组合：
8、NH3、HCl、SO2、NO2 与液体 组合能形成喷泉。 一些气体如 SO2 、CO2、Cl2与液体 组合能形成喷泉。 三、硝酸与金属、非金属反应的一般规律三、硝酸与金属、非金属反应的一般规律1硝酸与金属反应的一般规律(1)金属与 HNO3反应的一般通式为：金属浓硝酸 反应中，表现氧化性和酸性的 HNO3之比为 。金属稀硝酸 反应中，表现氧化性和酸性的 HNO3之比为 。(2)足量金属与一定量浓硝酸反应时，随着 ，产物也发生改变。2硝酸与非金属反应的规律(1)浓硝酸能与碳、硫、磷等非金属单质反应，一般生成 或 、二氧化氮和水。(2)与非金属单质反应，HNO3表现 性，不表现 性。3计算中的守恒
9、思想的应用（另有专题详论）(1)原子守恒法：HNO3与金属反应时，一部分 HNO3起酸的作用，以 NO3- 形式存在于溶液中；另一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分氮原子的总和等于反应消耗的 HNO3中氮原子的量。(2)得失电子守恒法：HNO3中氮原子得电子的物质的量等于还原剂失电子的物质的量。(3)电荷守恒法：HNO3过量时反应后溶液中(不考虑 OH)有：c(NO3-)c(H)nc(Mn)(Mn代表金属离子)。(4)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 NO在 H2SO4提供 H的条件下能 3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
10、判断，然后根据完全反应的金属或 H或5NO进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。 31实验室里可按下图所示的装置干燥、贮存某气体 R，多余的气体可用水吸收，则 R 是 ( )ANO2 BHCl CCH4 DNH321.92 g Cu 投入一定量的浓 HNO3溶液中，Cu 完全溶解，生成气体颜色越来越浅，共收集到标准状况下的气体672 mL，将盛有此气体的容器倒扣在水槽中，通入标准状况下一定体积的氧气，恰好使气体完全溶于水，则通入的氧气的体积为( )A504 mL B336 mL C224 mL D168 mL3. 判断在下列反应中硝酸表现出的性质：(1)C+4 HNO3 CO2+4NO2+2H
11、2O ；HNO3表现出 性。(2)与某些还原性物质反应：3 FeO+ 10 HNO3(稀)= 3Fe(NO3)3+NO+5H2O；表现出 性。第四节第四节 氮及其重要化合物参考答案：氮及其重要化合物参考答案： 【基础落实】 一、氮的单质及其氧化物一、氮的单质及其氧化物 1.将游离态的氮转化成化合态的氮 自然界中自动完成的反应 工业生产完成的反应 2.(1)无 无 气 难 小 低(2) （NN）三个 稳定 N23 H2 催化剂 高温高压 2NH3 工业合成氨气 高温、高压、催化剂 N2O2 2NO NO 血红蛋白 酸雨 臭氧层 3MgN2 点燃 Mg3N2 Mg3N23. NONO2 无色气态红
12、棕 色气态 不 溶于水能 溶于水 排水法向上排气 法 ，有毒，有毒， 无3NO2H2O=2HNO3NO 2NOO2=2NO2无3 Cu 8 HNO3(稀)= 3Cu(NO3)22NO4H2O Cu 4 HNO3(浓)= Cu(NO3)22NO22H2O 二、氨和铵盐二、氨和铵盐 1. 无 刺激性 气 极易 小 易 2. 碱 蓝 NH3+H2ONH3H2O NH4+OH- HCl +NH3 =NH4Cl 接近时产生白烟 2 NH3+ H2SO4=(NH4)2SO4 无明显 AlCl3+ 3 NH3H2O=Al(OH)3+3 NH4Cl 不溶解 4 NH3 5 O2 催化剂 4NO6H2O 4 N
13、H3 3 O2 点燃 2N26H2O2NH33Cl2=N26HCl 8 NH3（足量） 3 Cl2=N26NH4Cl3. 2NH4ClCa(OH)2 2NH3CaCl22H2O NH3H2O =(强碱)= NH3+H2O5.无 易 NH3+ HCl NH3 + H2O + CO2 NH3H2O NH3 + H2O高温或放电6OH溶液 湿润红色石蕊试纸变蓝色 有白烟产生 三、硝酸三、硝酸 1. 无 有刺激性 易 白雾 2. 4 HNO3 4NO2O22H2O 硝酸分解生成的 NO2溶解在硝酸里 棕色试剂瓶 Cu+4HNO3(浓)= Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)=
14、3Cu(NO3)2+2NO+4H2O 浓度越大 冷的浓硝酸 铁、铝容器 NO2 H2O NO H2O 黄 3红棕色气体 【规律总结】 一、氨气的实验室制法与性质一、氨气的实验室制法与性质 1(1)2 NH4Cl Ca(OH)2 2NH3CaCl22H2O (3)向下排空气法 (4) 碱石灰 不能(5)湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色 浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生 (6)减小 NH3与空气的对流速度，收集到纯净 的 NH3，同时也可避免污染空气 易爆炸 分解产生 CO2 分解产生的 NH3和 HCl 气体冷却后重新化合成 NH4Cl 是 NaOH、KOH 易吸湿，结块，不利于 NH3的逸出 2放热 产生 OH使平衡逆向移动 二、氨气的性质二、氨气的性质 1氨气和氧气 放热 剩余的氨气和生成的水蒸气 有红棕色的气体产生 2在液体中溶解度很大 水 NaOH 溶液 三、硝酸与金属、非金属反应的一般规律三、硝酸与金属、非金属反应的一般规律 1. (1) 金属硝酸盐 NO2 H2O 1：1 金属硝酸盐 NO H2O 1：3 (2)硝酸浓度的降低 2. 最高价含氧酸 最高价氧化物 强氧化 酸 【对点训练】 1D 2B 3. (1) 强氧化性 (2) 酸性和强氧化