无机化学第六讲 氮及其化合物 讲义【含经典例题分析】-2022届高三化学一轮复习（学生版+教师版，含word版、pdf版）

第六讲 氮及其化合物 氮原子结构示意图： ；价层电子排布图： ； 位于 p 区第 二 周期 ⅤA 族；具有的化学性质： 氧化性与还原性 ； 自然界中氮元素的存在形态：氮的固定：自然固氮、人工固氮 1、 氮气 1. 物理性质：无色无味气体，密度略小于空气，难溶于水；电子式： 2. 化学性质： (1) 与金属反应 与Mg反应：3Mg＋N2Mg3N2 (2) 与非金属反应 与H2反应：N2＋3H2 2NH3---------工业合成氨的原理 与O2反应：N2＋O22NO 3. 用途：工业合成氨；制化肥；做食品保护气； 2、 氮的氧化物 氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2(或N2O4)、N2O5等，其中属于酸性氧化物的是N2O3和N2O5。所有氮氧化合物均有毒。 1. NO与NO2的性质对比 NO NO2 物理性质 无色无味气体； 密度ρ(NO)＞ρ(空气)，难溶于水 红棕色有刺激性味气体； 密度ρ(NO2)＞ρ(空气) 化 学 性质 毒性 有毒 有毒 与水 不反应 3NO2 + H2O == 2HNO3 + NO 还原性 2NO + O2 == 2NO2 可使酸性KMnO4溶液褪色 与NH3反应 4NH3＋6NO5N2＋6H2O 8NH3＋6NO27N2＋12H2O 与O2通入水中 4NO + 3O2 + 2H2O == 4HNO3 4NO2 + O2 + 2H2O == 4HNO3 实验室制取 3Cu + 8HNO3(稀) == 3Cu(NO3)2 +2NO↑+4H2O Cu + 4HNO3(浓) == Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O 收集方法 排水法 向上排空气法 2. 常见的NOx尾气处理方法 (1) 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)。 此法一般适合工业尾气中NOx的处理。 (2) 催化转化法 在催化剂、加热条件下，氨气可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)。 NOx与CO在一定温度下可催化转化为无毒气体(N2和CO2)， 此法一般适用于汽车尾气的处理。 3. 氮氧化物对环境的污染 (1) 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，产生了有毒的烟雾。 (2) 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。 (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。 (4) NO与血红蛋白结合使人中毒。------中毒原理与CO相同。 【思考】如何鉴别NO2与溴蒸气？ 方法①AgNO3溶液； 方法②CCl4溶液； 方法③用水洗法： 3、 硝酸 1. 物理性质 无色有刺激性气味液体，易挥发，63%以上的硝酸称为浓硝酸，90%以上的浓硝酸又称为发烟硝酸。硝酸的保存，棕色试剂瓶避光保存，不能采用橡胶塞（强氧化性）。 2．化学性质 (1) 不稳定性 ：4HNO3(浓)2H2O＋4NO2↑＋O2↑ (2) 强氧化性 1　 与金属反应：HNO3与金属反应的还原产物规律： HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO； 很稀的硝酸的还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。 与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀) == 3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O Cu＋4HNO3(浓) == Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 与铁反应：浓硝酸：常温下钝化； 稀硝酸：3Fe＋8HNO3(稀) == 3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 2　 与非金属反应： C＋4HNO3(浓) CO2↑＋4NO2↑＋2H2O； 3　 与还原性物质反应：还原性强弱关系： S2﹣＞ SO2 ( SO) ＞ I﹣ ＞ Fe2＋ ＞ Br﹣ 与S2﹣溶液反应：3S2﹣＋8H＋＋2NO == 3S↓＋2NO↑＋4H2O 与SO2反应：3SO2＋2H2O＋2NO == 3SO＋2NO↑＋4H＋ 与SO反应：3SO＋2H＋＋2NO == 3SO＋2NO↑＋H2O 与I﹣溶液反应：6I﹣＋8H＋＋2NO == 3I2＋2NO↑＋4H2O 与Fe2＋溶液反应：3Fe2＋＋4H＋＋NO == 3Fe3＋＋NO↑＋2H2O (3) 与有机物反应 1　 硝化反应(与反应)：； 2　 颜色反应：蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。 4、 氨气、铵盐 1. 氨气的物理性质 无色、刺激性味气体，ρ ＜ ρ(空气)，极易溶与水，1体积水溶解700体积氨气； 结构