内容正文:
第02讲 氮及其化合物
【考点01】氮气N2
1、分子结构:氮气分子式N2,结构式N≡N,氮原子之间以叁键结合,键能大(946kJ·mol-1),难断裂,结构稳定,化学性质不活泼,故N2发生的化学反应都需要较高条件,通常情况下不易发生化学反应,可以代替稀有气体做保护气。N2分子间以分子间作用力结合,固体晶体是分子晶体。
2、物理性质:无色无味气体,比空气稍轻,难溶于水,熔点-209.86℃,沸点-195.8℃,占空气总体积的78%或总质量的75%。氮是生命物质中的重要组成元素,是构成蛋白质和核酸不可缺少的元素。
3、化学性质:
①与H2反应,表现氧化性:N2+ H2 (
高压、高温
催化剂
)
②与O2反应,表现还原性:N2+O2 (
放电
)
③与活泼金属反应表现氧化性: Mg+N2 (
点燃
) (淡黄色)
【拓展】①Mg3N2遇水立即反应放出NH3气体:Mg3N2+ H2O= 因此,Mg3N2只能用单质化合的方法制得。②Mg3N2与酸反应生成两种盐:Mg3N2+HCl=
例1. 相同质量的镁条分别在足量a氧气、b氮气和c空气中充分燃烧,所得的固体产物的质量由大到小的顺序是_______a>c>b___;过量的镁条分别在相同状况下相同体积的a氧气、b氮气和c空气中充分燃烧,生成的固体产物的质量有大到小的顺序是__________b>c>a______。(用a,b,c表示)
例2. 氮气与其他单质化合一般需要高温,有时还需要高压等条件,但金属锂常温常压下就能与氮气化合生成氮化锂,这是因为:①此反应可能为吸热反应 ②此反应可能为放热反应 ③此反应中可能氮分子不必先分解为氮原子 ④此反应前可能是氮分子已先分解成氮原子( C )
A.①② B.②④ C.②③ D.①④
4、制法:
工业上:分离空气,N2首先逸出;
实验室:NH4NO2 (
△
) ;
5、用途:合成氨、制硝酸、焊接金属时作保护气、填充灯泡、液氮制冷等。
6、氮的固定:指把游离的氮转变为氮的化合物。
①生物固氮:豆科植物根瘤菌将N2转化为化合态的氮;
②自然固氮:天空中打雷闪电时,N2转化为NO。
③工业固氮:合成氨
例3. 将空气中氮气转化成氮的化合物的过程称为固氮。下图中能实现人工固氮的是( D )