专题02 氮及其化合物（教材深度精讲）-【核心素养系列】2022-2023学年高一化学知识整合讲练（人教版2019必修第二册）

专题02 氮及其化合物（教材深度精讲） 【核心素养分析】 1.宏观辨识与微观探析：能从物质的类别和元素价态的视角研究氮及其重要化合物的性质，形成“结构决定性质”的观念，能从宏观和微观相结合的视角分析和解决实际问题。 2.变化观念与平衡思想：分析氮及其化合物的化学反应，预测在一定条件下氮及其化合物可能发生的化学变化。 3.证据推理与模型认知：从实验现象中找证据进行推理，认识氮及其化合物的性质。 4.科学探究与创新意识：发现或提出对氮及其化合物有探究价值的化学问题，能依据探究目的设计并优化实验方案，完成实验操作，能对观察记录的实验信息进行加工并获得结论。 5.科学态度与社会责任：关注氮及其化合物的社会热点问题，认识环境保护的重要性，形成可持续发展意识和绿色化学观念。 【知识导图】 【目标导航】 高中考试对本专题内容的考查仍将以氨气、铵盐、一氧化氮、二氧化氮和硝酸等物质的性质为重点，突出考查反应方程式的书写和有关氧化还原反应的计算。其题目新颖、知识覆盖面广、思维跨度大。考查形式灵活多样，题型多变，大多以选择、推断、综合实验、计算题的形式出现。预计今后1.以氨气的还原性为起点命制实验题；2.以硝酸的用途入题考查硝酸的氧化性；3.以氮的化合物对环境的污染为背景，命制环境保护试题；4.用信息题考查其他氮族元素，如磷和砷。从分值上看，选择题6-10分，主观题4-5分。 【重难点精讲】 一、氮气及其氧化物 1.氮的存在及氮的固定 （1）自然固氮（a.雷电固氮：将N2转化NO；b.根瘤菌固氮将N2转化NH4+）（2）人工固氮：合成氨工业 2.氮气 (1)结构： A.分子式：N2 B.电子式： C.结构式：N≡N (2)物理性质：无色、无味的气体，密度比空气略小，在水中溶解度很小（体积比=1：0.02），在压强为101KPa下，氮气在—195.8℃时变成无色液体，氮气分子在—209.9℃时变成雪花状固体，N2空气中N2的体积分数红为0.78。 (3)化学性质 1）通常状况下很难与其它物质发生化学反应 2）在一定条件下，能与一些物质发生化学反应 ①与H2反应：N2＋3H22NH3；　　 ②与某些金属反应：3Mg+N2Mg3N2 Mg3N2离子化合物，在水中强烈水解Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑ ③与O2反应：在通常情况下，与O2不发生反应，但在放电或高温的条件下能与O2直接化合生成NO。 N2+O22NO（闪电、汽车引擎中发生的反应） (4)用途： 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——合成氨，制化肥，HNO3。 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。 (5)工业制法： 1）分离液态空气： 2）耗氧法： 二、氮的氧化物 1.氮的氧化物的种类 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，分别是硝酸、亚硝酸（HNO2）的酸酐。 2.NO和NO2的比较 　 NO NO2 物 理 性 质 色态味 无色、无味、气体 红棕色、刺激性气味、气体 密度 密度略大于空气 密度比空气大 熔沸点 很低 低，易液化 溶解性 不溶 易溶 化 学 性质 毒性 有毒 有毒 与水 　不反应 3NO2+H2O=2HNO3+NO NO2既是氧化剂，又是还原剂 与碱 　不反应 2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O NO＋NO2 ＋2NaOH=2NaNO2 +H2O 氧化性 2NO+2CO=2CO2+N2 2NO2+2KI=I2+2KNO2 还原性 2NO+O2=2NO2 可使KMnO4褪色 可使KMnO4褪色 与O2混合，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 【特别提醒】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。 3.氮的氧化物溶于水的几种情况分析 1）NO2或NO2与N2混合气体溶于水时，3NO2+H2O==2HNO3+NO，利用气体体积变化差进行计算。 2）NO2与O2的混合气体溶于水，由3NO2+H2O==2HNO3+NO及2NO+O2==2NO2，得： 4N