第四章 第3课时 氮及其化合物-【直击双1流】2024高考化学一轮复习讲义

第 3 课时　 氮及其化合物 考点一　氮单质、氮的氧化物和硝酸 一、氮单质 1. 氮元素在自然界中的存在形态及氮的固定 氮元素位于第二周期第ⅤA 族。 原子结构 示意图为 ,氮原子的最外电子层有 5 个电 子,既不容易得到 3 个电子,也不容易失去 5 个 电子。 氮原子一般通过共用电子对与其他原子 相互结合构成物质。 2. 氮气的性质 有关反应的化学方程式: ①N2+3Mg 点燃 􀪅􀪅Mg3N2(Mg3N2 遇水剧烈水解)。 ②N2 +3H2 高温、高压 催化剂 􀜩 􀜨􀜑􀜑􀜑􀜑 2NH3(工业合成氨)。 ③N2+O2 放电或高温 􀪅􀪅􀪅􀪅􀪅2NO(不能一步生成 NO2)。 二、氮的氧化物 1. 氮有多种价态的氧化物 如 N2O、NO、NO2、N2O4、N2O3、N2O5 等,其中 属于 酸 性 氧 化 物 的 是 N2O3、 N2O5。 NO2 与 N2O4 能相互转化:2NO2 􀜩􀜨􀜑 N2O4。 2. NO 和 NO2 的比较 氮的氧化物 NO NO2 颜色 无色 红棕色 气味 — 有刺激性气味 毒性 有毒 有毒 溶解性 不溶于水 易溶于水 与 O2 反应 2NO+O2 􀪅􀪅2NO2 — 与 H2 O 反应 — 3NO2+H2O 􀪅􀪅2HNO3+NO 实验室制法 3Cu + 8HNO3 ( 稀 ) 􀪅􀪅 3Cu ( NO3 ) 2 + 2NO↑+4H2 O 只能用排水法收集 Cu + 4HNO3 ( 浓 ) 􀪅􀪅 Cu(NO3)2+2NO2 ↑+2H2 O 只能用排空气法收集 对人体、环境 的影响 ①与血红蛋白结合, 使人中毒 ②转化成 NO2 形成 酸雨 ③形成光化学烟雾 ①形成酸雨 ②形成光化学烟雾 3. 氮氧化物对环境的污染及其防治 ①空气中的 NO、NO2 主要来源于煤和石油 的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂的废气等。 ②常见的 NOx 尾气处理方法。 a. 碱液吸收法: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 般适用于工业尾气中 NOx 的处理:2NO2 +2NaOH 􀪅􀪅NaNO3 +NaNO2 +H2O;NO2 +NO+2NaOH 􀪅􀪅 2NaNO2 +H2O。 b. 催化转化:在催化剂、一定温度下,NOx 可 与氨反应转化为无毒气体( N2 ) 和 H2O,也可与 CO 反应转化为无毒气体( N2 和 CO2 )。 一般适 用于汽车尾气的处理。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 94第四章　化工生产中的重要非金属元素 　　　 三、硝酸的性质及应用 1. 物理性质 颜色 气味 状态 挥发性 溶解性 无色 有刺激性气味 液态 易挥发 易溶于水 2. 化学性质 (1)不稳定性 4HNO3 △或光照 􀪅􀪅􀪅􀪅4NO2↑+O2↑+2H2O ①市售浓硝酸呈黄色的原因:硝酸分解生成 的 NO2 溶解在浓硝酸中。 ②硝酸要保存在棕色试剂瓶中,置于冷暗 处,不能用橡胶塞。 (2)强氧化性 硝酸无论浓、稀都具有强氧化性,而且浓度 越大,氧化性越强,其还原产物的价态越高。 ①与金属反应。 a. 与除 Au、Pt 外的大部分金属反应 浓硝酸与铜反应:Cu+4HNO3(浓)􀪅􀪅Cu(NO3)2+ 2NO2↑+2H2O。 稀硝 酸 与 铜 反 应: 3Cu + 8HNO3 (稀) 􀪅􀪅 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。 b. 常温下,浓硝酸使 Fe、Al 钝化。 ②与非金属反应。 浓硝酸与木炭反应:C+4HNO3 △ 􀪅􀪅CO2 ↑+ 4NO2↑+2H2O。 ③与某些还原性物质 ( 如 H2S、 SO2、 HI、 Fe2+、SO2-3 等)反应。 如稀硝酸与 FeSO4 溶液反 应的离子方程式为 3Fe2+ +4H+ +NO-3 􀪅􀪅3Fe3 + + NO↑+2H2O。 (3)与有机物反应 ①硝化反应(与 C6H6 反应):C6H6+HNO3 浓硫酸 △ → C6H5NO2+H2O。 ②颜色反应:某些蛋白质遇到浓硝酸时变 黄色。 3. 用途 化工原料,用于制化肥、染料、炸药等。 　 　 类比硝酸的性质学习亚硝酸的性质 1. 亚硝酸的性质 (1)亚硝酸中,