内容正文:
专题7 氮与社会可持续发展
第一单元 氮的固定
知识点1 氮的固定
1.概念
2.自然界中的氮循环
知识点2 一氧化氮和二氧化氮
1.NO、NO2性质的比较
性质
一氧化氮
二氧化氮
物
理
性
质
颜色
无色
红棕色
状态
气体
气体
气味
无味
刺激性气味
密度
比空气略大
比空气大
溶解性
微溶于水
与水反应
毒性
有毒
有毒
化学性质
与氧气反应2NO+O2===2NO2
与水反应3NO2+H2O===2HNO3+NO
2.熟记NOx与O2混合气体被吸收关系
(1)4NO2+O2+2H2O===4HNO3
V(NO2)∶V(O2)
(2)4NO+3O2+2H2O===4HNO3
V(NO)∶V(O2)
第二单元 重要的含氮化工原料
知识点1 氨气
1.氨气的化学性质
(1)氨气与水反应
①氨气溶于水时,大部分氨分子和水分子结合成一水合氨(NH3·H2O),反应的化学方程式为NH3+H2ONH3·H2O。
②NH3·H2O不稳定,受热易分解,反应的化学方程式为NH3·H2ONH3↑+H2O。
③氨水显弱碱性,电离方程式为NH3·H2ONH+OH-,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝或使酚酞溶液变红。
(2)氨气与酸反应
(3)从氮元素化合价预测NH3的性质
①NH3中N元素化合价为-3价,处于最低价态,因此NH3具有还原性。
②写出下列转化的化学方程式:
a.氨气与氧气在加热和催化剂作用下生成NO:4NH3+5O24NO+6H2O。
b.氨气和氧化铜在加热条件下生成N2和Cu:2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O。
2.氨气的用途
(1)应用于氮肥工业和硝酸工业。
(2)NH3易液化,常用作制冷剂。
3.液氨和氨水的区别
液氨
氨水
形成
氨气液化
氨气溶于水
物质分类
纯净物
混合物
微粒种类
NH3
NH3、NH3·H2O、H+、
H2O、NH、OH-
存在条件
常温常压下不能存在
常温常压下可以存在
4.喷泉的常见类型及原理
方法
减小内压法
增大外压法
装置
原理
减小烧瓶内气体压强,形成压强差,产生喷泉现象
增大锥形瓶内气体压强,形成压强差,产生喷泉现象
常见
组合
NH3(水或盐酸)
HCl(水或NaOH溶液)
CO2、SO2、Cl2(浓NaOH溶液)
NaHCO3(盐酸)
CaCO3(盐酸)
知识点2 硝酸
1.硝酸的化学性质
(1)酸的通性
写出下列反应的离子方程式:
①硝酸和氢氧化钠反应:H++OH-===H2O。
②硝酸和氧化钠反应:2H++Na2O===2Na++H2O。
③硝酸和碳酸钙反应:2H++CaCO3===Ca2++CO2↑+H2O。
(2)不稳定性:见光或受热易分解,化学方程式为4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O。
长期存放的浓硝酸呈黄色是因为其分解生成的NO2溶于硝酸中,实验室常将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中,并密封贮存在低温、避光处。
(3)强氧化性
①和金属(Cu)反应的实验探究
实验
操作
a.将铜片置于具支试管的底部,用分液漏斗向试管内加入2 mL浓硝酸,将产生的气体通入倒置于水槽里充满水的集气瓶中
b.在上述装置中,用分液漏斗向试管内加5 mL水,稀释硝酸,继续收集产生的气体
实验
现象
a.浓硝酸反应比较剧烈,铜片逐渐溶解,产生红棕色气体,溶液逐渐变深蓝色;集气瓶中充满体积的无色气体
b.稀硝酸反应比较缓慢,铜片逐渐溶解,产生无色气体,溶液逐渐变蓝色,集气瓶中充满了无色气体
实验
结论
硝酸无论浓、稀都有强氧化性,而且浓度越大,氧化性越强
写出上述反应的化学方程式:
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,
3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
②与Fe、Al反应
常温下,浓硝酸可使铁、铝表面形成致密的氧化膜而钝化,保护内部金属不再与酸反应,所以可以用铁质容器或铝质容器盛放浓硝酸。加热时,铁、铝可以与浓硝酸反应。
③与非金属反应
写出碳与浓硝酸在加热时反应的化学方程式:C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O。
2.HNO3性质的认识误区
(1)硝酸与金属反应时,一般既表现强氧化性,又表现酸性,参加反应的硝酸部分被还原,还有一部分仍以NO形式存在。
(2)浓硝酸与金属反应的过程中,浓度逐渐减小,还原产物有可能是NO2和NO的混合物。
(3)在应用硝酸的氧化性分析离子是否共存时,要注意溶液中H+和NO的组合,它们相当于HNO3,能够氧化具有强还原性的离子,而单纯的NO不能氧化这些离子。
(4)与金属反应时硝酸的还原产物的规律是:浓硝酸→NO2