第12讲 氮及其化合物- 2024年高考化学大一轮复习【精讲精练+专题讲座】

第12讲 氮及其化合物 【化学学科素养】 1.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。 2.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。 3.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。 【必备知识解读】 一、氮气及其氧化物 1．氮的固定 （1）自然固氮（2）人工固氮：合成氨工业 2．氮气 (1)物理性质：无色无味气体，密度比空气略小，难溶于水。 (2)化学性质 ①3Mg＋N2Mg3N2； ②N2＋3H22NH3； ③N2＋O22NO。 3．氮的氧化物 (1)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。 (2)NO和NO2的比较 性质 NO NO2 色、态、味 无色、无味气体 红棕色、有刺激性气味气体 溶解性 难溶于水 毒性 有毒，大气污染物之一 有毒，大气污染物之一 与水反应 不反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 与氧气反应 NO＋O2===2NO2 不反应 对环境的影响 NO与血红蛋白结合使人中毒，NO、NO2导致光化学烟雾、形成酸雨及破坏臭氧层 二、硝酸 1．物理性质 硝酸是无色易挥发的液体，有刺激性气味。 2．化学性质 (1)不稳定性 反应：4HNO3(浓) 2H2O＋4NO2↑＋O2↑。 (2)强氧化性 硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。 ①与金属反应： 稀硝酸与铜反应： 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O； 浓硝酸与铜反应： Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。 ②与非金属反应： 浓硝酸与C的反应： C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。 ③与还原性化合物反应： 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等还原性物质。 稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式： 3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 (3)与有机物反应 ①硝化反应(与苯反应)： ＋HNO3(浓) ＋H2O； ②显色反应：含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。 【易错警示】 (1)HNO3与金属反应一般不能产生H2。 (2)还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO；很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。 (3)硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。 (4)涉及HNO3的离子反应常见的易错问题 ①忽视NO在酸性条件下的强氧化性。在酸性条件下NO不能与Fe2＋、I－、SO、S2－等还原性较强的离子大量共存。 ②在书写离子方程式时，忽视HNO3的强氧化性，将氧化还原反应简单地写成复分解反应。 (3)硝酸工业制法的反应原理 ①NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO： 4NH3＋5O24NO＋6H2O。 ②NO进一步氧化生成NO2：2NO＋O2===2NO2。 ③用水吸收NO2生成HNO3： 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 (4)硝酸的保存 ①保存硝酸：棕色瓶(避光)、玻璃塞(橡胶塞易被氧化)、阴凉处(防热)。 ②存放的浓硝酸中，因分解产生的NO2溶于HNO3而使其呈黄色。与工业盐酸中因含Fe3＋而呈黄色易混。 三、氨、铵盐 1．氨的分子结构和物理性质 电子式 密度 气味 水溶性 比空气小 强烈刺激性气味 极易溶于水(1∶700) 2.氨的化学性质 (1)氨与水的反应 NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，氨溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有NH3·H2O、NH3、H2O、NH、OH－、H＋。氨水为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O。 (2)氨与酸的反应：蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为有白烟生成，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。 化学方程式：HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。 (3)与盐溶液的反应 如过量氨水与AlCl3反应的离子方程式： Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。 (4)氨的还原性 a．催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O。 b．在纯氧中燃烧：4NH3＋3O22N2＋6H2O。 c．与氯气反应：2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl或8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl。 d．与CuO反应：2NH3＋3CuON2＋3Cu