精品解析：第13讲氮及其化合物

第13讲　氮及其化合物 1.掌握氮元素单质及其重要化合物的主要性质和应用。 2.掌握氨气的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法)。 3.了解氮及其重要化合物的制备方法。 考点一、氮气和氮的氧化物 氮元素原子序数为7，位于元素周期表第二周期ⅤA族，处于p区，价电子排布式为2s22p3，核外空间电子运动状态有5种，不成对电子数为3，原子半径大于_氧原子，非金属性小于氧元素，第一电离能大于_氧元素，电负性小于氧元素。 1.氮气 自然界存在 氮元素在元素周期表中位于第二周期ⅤA族。在自然界中，氮元素既有态，也有化合态，大部分氮元素以游离态的形式存在于空气中。将空气中游离的氮转变成氮的化合物的方法叫做氮的固定，氮的固定的方式有自然固氮、生物固氮、工业固氮 物理性质 N2是无色、无味气体，密度比空气略小，难溶于水 化学性质 稳定性 常温下，氮气化学性质稳定(氮氮三键的键能大)，通常情况下不易发生化学反应 氧化性 3Mg＋N2Mg3N2 N2＋3H22NH3 还原性 N2＋O22NO 2.一氧化氮和二氧化氮 氮的氧化物 NO NO2 物理性质 颜色 无色 红棕色 毒性 有毒 有毒 溶解性 不溶 能溶 化学性质 与O2反应 2NO＋O2=2NO2 与H2O反应 3NO2＋H2O=2HNO3＋NO 聚合反应 2NO2(红棕色)N2O4(无色) 实验室制法 3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 与环境的关系 空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等，空气中NO、NO2是形成酸雨、光化学烟雾的主要因素 (1)氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因，同时也可造成水体污染。汽车尾气中的氮氧化物(燃料在发动机内高温燃烧时，空气中的氮气与氧气反应生成的)与碳氢化合物经紫外线照射发生反应生成形成的一种有毒的烟雾，称为光化学烟雾。光化学烟雾具有特殊气味，刺激眼睛、伤害植物并使大气能见度降低。 (2)收集NO用排水法，收集NO2用向上排空气法，前者易与氧气反应，后者易与水反应。 (3)工业上就是利用3NO2十H2O=2HNO3＋NO这一原理制取HNO3，为了提高NO2的吸收率，在吸收的过程中要补充适量的O2，所以总的吸收反应可表示为：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3.NO与O2配比适当时，也可以被水完全吸收。总的吸收反应可表示为：4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3。 (4)通常“纯净”的NO2或N2O4并不纯，因为在常温、常压下能发生聚合反应。由于此可逆反应的发生，通常实验测得NO2的相对分子质量大于它的实际值，或在相同条件下，比相同物质的量的气体体积要小。同理，通常实验测得N2O4的相对分子质量小于它的实际值，或在相同条件下，比相同物质的量的气体体积要大。此外涉及NO2气体的颜色深浅、压强、密度等要考虑此反应。 1. 用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的气体。( ) 2. 常温下，密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应，产物的分子数为2NA。(_______) 3. 燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和NOx的催化转化都是减少酸雨产生的措施。(_____) 4. 氮元素有负化合价，正化合价和零价，因而常温下，N2既能与氧气反应，又能与H2反应。(_____) 5. 1molN2与4molH2反应生成的NH3分子数为2NA。(_______) 6. NO可以是某些含低价氮物质氧化的产物。(_____) [易错警示]绿色化学与环境保护 (1)主要的大气污染物及其危害 大气污染物 主要成分 危害 可吸入 颗粒物 大气中液体、固体状颗粒物，又称飘尘 加重呼吸道疾病，其他有害气体转化的催化剂 S的氧化物 SO2、SO3 酸雨 N的氧化物 NO、NO2 光化学烟雾、酸雨、破坏臭氧层 C的氧化物 CO 降低血液的输氧能力 碳氢化合物 CH4、C2H6等 温室效应、光化学烟雾 氟氯代烃 CF3Cl(氟利昂)等 破坏臭氧层 (2)绿色化学 考点二、硝酸 硝酸分子的非羟基氧个数为2，属于强酸；硝酸根离子的价层电子对数为3，孤对电子对数为0，中心原子的杂化方式为sp2杂化，离子的空间构型为平面三角形，大π键的表达式为π46。 1.物理性质：纯硝酸为无色、刺激性气味、易挥发液体，能与水以任意比例互溶，常用浓硝酸的质量分数大约为69%。 2、化学性质 化学性质 化学反应 应用(化学方程式) 不稳定性 浓硝酸遇光遇热易分解产生的NO2