5.2 氮及其化合物-2023-2024学年高一化学同步教学讲义（人教版2019必修第二册）

第二节 氮及其化合物 知识解读·必须会 知识点一 氮气和氮的固定 1.氮在自然界中的存在 2.自然界中氮循环的主要形式 （1）游离态→化合态 ①自然固氮:大自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气转化为含氮的化合物,或者通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨。 ②人工固氮:人类通过控制条件,将氮气氧化或还原为氮的化合物。最重要的人工固氮途径是工业合成氨。 （2）化合态→游离态 硝酸盐在某些细菌的作用下转化成氮气。 （3）化合态→化合态 动植物遗体及动物排泄物中的含氮物质经腐生生物的分解作用转化为氨或铵盐。 3.氮气的性质 (1)物理性质 颜色 密度 气味 溶解性 无 比空气小 无 难溶于水 (2)化学性质（用化学方程式表示） ①N2与Mg反应：　N2＋3MgMg3N2　 ②N2与O2反应：　N2＋O22NO　 ③N2与H2反应：　N2＋3H22NH3　 知识点二 一氧化氮和二氧化氮 1.二氧化氮溶于水 实验操作 实验现象 实验结论 在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器 无明显现象 NO不溶于水 打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹 无色气体变为红棕色，注射器活塞向左移动 NO与O2反应生成红棕色的NO2 振荡注射器 红棕色气体变为无色，注射器活塞继续向左移动 NO2溶于水生成无色的NO 2.NO、NO2的性质比较及实验室制法 物质 NO NO2 物理性质 颜色 无色 红棕色 毒性 有毒 有毒 溶解性 不溶于水 能溶于水 化学性质 与O2反应 2NO＋O2===2NO2 与H2O反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 实验室制法 3Cu＋8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O Cu＋4HNO3(浓)== Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 对人体或环境的影响 ①与血红蛋白结合使人中毒 ②转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾 形成酸雨、光化学烟雾 知识点三 氨和铵盐 1.氨 （1）氨的物理性质 电子式 密度 气味 水溶性 沸点 比空气小 强烈刺激性气味 极易溶于水 (1∶700) 较低，易液化 （2）喷泉实验 实验装置 操作及现象 结论 操作：打开弹簧夹，挤压胶头滴管，让水进入烧瓶 现象：烧杯中的酚酞溶液由玻璃管进入烧瓶，形成红色喷泉。 氨气极易溶于水，水溶液呈碱性。 （3）氨的化学性质 ①还原性 与氧气反应：4NH3＋5O24NO＋6H2O。 ②与酸反应 与氯化氢反应：NH3＋HCl===NH4Cl(产生白烟)。 ③与水反应 NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，氨的水溶液叫氨水，呈弱碱性，NH3能使红色石蕊试纸变蓝色 （4）氨的主要用途 ①氨易液化，当液氨汽化时要吸收大量的热，使周围温度急剧降低，因此液氨常用作_制冷剂_。 ②氨是氮肥工业及制造硝酸、铵盐、纯碱等的重要原料。 ③氨是有机合成工业的常用原料（如制尿素、合成纤维、燃料等）。 2.铵盐 （1）铵盐的物理性质 铵盐都是白色固体，均易溶于水。 （2）铵盐的化学性质 （3）NH的检验 未知液呈碱性湿润的红色石蕊试纸变蓝色，则证明含NH。 知识点四 氨的实验室制法 1.加热固态铵盐和碱的混合物 （1）实验装置 （2）反应原理、常见问题 ①反应原理：2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3↑+ 2H2O ②收集方法：向下排空气法（注意导管要伸入到接近试管底部） ③验满方法：将湿润的红色石蕊试纸放在试管口 ④棉花作用：减少NH3与空气的对流，吸收多余的NH3，防止污染空气 ⑤加热的试管口应略向下倾斜，防止水蒸气冷凝回流炸裂试管 2. 实验室快速制取氨气的其它方法 (1)加热浓氨水制氨，利用NH3·H2OH2O＋NH3↑。其装置如图甲所示。 (2)浓氨水与生石灰：利用生石灰和水反应减少水的同时放出大量的热，使NH3逸出。其装置如图乙所示。 (3)浓氨水和固体NaOH：利用NaOH的吸水性和溶于水放热的性质，使NH3逸出。其装置如图乙所示。 知识点五 硝酸 1．硝酸的物理性质 纯净的硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，熔沸点较低，质量分数为95%以上的浓硝酸在空气中挥发出硝酸蒸汽会产生“发烟”现象，通常又称为发烟硝酸。 2．硝酸的化学性质 (1)酸性：属于强酸，具有酸的通性，能和碱、碱性氧化物、某些盐发生复分解反应，但与金属反应不能生成氢气。 (2)不稳定性：受热或见光易分解，其化学方程式为：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。 (3)强氧化性： ①与金属反应 能与除金、铂、钛以外的大多数金属反应，通