内容正文:
第十讲
氮及其化合物
化 学
要点导引·定锚点
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教材研析·固基础
实战演练·微知著
教材研析·固基础
一、氮气与氮的固定
1.N元素位置与N2分子结构
N元素位于元素周期表第二周期、第ⅤA族。N原子最外电子层有5个电子,既不容易得到3个电子,也不容易失去5个电子。N2的电子式为∶N︙︙N∶,结构式为N≡N。
2.氮气的物理性质
熔点、沸点低,密度为1.25 g·L-1(标准状况)。
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4.氮元素的存在与氮的固定
(1)氮元素的存在。
①游离态:空气中的N2(体积分数约占78%)。
②化合态:动植物体内的蛋白质、土壤和海洋里的硝酸盐和铵盐。
(2)氮的固定:将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。
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二、一氧化氮和二氧化氮
物质 NO NO2
物理
性质 无色气体,不溶于水 红棕色、有刺激性气味的气体,密度比空气的大,易溶于水,易液化
毒性 有毒,易与血红蛋白结合使人中毒 有毒
化学
性质 易与O2化合:2NO+O2══2NO2 与水反应:3NO2+H2O══
2HNO3+NO
制取
方法 3Cu+8HNO3(稀)══
3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Cu+4HNO3(浓) ══
Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
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三、氨和铵盐
1.氨
(1)物理性质。
无色、有刺激性气味的气体,密度比空气的小;易液化;极易溶于水(常温常压下,约为1∶700)。
(2)化学性质。
(氨水显弱碱性,能使酚酞溶液变红或使红色石蕊试纸变蓝)
②与酸反应:NH3+HCl══NH4Cl(浓氨水、浓盐酸靠近时产生白烟)。
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(3)主要用途。
①液氨常用作制冷剂。
②工业上作为制取纯碱、铵盐、硝酸的原料。
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(4)实验室制法。
实验名称 氨的实验室制法
原料 铵盐、强碱
原理
2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
实验
装置
要点 ①净化:碱石灰(除去H2O)
②收集:向下排空气法
③检验:能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色
④尾气处理:用水吸收(注意防倒吸,可在水面倒扣一个漏斗)
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2.铵盐
(1)物理性质与用途。
铵盐属于离子化合物,绝大多数易溶于水。铵盐在农业上常用作化肥。
(2)化学性质。
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四、硝酸
1.物理性质
无色、易挥发、有刺激性气味的液体。
2.化学性质
(1)浓硝酸的不稳定性:4HNO3
4NO2↑+O2↑+2H2O。
(2)强氧化性。
①常温下,浓硝酸使铁、铝发生钝化。
②与金属反应:
Cu+4HNO3(浓) ══Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀) ══3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
一般情况下,浓硝酸的还原产物为NO2,稀硝酸的还原产物为NO。
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3.硝酸的工业制法
(3)一氧化氮的氧化:2NO+O2══2NO2。
(4)用水吸收二氧化氮生成硝酸:3NO2+H2O══2HNO3+NO(NO循环使用)。
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五、酸雨及防治
1.酸雨
pH小于5.6的雨水。
2.成因
二氧化硫、氮氧化物以及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水会形成酸雨。
3.危害
(1)直接损伤农作物,破坏森林和草原,使土壤、湖泊酸化。
(2)加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。
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4.防治
(1)发展清洁能源。
(2)对含硫燃料进行脱硫处理。
(3)加强工厂废气的回收处理。
(4)改进汽车尾气处理技术。
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1.下列关于氮及其化合物的叙述正确的是( )
A.NH3催化氧化生成NO实现了人工固氮
B.N2与H2反应合成氨,反应中N2作氧化剂
C.实验室用硝酸铵与氢氧化钙加热反应制取氨气
D.打开浓硝酸的试剂瓶