18.氮及其化合物 讲义-2023-2024学年高一化学下学期人教版2019必修第二册

沐澹化学 氮及其化合物 一、氮气 1.物理性质 氮气是一种无色、无味气体，密度比空气略小（标况下）。氮气在水中的溶解度很小，难溶于水，通常情况下，。 2.氮气的分子结构 氮气分子的电子式，结构式。氮氮三键非常稳定，很难断裂。 3.氮气的化学性质 通常情况下，氮气很难与其他物质发生化学反应，但是在高温、放电、点燃等情况下，氮气分子获得足够的能量，能与等物质发生反应。 4.氮气的用途 ①工业合成氨，制硝酸、氮肥。 ②代替稀有气体做焊接金属的保护气。 ③填充在灯泡中，防止钨丝被氧化或挥发。 ④保存粮食、水果等食品，防止腐烂。 ⑤医学上用液氮做冷冻剂，在冷冻麻醉下进行手术。 5.氮气的制备 6.氮的固定 将大气中游离态的氮气转化为氮的化合态的过程，叫做氮的固定。 氮的固定主要有两种途径，一为自然固氮，二为人工固氮。 二、氮的氧化物 1.一氧化二氮（） 是无色有甜味气体，有毒，能溶于水，俗称“笑气”，常用做麻醉剂。 2.一氧化氮（） ①物理性质：是一种无色、无味的有毒气体（与血红蛋白结合，使人中毒），难溶于水。 ②化学性质：不与碱反应，与类似，是不成盐氧化物。既有氧化性又有还原性，以还原性为主。 3.三氧化二氮（） ①是一种无色气体，是亚硝酸的酸酐： ②等物质的量的和溶于水也可生成亚硝酸： ③生成的亚硝酸不稳定（亚硝酸盐稳定），室温时就会发生分解（歧化反应）： 4.二氧化氮（）和四氧化二氮（） ①物理性质：是一种红棕色、有刺激性气味的有毒气体，易液化（沸点） ②化学性质： ⅰ.与水反应 ⅱ.与碱反应 亚硝酸盐稳定，所以将通入到碱性溶液中，会生成稳定的硝酸盐和亚硝酸盐， 即： 从化合价的角度分析，既有氧化性又有还原性，但以氧化性为主。 ⅲ.氧化性 可以氧化等强还原剂，比如会使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。 ⅳ.还原性 ⅴ.自聚反应 具有独特的电子式，其分子中含有单电子，所以易聚合成无色的。 注意：在温度低于时，完全转化成液态（液态体系中含的）； 时，气相中只有约的； 约时完全解离为。 5.气体和溴蒸气的鉴别 6.氮氧化合物的危害及处理 7.氮氧化合物的用途 ①利用的氧化性，作火箭推进剂偏二甲肼（）或肼（）的氧化剂。 ②在生物系统中对神经传递起关键作用，生物体内可以自己合成，它在生物体内很多地方扮演着信使的作用，比如神经传递、记忆、血管舒张等，所以也被称为“明星分子”。 三、氮的氧化物与氧气和水反应的计算 1.计算类型 2.剩余气体的判断 四、氨 1.氨的分子结构 氨分子的电子式为：，结构式为：，空间结构为：（三角锥形） 2.物理性质 氨是一种无色、有刺激性气味的气体。在标准状况下密度为，比空气的密度小。在常温常压下，，所以当氨气溶于水时需要防止倒吸现象的发生。 易液化，在常压下，温度下降到或常温下加压到个大气压，气态氨即可液化为无色的液态氨，液氨气化时要吸收大量的热，使周围的温度急剧降低，因此氨常做制冷剂。 3.化学性质 ①与水反应 ⅰ.氨水：氨溶于水得到的水溶液称为氨水，其中大部分与水结合生成一水合氨（）。是弱电解质，很不稳定，受热会分解为氨和水；并且中的小部分（约）会电离成和，所以氨水显弱碱性，会使酚酞变红。 ⅱ.喷泉实验： 常见装置： ②与酸反应 ③氨气的还原性 五、氨气的实验室制法 1.原理：固体铵盐与强碱加热，放出氨气。 2.实验装置： ①气体净化装置：除水蒸气，不能用酸性干燥剂和，常用碱石灰干燥氨气。 ②气体收集装置：极易溶于水 密度比空气小，只能用向下排空气法收集。试管口塞一团疏松的棉花团，目的是防止氨气与空气形成对流，以收集到较纯净的氨气。 ③气体验满方法： ⅰ.方法一：用镊子夹住一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，说明已经收集满。 ⅱ.方法二：用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟生成，说明已经收集满。 ④尾气处理装置：多余的氨气要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸润的棉花球)以避免污染空气。在吸收时要防止倒吸。 3.注意事项： ①消石灰不能用代替，原因是：易吸水、易结块，不利于生成的逸出，并且高温下会加速对试管的腐蚀。 ②不用等代替。因为加热过程中可能发生爆炸性的分解反应，发生危险；而极易分解产生，使生成的中混有较多杂质；与生成微溶物呈块状，不利于的逸出，并且难清洗试管。 ③氨气干燥时：不能用作干燥剂，因为能与反应生成。均能与反应，生成相应的盐。通常用碱石灰干燥。 ④收集时所用的仪器必须干燥，导气管要插入管底；试管口要塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，吸收氨气，防止逸散到空气中。 4.快速制备氨气方法： ①加热浓氨水 由于氨水易挥发，且氨水中的受热易分解，因此可由加热浓氨水的方法制备。 ②浓氨水与反应。 将浓氨水滴在固体上，由于与水反应放热放热，