5.2 氮及其化合物-2024-2025学年高一化学知识清单（人教版2019必修第二册）

第二节 氮及其化合物 思维导图 考点清单 必备知识一 氮气与氮的固定 一、氮气 1、氮的结构及存在形式 氮原子位于元素周期表的第 二 周期第 ⅤA 族，最外层电子数为 5 ，既不容易得到电子，也不容易失去电子，因此氮原子一般通过 共用电子对 与其他原子相互结合构成物质。 氮气电子式： ，结构式： 。两个氮原子间以共价三键结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定，通常难以与其它物质反应。 氮元素的存在形式：主要以 氮气 分子存在于空气中，部分氮元素存在与动植物体内的蛋白质中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋李的硝酸盐和铵盐中。氮是自然界各种生物体生命活动不可缺少的重要元素。 2、N2的性质和用途 （1）物理性质 通常情况下，氮气为 无色 、 无味 的气体，密度比空气 略小 ，难溶于水。 【提示】实验室收集N2时，用排水法，不用排空气法。 （2）化学性质 a.通常情况下，氮气较稳定，与其他物质不反应。 b. 还原性 在放电或高温下，能与氧气反应生成NO：N2＋O22NO c.氧化性 在一定条件下与活泼金属反应： 3Mg + N2 Mg3N2 ； 工业上合成氨： N2+3H2 2NH3 （3） 用途 氮气的用途广泛，工业上，氮气是制硝酸、含氮化合物和氮肥的原料，含氮化合物也是重要的化工原料；氮气化学性质稳定，常用作保护气；在医学上，常用液氮作医疗麻醉。 二、氮的固定 （1）定义：将大气中 游离态 的氮转化为 氮的化合物 的过程叫氮的固定。 （2）类型 氮的固定 举例 自然固氮 大自然通过闪电释放能量将氮气转化为含氮的化合物 人工固氮 通过人工方法将游离态氮转化为化合态氮的过程叫人工固氮，如工业合成氨（ N2+3H2 2NH3 ）等。 生物固氮 通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨 知识点二 一氧化氮和二氧化氮 1、一氧化氮和二氧化氮 （1）物理性质 NO常温下，是 无色 、 无味 、难溶于水的有毒气体，大气污染物之一。 NO2： 红棕色 、有刺激性气味的气体，有毒，大气污染物之一。 （2）化学性质 物质 NO NO2 化 学 性 质 ①还原性： 常温下，与氧气化合： 2NO＋O2==2NO2 现象： 无色 气体变为 红棕 色，故常用此方法检验NO。 ②弱氧化性： 4NH3＋5O2 4NO＋6H2O ①与水反应： 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ②NO2能与NaOH溶液反应，化学方程式为 2NO2＋2NaOH==NaNO2＋NaNO3＋H2O（实验室常用NaOH溶液吸收NO2） ③NO2和N2O4相互转化 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 （3）收集方法 实验室收集NO：NO易与氧气反应，故用 排水法 收集； 实验室收集NO2：NO2易与水反应，且密度比空气 大 ，故收集NO2用 向上排空气法 收集，不能用排水法。 【补充】NO使人中毒的原理与CO相同，都是气体与血液中的血红蛋白结合，使其失去输送氧气的能力。 【补充】探究一氧化氮和二氧化氮与水的反应及计算 探究：联系NO2、NO的性质，若将充满NO2、NO的试管分别倒置于水槽中（如下图），并通过导管通入少量的氧气有何现象？并分析其原理。 图1中红棕色气体逐渐变为无色，试管内液面上升，持续通入适量O2，试管内可充满水。当V(NO2)∶V(O2)＝4∶1时，NO2完全转化成HNO3。 化学方程式为 4NO2 + O2 + 2H2O ＝ 4HNO3 ; 图2无色气体先变成红棕色，后逐渐变为无色，试管内液面上升，持续通入适量O2，试管内可充满水。当V(NO)∶V(O2)＝4∶3时，NO完全转化成HNO3。 化学方程式为 4NO + 3O2 + 2H2O ＝ 4HNO3 ; 2、氮的几种氧化物 氮元素常见化合价有-3、0、+1、+2、+3、+4、+5，能形成6种氧化物，分别为N2O（笑气）、 NO 、N2O3 、NO2 、N2O5。 其中N2O3 、N2O5为酸性氧化物，分别是HNO2和HNO3的酸酐，二者与水反应的化学方程式分别为 N2O3 + H2O = 2HNO2 、 N2O5 + H2O = 2HNO3 【注意】NO 、NO2 都不是酸性氧化物！ 知识点三 氨 1、 氨 （1）物理性质 氨气，常温下为 无 色、刺激性气味的气体，密度比空气 小 ，极易溶于水（1体积水能溶解700体积的氨气），易液化成液氨，汽化时需要吸收大量的热，使周围温度急剧降低，因此，液氨可用作制冷剂。 （2）NH3的喷泉实验 在干燥的圆底烧瓶中充满氨气，用带有玻璃管和滴管(滴管里预先吸入水)的塞子塞紧瓶口，倒置烧瓶，使玻璃管插入盛有水(含酚酞)的烧杯中，轻轻挤压滴管的胶头，使少量水进入烧瓶，装置如图。观察有何现象？ 现象：打开止水夹，挤压滴管的胶头，烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，烧瓶内液体 呈红色 。 结论：上述实验说明氨 极易 溶于水，其水溶液呈 碱性 。 【思考】引发喷泉的实验操作是什么？实验成功的关键是什么？ 操作：引发喷泉的实验操作是打开止水夹，挤压胶头滴管的胶头，滴管里少量的水进入烧瓶，氨几乎全部溶于水中，使烧瓶内压强急剧 减小 ，烧瓶内外形成较大压强差；大气压将水压入烧瓶，形成喷泉； 关键：实验成功的关键是装置 气密性 良好；圆底烧瓶要 干燥 ；装置内气体的纯度要高。 【补充】能引发喷泉实验的组合 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、H2S、SO2 NO2＋O2 吸收剂 水或NaOH溶液 水或盐酸 NaOH溶液 水 （3）化学性质 反应 化学方程式 现象 备注 与水反应 NH3＋H2O NH3·H2O NH4＋＋OH－ 可用湿润的红色石蕊试纸检验氨气 与酸反应 表现碱性 HCl NH3＋HCl==NH4Cl 产生大量白烟 可用浓盐酸检验氨气； H2SO4 2NH3＋H2SO4==(NH4)2SO4 与氧气反应 4NH3＋5O2 4NO+6H2O 反应放热 工业制硝酸 与氯气反应 2NH3+3Cl2==N2+6HCl NH3＋HCl==NH4Cl 产生大量白烟 用浓氨水检验运输氯气的管道是否漏气 （4）氨的主要用途 氨是制造硝酸、铵盐和纯碱的原料；液氨汽化吸热，常用作制冷剂。 2、氨气的实验室制法 （1）原理： 2NH4Cl＋Ca(OH)2 2NH3↑＋CaCl2＋2H2O （2）装置： （3）收集： 向下排空气法 （4）验满：将 湿润的红色石蕊 试纸放在试管口，试纸变 蓝 。 （5）干燥：用 碱石灰 作干燥剂 （6）尾气处理：氨气极易溶于水，可用水吸收，但要注意防止 倒吸 。 【高频考点】 1、棉花的作用：防止试管内的氨气与试管外的空气对流，以便收集更纯的氨气； 2、氨气密度比空气 小 ，极易溶于水，故应用 向下排空气法 收集氨气； 3、氨气为 碱 性气体，应用中性或碱性干燥剂干燥氨气，不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙（与氨气反应生成CaCl2·8NH3）干燥； 知识点四 铵盐 铵盐的定义：由 NH4+和酸根离子 构成的化合物 1、铵盐的性质 （1）物理性质：无色或白色晶体，绝大多数 易溶 于水。 （2）化学性质： ①受热易分解 氯化铵受热分解化学方程式： NH4Cl NH3↑＋HCl↑ 碳酸氢铵受热分解化学方程式： NH4HCO3 NH3↑ + CO2↑ + H2O ②与碱加热生成氨气 NH4Cl与NaOH溶液加热： NH4Cl＋NaOH NH3↑＋H2O＋NaCl NH4NO3与 NaOH溶液加热：NH4NO3＋NaOH NaNO3＋H2O＋NH3↑ 【注意】加热时生成NH3，常温生成NH3·H2O 2、NH4+的检验 在实验室中，常利用铵盐与强碱加热反应产生氨这一性质来检验铵根离子：NH4++OH- NH3↑+H2O（湿润的 红色 石蕊试纸变 蓝 ）。 【补充】氮肥包括铵态氮肥、硝态氮肥、尿素以及氨水等，其中铵态氮肥不能与草木灰（主要成分： K2CO3 ）混用，否则会使肥效降低。 知识点五 硝酸 1、硝酸的性质 （1）物理性质 硝酸常温下为 无色 、有刺激性气味的液体，密度比水大，与水任意比例互溶，易挥发。 （2） 化学性质 ①酸性（但与金属反应时不生成氢气） 与碱反应，如硝酸与氢氧化钠反应： HNO3+NaOH=NaNO3+H2O 与碱性氧化物反应，如硝酸与氧化钠反应： 2HNO3+Na2O=2NaNO3+H2O 与某些盐反应，如硝酸与碳酸钠反应： 2HNO3+Na2CO3=2NaNO3+H2O+CO2↑ ②不稳定性 浓硝酸见光或受热易分解，化学方程式为 4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O ③强氧化性 a.与大多数金属单质反应（除铂、金） Cu与浓硝酸反应： Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O Cu与稀硝酸反应： 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 【提醒】常温下，铁、铝与浓硝酸发生钝化反应，在金属表面生成致密的氧化膜，阻止内部金属继续反应，故可用铁、铝容器盛放浓硝酸。 b.与部分非金属反应 与碳的反应：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O c.与某些还原性物质反应 与Fe2+反应： 3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O 2、硝酸的用途 硝酸是重要的化工原料和化学试剂，工业上用于制化肥、农药、炸药等。 3、硝酸的工业制法 原理：将氨通过一系列反应得到硝酸，如下图所示： 上述转化涉及的反应及含氮物质的反应类型如下： 工业合成氨： N2＋3H2 2NH3 ，N2发生 还原 反应 氨的催化氧化： 4NH3＋5O2 4NO＋6H2O ，NH3发生 氧化 反应 2NO＋O2===2NO2，NO发生 氧化 反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NO2既做 氧化剂 ，又做 还原剂 【补充】王水：浓硝酸和浓盐酸按体积比 1:3 组成的混合物，能使一些不溶于硝酸的金属溶解（如铂、金等）。 知识点六 酸雨及其防治 1、空气中SO2、氮氧化物的主要来源和危害 SO2 氮氧化物 来源 主要来自煤、石油和某些金属矿物中含硫物质的燃烧和冶炼 主要来自石油产品和煤燃烧产物、汽车尾气以及制硝酸工厂的废气 危害 危害人体健康，引起呼吸道疾病，严重时致人死亡；形成酸雨。 危害人体健康，引起呼吸道疾病，严重时致人死亡；形成酸雨；光化学烟雾；破坏臭氧层。 2、酸雨 酸雨定义：主要指 pH小于 5.6 的雨水，其主要是含有硫酸和硝酸。 硫酸型酸雨 硝酸型酸雨 形成过程 2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO 危害 直接破坏农作物、森林、草原，使土壤、湖泊酸化； 加快建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。 3、防治措施 （1）调整能源结构，发展清洁能源； （2）研究煤的脱硫技术，改进燃烧技术，减少SO2和氮氧化物的排放； 如：燃煤脱硫SO2 + CaO= CaSO3 2CaSO3 + O2 = 2CaSO4 (生产石膏） （3）加强工厂废气（主要是SO2、NO2和NO）的回收处理； （4）改进汽车尾气的处理技术，提高汽车尾气排放标准。 NO和CO的催化转化： 2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) 4、常见的环境问题类型 类型 形成原因 主要危害 温室效应 大气中CO2含量不断增加 全球变暖，冰川融化 酸雨 SO2和氮氧化物的排放 使土壤酸化，腐蚀建筑物等 光化学烟雾 氮氧化物和碳氢化合物的排放 危害人体健康和植物生长 臭氧层空洞 氮氧化物和氟氯代烃的排放 地球上生物受太阳紫外线的伤害加剧 赤潮和水华 含磷洗涤剂的大量使用及任意排放，化肥的不合理施用 藻类过度繁殖，水质恶化，发生在海水中为赤潮，淡水中为水华 白色污染 塑料制品的大量使用和任意丢弃 破坏土壤结构和生态环境 即时训练 1、下列叙述错误的是（ ） A．氮元素位于元素周期表的第二周期，第VA族 B．氮元素主要以氮分子的形式存在自然界中 C．氮元素最外层有5个电子 D．氮分子中的两个氮原子通过离子键结合 【答案】D 【解析】氮原子核外K、L层依次排有2、5个电子，氮元素位于元素周期表的第二周期、第VA族，A、C项正确；在自然界里，氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中，部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中，B项正确；氮分子中两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合，D项错误。 2、下列关于N2的说法中错误的是（ ） A．豆科植物的根瘤菌将N2转换为氮的化合物不属于氮的固定 B．N2 + O2 =2NO，该反应是汽车尾气造成污染的主要原因之一 C．N2在空气中约占空气总体积的78% D．在反应：3Mg + N2 =Mg3N2中N2作氧化剂 【答案】A 【解析】A．豆科植物的根瘤菌将空气中的氮转化为化合态的氮，N是游离态氮元素变化为化合态，A错误；B．汽车中的火花塞在打火过程中能引发氮气和氧气反应生成NO，产生的NO会导致空气污染，B正确；C．氧气约占空气体积的21%，氮气约占空气体积的78%，C正确；D．在反应：3Mg + N2 =Mg3N2中，氮由0价变为-3价，氮气是氧化剂，D正确；故选A。 3、最新的病毒学研究证实，一氧化氮对SARS病毒有直接抑制作用。下列关于一氧化氮的叙述正确的是(　　) A．一氧化氮是一种红棕色气体 B．常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合 C．一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到 D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集 【答案】C 【解析】NO是一种无色难溶于水的气体，可以用排水法收集；常温常压下，NO容易与氧气直接化合生成NO2。 4、下列有关NO2的说法中正确的是(　　) A．NO2能与水反应生成硝酸，在反应中NO2只是还原剂 B．除去O2中混有的NO2，可将混合气体通过水，将NO2溶解 C．NO2与溴蒸气的鉴别可用NaOH溶液，溶于NaOH溶液得无色溶液的是NO2，得橙色溶液的为溴蒸气 D．在NO2与水的反应中氧化剂与还原剂的质量之比为1∶2 【答案】D 【解析】除去O2中混有的NO2，将混合气体通过水，NO2溶解的同时又生成新的杂质NO，且NO又能与O2反应，故B项错误；NO2、溴蒸气分别与NaOH溶液反应均得无色溶液，所以NaOH溶液无法鉴别NO2与溴蒸气，故C项错误。 5、一定条件下，将等体积的NO和O2的混合气体置于试管中，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积为原总体积的(　　) A. 1/4 B. 3/4 C. 1/8 D. 3/8 【答案】C 【解析】NO、O2、H2O之间的反应，先判断是否过量，若过量，找出剩余的气体，计算其体积是多少，最后算出剩余气体的体积占原总体积的分数。由方程式4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3计算，NO和O2等体积混合，剩余O2体积1/4，是原混合气体的1/8。 6、下列关于氮气的说法中，正确的是(　　) A．通常情况下，氮气性质比较稳定 B．可在氧气中燃烧，生成一氧化氮 C．1 mol N2与3 mol H2完全反应生成2 mol NH3 D．氮元素是活泼的非金属元素，氮气在化学反应中只能作氧化剂 【答案】A 【解析】氮气分子中含有氮氮三键，性质比较稳定，A项正确；N2不能在O2中燃烧，N2与O2在放电或高温条件下反应生成NO，B项错误；N2与H2的反应是可逆反应，1 mol N2与3 mol H2不可能完全反应生成2 mol NH3，C项错误；氮气中氮元素的化合价为0价，在化学反应中既可以升高也可以降低，既可作氧化剂，也可作还原剂，D项错误。 7、某无色混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种。现将此混合气体通过品红溶液，品红溶液褪色；然后向剩余气体中通入空气，很快变为红棕色。则下列对原混合气体成分的判断中正确的是(　　) A．肯定含有SO2和NO B．肯定没有Cl2、O2和NO C．可能含有Cl2和O2 D．肯定含有Cl2和NO 【答案】A 【解析】混合气体无色，排除红棕色的NO2和黄绿色的Cl2；混合气体通过品红溶液，品红溶液褪色，说明含有SO2；向剩余气体中通入空气，很快变为红棕色，说明存在NO，则可推知一定不存在O2。故原混合气体中一定存在SO2和NO，肯定没有O2、NO2和Cl2。 8、将盛有1 mol NO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中，再通入0.4 mol O2，充分反应后，整个试管充满水。则原混合气体中NO与NO2体积比为 (　　) A．1∶2　　 B．2∶5 C．3∶7 D．无法确定 【答案】C 【解析】设1 mol NO和NO2的混合气体中有a mol NO和(1－a) mol NO2，根据4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3和4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可得：3a/4＋(1-a)/4＝0.4，所以a＝0.3，V(NO)∶V(NO2)＝3∶7。 9、有关氨气的实验较多，下面对这些实验原理的分析中，正确的是(　　) A．氨气极易溶于水，可以用来做喷泉实验 B．氨气的还原性可以解释氨气与氯化氢的反应实验 C．NH3·H2O不稳定，实验室可用NH4Cl和石灰水制取氨气 D．NH3液化时放出大量的热，因而，不能用氨作制冷剂 【答案】A 【解析】NH3与HCl反应为非氧化还原反应，B项错误；因NH3易溶于水，实验室制NH3用NH4Cl固体和熟石灰加热，C项错误；液氨汽化时，吸收大量热，可用液氨作制冷剂，D项错误。 10、关于氨的下列叙述中，不正确的是（ ）  A．氨极易溶于水，其水溶液能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 B．氨具有还原性，可以被氧化为 C．液氨可用来作制冷剂 D．氨遇氯化氢气体产生白烟 【答案】A 【解析】A．氨极易溶于水，其水溶液为氨水显碱性，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，A错误；B．NH3中N的化合价为-3价，NO中N的化合价为+2价，氨具有还原性，可以被氧化为NO，B正确；C．液氨的沸点很低，液氨蒸发吸收大量的热，可用来作制冷剂，C正确；D．氨遇氯化氢气体产生白烟，白烟为氯化铵固体，D正确；故选A。 11、如图所示是NH3两个性质实验，下列有关说法正确的是（ ） A．两个实验均表现了NH3易溶于水 B．两个实验均表现了NH3易挥发 C．两个实验均表现了NH3是碱性气体 D．两个实验均表现了NH3是还原性气体 【答案】C 【解析】实验一体现了NH3易溶于水和氨气的水溶液呈碱性，没有体现氨气的挥发性，实验二体现了氨气的挥发性而没有体现氨气易溶于水的性质，A、B错；实验一证明氨气极易溶于水，溶于水形成一水合氨弱碱溶液，滴加酚酞的溶液变红色，证明氨气是碱性气体；实验二证明浓氨水易挥发，氨气遇到氯化氢发生反应生成氯化铵，证明氨气是碱性气体，所以两个实验均表现了NH3是碱性气体，C正确；两个实验中未发生氧化还原反应，没有体现氨气的还原性，D错。 12、下列关于氨气的说法中正确的是（ ） A．NH3转化为NH4NO3属于氮的固定 B．氨水能导电，所以NH3是电解质 C．蘸有浓盐酸、浓硫酸的玻璃棒分别与蘸有浓氨水的玻璃棒相互靠近，有白烟 D．气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 【答案】D 【解析】氮的固定是指游离态的氮转化为化合态的氮的过程，A错；氨水导电是因为氨气和水反应生成的氨水能电离出阴阳离子，而NH3本身不能电离，故NH3不是电解质，B错；因为浓硫酸无挥发性，故蘸有浓硫酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒相互靠近，没有白烟产生，故C错误；氨气溶于水显碱性，故能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，D正确。 13、硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是(　　) A．浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性 B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性 C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性 D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性 【答案】D 【解析】D项中“滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去”，其褪色的原因可能是因为硝酸的强氧化性把酚酞氧化而褪色，但也有可能是硝酸与氢氧化钠发生中和反应，究竟是哪个原因，还需要实验验证，D项不准确。 14、下列关于硝酸的说法中正确的是（ ） A．硝酸和活泼金属反应生成氢气和相应的硝酸盐 B．硝酸的浓度越大，其氧化性越强 C．稀硝酸可溶解Fe(OH)2生成Fe(NO3)2和水 D．王水是浓硝酸和浓盐酸体积比为3∶1的混合物，能溶解金和铂 【答案】B 【解析】A．硝酸和活泼金属反应生成一氧化氮或二氧化氮气体和相应的硝酸盐，A错误；B．硝酸的浓度越大，其氧化性越强，B正确；C．稀硝酸可溶解Fe(OH)2生成Fe(NO3)3和水，C错误；D．王水是浓硝酸和浓盐酸体积比为1∶3的混合物，能溶解金和铂，D错误；故选B。 15、我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种，其中“强水”条目下写道：“性最烈，能蚀五金……其水甚强，五金八石皆能穿第，惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指硝酸，下列有关硝酸的相关描述中正确的是（ ） A．浓硝酸保存于无色试剂瓶中 B．向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀硫酸，可在试管口观察到红棕色气体 C．常温下，浓硝酸可以用铝制容器储存，说明浓硝酸与铝不反应 D．稀HNO3与金属反应时，可被还原为更低价态，说明稀HNO3氧化性强于浓HNO3 【答案】B 【解析】A项，浓硝酸见光会分解，要保存在棕色试剂瓶中，错误；B项，酸性溶液中硝酸根离子有强氧化性，与亚铁离子发生氧化还原反应生成一氧化氮，一氧化氮在试管口与氧气反应生成二氧化氮，可在试管口观察到红棕色气体，正确；C项，常温下，铝与浓硝酸发生钝化，所以浓硝酸可以用铝制容器储存，错误；D项，与金属反应时，稀硝酸被还原为一氧化氮，反应较慢，浓硝酸被还原为二氧化氮，反应较快，所以稀硝酸的氧化性比浓硝酸弱，错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二节 氮及其化合物 思维导图 考点清单 必备知识一 氮气与氮的固定 一、氮气 1、氮的结构及存在形式 氮原子位于元素周期表的第 周期第 族，最外层电子数为 ，既不容易得到电子，也不容易失去电子，因此氮原子一般通过 与其他原子相互结合构成物质。 氮气电子式： ，结构式： 。两个氮原子间以共价三键结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定，通常难以与其它物质反应。 氮元素的存在形式：主要以 分子存在于空气中，部分氮元素存在与动植物体内的蛋白质中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋李的硝酸盐和铵盐中。氮是自然界各种生物体生命活动不可缺少的重要元素。 2、N2的性质和用途 （1）物理性质 通常情况下，氮气为 、 的气体，密度比空气 ，难溶于水。 【提示】实验室收集N2时，用排水法，不用排空气法。 （2）化学性质 a.通常情况下，氮气较稳定，与其他物质不反应。 b. 还原性 在放电或高温下，能与氧气反应生成NO： c.氧化性 在一定条件下与活泼金属反应： 3Mg + N2 Mg3N2 ； 工业上合成氨： （3） 用途 氮气的用途广泛，工业上，氮气是制硝酸、含氮化合物和氮肥的原料，含氮化合物也是重要的化工原料；氮气化学性质稳定，常用作保护气；在医学上，常用液氮作医疗麻醉。 二、氮的固定 （1）定义：将大气中 的氮转化为 的过程叫氮的固定。 （2）类型 氮的固定 举例 自然固氮 大自然通过闪电释放能量将氮气转化为含氮的化合物 人工固氮 通过人工方法将游离态氮转化为化合态氮的过程叫人工固氮，如工业合成氨（ ）等。 生物固氮 通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨 知识点二 一氧化氮和二氧化氮 1、一氧化氮和二氧化氮 （1）物理性质 NO常温下，是 、 、难溶于水的有毒气体，大气污染物之一。 NO2： 、有刺激性气味的气体，有毒，大气污染物之一。 （2）化学性质 物质 NO NO2 化 学 性 质 ①还原性： 常温下，与氧气化合： 现象： 气体变为 色，故常用此方法检验NO。 ②弱氧化性： 4NH3＋5O2 4NO＋6H2O ①与水反应： ②NO2能与NaOH溶液反应，化学方程式为 2NO2＋2NaOH==NaNO2＋NaNO3＋H2O（实验室常用NaOH溶液吸收NO2） ③NO2和N2O4相互转化 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 （3）收集方法 实验室收集NO：NO易与氧气反应，故用 收集； 实验室收集NO2：NO2易与水反应，且密度比空气 ，故收集NO2用 收集，不能用排水法。 【补充】NO使人中毒的原理与CO相同，都是气体与血液中的血红蛋白结合，使其失去输送氧气的能力。 【补充】探究一氧化氮和二氧化氮与水的反应及计算 探究：联系NO2、NO的性质，若将充满NO2、NO的试管分别倒置于水槽中（如下图），并通过导管通入少量的氧气有何现象？并分析其原理。 图1中红棕色气体逐渐变为无色，试管内液面上升，持续通入适量O2，试管内可充满水。当V(NO2)∶V(O2)＝4∶1时，NO2完全转化成HNO3。 化学方程式为 ; 图2无色气体先变成红棕色，后逐渐变为无色，试管内液面上升，持续通入适量O2，试管内可充满水。当V(NO)∶V(O2)＝4∶3时，NO完全转化成HNO3。 化学方程式为 ; 2、氮的几种氧化物 氮元素常见化合价有-3、0、+1、+2、+3、+4、+5，能形成6种氧化物，分别为N2O（笑气）、 NO 、N2O3 、NO2 、N2O5。 其中N2O3 、N2O5为酸性氧化物，分别是HNO2和HNO3的酸酐，二者与水反应的化学方程式分别为 、 【注意】NO 、NO2 都不是酸性氧化物！ 知识点三 氨 1、 氨 （1）物理性质 氨气，常温下为 色、刺激性气味的气体，密度比空气 ，极易溶于水（1体积水能溶解700体积的氨气），易液化成液氨，汽化时需要吸收大量的热，使周围温度急剧降低，因此，液氨可用作制冷剂。 （2）NH3的喷泉实验 在干燥的圆底烧瓶中充满氨气，用带有玻璃管和滴管(滴管里预先吸入水)的塞子塞紧瓶口，倒置烧瓶，使玻璃管插入盛有水(含酚酞)的烧杯中，轻轻挤压滴管的胶头，使少量水进入烧瓶，装置如图。观察有何现象？ 现象：打开止水夹，挤压滴管的胶头，烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，烧瓶内液体 。 结论：上述实验说明氨 溶于水，其水溶液呈 。 【思考】引发喷泉的实验操作是什么？实验成功的关键是什么？ 操作：引发喷泉的实验操作是打开止水夹，挤压胶头滴管的胶头，滴管里少量的水进入烧瓶，氨几乎全部溶于水中，使烧瓶内压强急剧 ，烧瓶内外形成较大压强差；大气压将水压入烧瓶，形成喷泉； 关键：实验成功的关键是装置 良好；圆底烧瓶要 ；装置内气体的纯度要高。 【补充】能引发喷泉实验的组合 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、H2S、SO2 NO2＋O2 吸收剂 水或NaOH溶液 水或盐酸 NaOH溶液 水 （3）化学性质 反应 化学方程式 现象 备注 与水反应 NH3＋H2O NH3·H2O NH4＋＋OH－ 可用湿润的红色石蕊试纸检验氨气 与酸反应 表现碱性 HCl 产生大量 可用浓盐酸检验氨气； H2SO4 2NH3＋H2SO4==(NH4)2SO4 与氧气反应 反应放热 工业制硝酸 与氯气反应 2NH3+3Cl2==N2+6HCl NH3＋HCl==NH4Cl 产生大量白烟 用浓氨水检验运输氯气的管道是否漏气 （4）氨的主要用途 氨是制造硝酸、铵盐和纯碱的原料；液氨汽化吸热，常用作制冷剂。 2、氨气的实验室制法 （1）原理： （2）装置： （3）收集： （4）验满：将 试纸放在试管口，试纸变 。 （5）干燥：用 作干燥剂 （6）尾气处理：氨气极易溶于水，可用水吸收，但要注意防止 。 【高频考点】 1、棉花的作用：防止试管内的氨气与试管外的空气对流，以便收集更纯的氨气； 2、氨气密度比空气 ，极易溶于水，故应用 收集氨气； 3、氨气为 性气体，应用中性或碱性干燥剂干燥氨气，不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙（与氨气反应生成CaCl2·8NH3）干燥； 知识点四 铵盐 铵盐的定义：由 构成的化合物 1、铵盐的性质 （1）物理性质：无色或白色晶体，绝大多数 于水。 （2）化学性质： ①受热易分解 氯化铵受热分解化学方程式： 碳酸氢铵受热分解化学方程式： ②与碱加热生成氨气 NH4Cl与NaOH溶液加热： NH4NO3与 NaOH溶液加热： 【注意】加热时生成NH3，常温生成NH3·H2O 2、NH4+的检验 在实验室中，常利用铵盐与强碱加热反应产生氨这一性质来检验铵根离子： （湿润的 石蕊试纸变 ）。 【补充】氮肥包括铵态氮肥、硝态氮肥、尿素以及氨水等，其中铵态氮肥不能与草木灰（主要成分： ）混用，否则会使肥效降低。 知识点五 硝酸 1、硝酸的性质 （1）物理性质 硝酸常温下为 、有刺激性气味的液体，密度比水大，与水任意比例互溶，易挥发。 （2） 化学性质 ①酸性（但与金属反应时不生成氢气） 与碱反应，如硝酸与氢氧化钠反应： 与碱性氧化物反应，如硝酸与氧化钠反应： 与某些盐反应，如硝酸与碳酸钠反应： ②不稳定性 浓硝酸见光或受热易分解，化学方程式为 ③强氧化性 a.与大多数金属单质反应（除铂、金） Cu与浓硝酸反应： Cu与稀硝酸反应： 【提醒】常温下，铁、铝与浓硝酸发生钝化反应，在金属表面生成致密的氧化膜，阻止内部金属继续反应，故可用铁、铝容器盛放浓硝酸。 b.与部分非金属反应 与碳的反应： c.与某些还原性物质反应 与Fe2+反应： 2、硝酸的用途 硝酸是重要的化工原料和化学试剂，工业上用于制化肥、农药、炸药等。 3、硝酸的工业制法 原理：将氨通过一系列反应得到硝酸，如下图所示： 上述转化涉及的反应及含氮物质的反应类型如下： 工业合成氨： ，N2发生 反应 氨的催化氧化： ，NH3发生 反应 2NO＋O2===2NO2，NO发生 反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NO2既做 ，又做 【补充】王水：浓硝酸和浓盐酸按体积比 组成的混合物，能使一些不溶于硝酸的金属溶解（如铂、金等）。 知识点六 酸雨及其防治 1、空气中SO2、氮氧化物的主要来源和危害 SO2 氮氧化物 来源 主要来自煤、石油和某些金属矿物中含硫物质的燃烧和冶炼 主要来自石油产品和煤燃烧产物、汽车尾气以及制硝酸工厂的废气 危害 危害人体健康，引起呼吸道疾病，严重时致人死亡；形成酸雨。 危害人体健康，引起呼吸道疾病，严重时致人死亡；形成酸雨；光化学烟雾；破坏臭氧层。 2、酸雨 酸雨定义：主要指 pH小于 的雨水，其主要是含有硫酸和硝酸。 硫酸型酸雨 硝酸型酸雨 形成过程 2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO 危害 直接破坏农作物、森林、草原，使土壤、湖泊酸化； 加快建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。 3、防治措施 （1）调整能源结构，发展清洁能源； （2）研究煤的脱硫技术，改进燃烧技术，减少SO2和氮氧化物的排放； 如：燃煤脱硫SO2 + CaO= CaSO3 2CaSO3 + O2 = 2CaSO4 (生产石膏） （3）加强工厂废气（主要是SO2、NO2和NO）的回收处理； （4）改进汽车尾气的处理技术，提高汽车尾气排放标准。 NO和CO的催化转化： 4、常见的环境问题类型 类型 形成原因 主要危害 温室效应 大气中CO2含量不断增加 全球变暖，冰川融化 酸雨 SO2和氮氧化物的排放 使土壤酸化，腐蚀建筑物等 光化学烟雾 氮氧化物和碳氢化合物的排放 危害人体健康和植物生长 臭氧层空洞 氮氧化物和氟氯代烃的排放 地球上生物受太阳紫外线的伤害加剧 赤潮和水华 含磷洗涤剂的大量使用及任意排放，化肥的不合理施用 藻类过度繁殖，水质恶化，发生在海水中为赤潮，淡水中为水华 白色污染 塑料制品的大量使用和任意丢弃 破坏土壤结构和生态环境 即时训练 1、下列叙述错误的是（ ） A．氮元素位于元素周期表的第二周期，第VA族 B．氮元素主要以氮分子的形式存在自然界中 C．氮元素最外层有5个电子 D．氮分子中的两个氮原子通过离子键结合 2、下列关于N2的说法中错误的是（ ） A．豆科植物的根瘤菌将N2转换为氮的化合物不属于氮的固定 B．N2 + O2 =2NO，该反应是汽车尾气造成污染的主要原因之一 C．N2在空气中约占空气总体积的78% D．在反应：3Mg + N2 =Mg3N2中N2作氧化剂 3、最新的病毒学研究证实，一氧化氮对SARS病毒有直接抑制作用。下列关于一氧化氮的叙述正确的是(　　) A．一氧化氮是一种红棕色气体 B．常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合 C．一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到 D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集 4、下列有关NO2的说法中正确的是(　　) A．NO2能与水反应生成硝酸，在反应中NO2只是还原剂 B．除去O2中混有的NO2，可将混合气体通过水，将NO2溶解 C．NO2与溴蒸气的鉴别可用NaOH溶液，溶于NaOH溶液得无色溶液的是NO2，得橙色溶液的为溴蒸气 D．在NO2与水的反应中氧化剂与还原剂的质量之比为1∶2 5、一定条件下，将等体积的NO和O2的混合气体置于试管中，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积为原总体积的(　　) A. 1/4 B. 3/4 C. 1/8 D. 3/8 6、下列关于氮气的说法中，正确的是(　　) A．通常情况下，氮气性质比较稳定 B．可在氧气中燃烧，生成一氧化氮 C．1 mol N2与3 mol H2完全反应生成2 mol NH3 D．氮元素是活泼的非金属元素，氮气在化学反应中只能作氧化剂 7、某无色混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种。现将此混合气体通过品红溶液，品红溶液褪色；然后向剩余气体中通入空气，很快变为红棕色。则下列对原混合气体成分的判断中正确的是(　　) A．肯定含有SO2和NO B．肯定没有Cl2、O2和NO C．可能含有Cl2和O2 D．肯定含有Cl2和NO 8、将盛有1 mol NO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中，再通入0.4 mol O2，充分反应后，整个试管充满水。则原混合气体中NO与NO2体积比为 (　　) A．1∶2　　 B．2∶5 C．3∶7 D．无法确定 9、有关氨气的实验较多，下面对这些实验原理的分析中，正确的是(　　) A．氨气极易溶于水，可以用来做喷泉实验 B．氨气的还原性可以解释氨气与氯化氢的反应实验 C．NH3·H2O不稳定，实验室可用NH4Cl和石灰水制取氨气 D．NH3液化时放出大量的热，因而，不能用氨作制冷剂 10、关于氨的下列叙述中，不正确的是（ ）  A．氨极易溶于水，其水溶液能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 B．氨具有还原性，可以被氧化为 C．液氨可用来作制冷剂 D．氨遇氯化氢气体产生白烟 11、如图所示是NH3两个性质实验，下列有关说法正确的是（ ） A．两个实验均表现了NH3易溶于水 B．两个实验均表现了NH3易挥发 C．两个实验均表现了NH3是碱性气体 D．两个实验均表现了NH3是还原性气体 12、下列关于氨气的说法中正确的是（ ） A．NH3转化为NH4NO3属于氮的固定 B．氨水能导电，所以NH3是电解质 C．蘸有浓盐酸、浓硫酸的玻璃棒分别与蘸有浓氨水的玻璃棒相互靠近，有白烟 D．气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 13、硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是(　　) A．浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性 B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性 C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性 D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性 14、下列关于硝酸的说法中正确的是（ ） A．硝酸和活泼金属反应生成氢气和相应的硝酸盐 B．硝酸的浓度越大，其氧化性越强 C．稀硝酸可溶解Fe(OH)2生成Fe(NO3)2和水 D．王水是浓硝酸和浓盐酸体积比为3∶1的混合物，能溶解金和铂 15、我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种，其中“强水”条目下写道：“性最烈，能蚀五金……其水甚强，五金八石皆能穿第，惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指硝酸，下列有关硝酸的相关描述中正确的是（ ） A．浓硝酸保存于无色试剂瓶中 B．向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀硫酸，可在试管口观察到红棕色气体 C．常温下，浓硝酸可以用铝制容器储存，说明浓硝酸与铝不反应 D．稀HNO3与金属反应时，可被还原为更低价态，说明稀HNO3氧化性强于浓HNO3 学科网（北京）股份有限公司 $$