专题7 氮与社会可持续发展【知识清单】-2024-2025学年高一化学单元速记·巧练（苏教版2019必修第二册）

专题7 氮与社会可持续发展 01 思维导图 02 考点速记 第一单元 氮的固定 一、氮气及氮的固定 1．氮元素的位置、结构与存在 (1)氮元素位于元素周期表的 周期、第 族。氮原子的最外电子层有 电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。因此，氮原子一般通过 与其他原子相互结合构成物质。 (2)氮元素在自然界中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 中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的 和 中。 2．氮气的物理性质 N2是一种无色、无味的气体，ρ(N2)＜ρ(空气)，难溶于水。 3．氮气的结构与化学性质 (1)N2的结构 N2的结构式为 ，氮氮键很难断裂，化学性质很稳定。 (2)化学性质 N2在高温、放电等条件下，N2获得足够的能量，使N≡N断裂。写出N2与Mg、H2、O2反应的化学方程式。 ① ；② ； ③ 。 4．氮的固定：将大气中 的氮转化为 的过程。 (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成氨。 (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就是 。 【归纳总结】 1．N2的性质与氮的固定 2．自然界中氮循环的主要形式 游离态→化合态 (1)豆科植物根部的根瘤菌把空气中的氮气转变为硝酸盐等含氮的化合物。 (2)在放电条件下，空气中少量的氮气与氧气化合生成氮的氧化物，这些氮的氧化物随降水进入土壤和水体。 (3)合成氨工厂、汽车发动机将一部分氮气转化为化合态的氮 化合态→游离态 硝酸盐在某些细菌作用下转化为氮气 化合态→化合态 化石燃料的燃烧、森林和农作物的枝叶燃烧所产生的氮氧化物通过大气进入陆地和海洋，参与氮的循环 二、一氧化氮和二氧化氮 1．物理性质 颜色 状态 气味 毒性 水溶性 NO 色 气态 溶 NO2 色 气态 气味 溶 2．化学性质 (1)NO在空气中易转化为红棕色的NO2，反应方程式为 。 (2)NO2与H2O反应生成HNO3和NO，反应方程式为 。 【归纳总结】 1．NO、NO2的性质及转化 ①2NO＋O2===2NO2 ②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ③2NO＋2CON2＋2CO2 ④2NO2＋4CON2＋4CO2 2．NO、NO2与NaOH溶液的反应 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 第二单元 重要的含氮化工原料 一、氨气(NH3) (1)结构 NH3的电子式为_ _，结构式为_ _，氨分子的空间构型为_ _。键角107°18′，是_ __分子。 (2)物理性质 无色有_ __气味的气体，密度比空气_ __，易液化。_ __溶于水(1︰_ __)，可由_ __实验证明。 (3)化学性质 【易错提醒】 ①NH3是中学化学中唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，可在推断题中作为解题突破口。 ②氨水呈碱性，属于一元弱碱溶液，计算氨水的浓度时，溶质按NH3进行计算。 (4)液氨和氨水区别： 液氨 氨水 形成 _ __ _ __ 物质分类 _ __ 混合物 微粒种类 _ __ NH3、NH3·H2O、H＋、H2O、NH、OH－ 存在条件 常温常压下不能存在 常温常压下可存在 二、硝酸 1．硝酸的物理性质 (1)纯硝酸为_ __、有_ __气味的液体，熔点：_ __、沸点：_ __、密度：_ _。 (2)硝酸沸点较低，_ __挥发，在空气中遇水蒸气形成_ __。 (3)质量分数在69%以上的硝酸称为_ __。95%以上的浓硝酸叫做_ __硝酸。 2．硝酸的化学性质 (1)强酸性 稀硝酸使紫色石蕊试液_ __。浓硝酸使紫色石蕊试液_ __，反应过程中浓硝酸表现强酸性和强氧化性。 (2)不稳定性 硝酸见光或受热会分解产生NO2气体。 _ __ 硝酸应用棕色瓶放置在阴凉处。市售浓硝酸呈黄色，是因为硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里。 (3)强氧化性 ①与金属反应 稀硝酸与铜反应： _ __ 浓硝酸与铜反应： _ __ 硝酸几乎能与所有金属(Au、Pt除外)反应，一般情况下，金属与浓HNO3反应生成NO2，与稀HNO3反应生成NO，与极稀的HNO3反应生成N2O或NH3。 ②与非金属反应 硝酸能把许多非金属单质(如：C、S、P等)氧化，生成最高价含氧酸或最高价非金属氧化物。如与C的反应： _ __ ③与其他还原性化合物反应 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、FeSO4、KI、NaBr等还原性物质。 稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式： _ __ (4)与有机物反应 ①硝化反应(与反应) ②颜色反应 某些蛋白质(含有苯基的蛋白质)遇浓硝酸时变_ __。 【特别提醒】 (1)浓、稀硝酸均具有强氧化性，浓度越大，氧化性越强，其还原产物的价态越高。还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO。 (2)常温下，铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”并非不反应。故常温下浓硝酸可以用铁桶盛放。 3．硝酸工业制法的反应原理 (1)NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO _ 。 (2)NO进一步氧化生成NO2 _ __。 (3)用水吸收NO2生成HNO3 _ __。 3．硝酸与金属反应的有关计算方法 硝酸与金属反应时，金属被氧化生成金属阳离子，硝酸被还原为低价氮的化合物。有关的计算方法： A．依据守恒规律计算 (1)电子守恒：硝酸与金属反应属于氧化还原反应，N原子得到的电子数等于金属原子失去的电子数，由此可求出氮元素被还原后的价态，根据价态确定反应产物。 (2)原子守恒：硝酸与金属反应时，一部分以NO的形式存在，一部分转化为还原产物，这两部分中N的物质的量与反应消耗的HNO3中N的物质的量相等。 (3)电荷守恒：Mn＋和H＋所带正电荷总数应等于NO所带负电荷总数(因为这种溶液中OH－浓度很小，可被忽略)。 B．利用离子方程式计算 HNO3与H2SO4混合液跟金属的反应，当金属足量时，不能用HNO3与金属反应的化学方程式计算，应用离子方程式计算，因为生成的硝酸盐中的NO借助H＋仍能继续与金属反应。 第三单元 含氮化合物的合理使用 一、铵盐——铵根离子(NH)与酸根离子构成的化合物 铵盐是农业上常用的化肥。绝大多数铵盐易溶于水，受热易分解，与碱反应会放出NH3。 1．不稳定性：NH4Cl、NH4HCO3受热分解的化学方程式分别为NH4ClNH3↑＋HCl↑、NH4HCO3NH3↑＋H2O＋CO2↑。 2．与碱的反应 (1)固体反应：NH4Cl与NaOH反应的化学方程式为 。 (2)溶液中铵盐与强碱反应的离子方程式(加热)： 。 稀溶液中铵盐与强碱反应的离子方程式(不加热)： 。 3．铵盐与碱反应的两个应用 (1)检验NH：待测液中加 并 ，用湿润的 放置于试管口，若试纸变蓝，说明溶液中含NH。 (2)实验室制备NH3 — 　↓ —固＋固气 　↓ —向 排空气法 　↓ —湿润的 色石蕊试纸靠近试管口(变 )、蘸有 的玻璃棒靠近试管口(产生白 ) 4．喷泉实验装置及其创新 设计说明：(1)装置(Ⅰ)改变了胶头滴管的位置，胶头滴管挤入少量水于试剂瓶中，即可使少量溶液沿导管进入烧瓶中，导致大量的NH3溶解，烧瓶内形成负压而产生喷泉。 (2)装置(Ⅱ)省去了胶头滴管，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即发生喷泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨气溶于水)。 (3)装置(Ⅲ)在水槽中加入能使水温升高的物质致使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。 (4)装置(Ⅳ)向导管中通入一定量的H2S和SO2，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液上喷形成喷泉。 (5)装置(Ⅴ)打开①处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该止水夹，等充分反应后再打开②处的止水夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。 (6)装置(Ⅵ)中，挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个活塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，再打开导管下部活塞，则可产生双喷泉。 5．氨水问题分析 (1)氨水的溶质质量分数为×100% (2)氨水的化学性质 ①不稳定性：NH3·H2ONH3↑＋H2O ②碱的通性 【易错提醒】 1．氨气实验室制法应注意的问题 (1)净化装置：通常用碱石灰干燥氨气，不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥。 (2)收集方法：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)尾气处理：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，常采用的装置如图所示： 2．实验室快速制氨气的方法 (1)加热浓氨水法：NH3·H2O不稳定，受热易分解生成NH3：NH3·H2ONH3↑＋H2O，故可直接加热浓氨水制备NH3。 (2)浓氨水加固体NaOH(或生石灰、碱石灰)法：固体NaOH溶于水放出大量的热，会促使氨水分解，而生石灰可与水反应生成Ca(OH)2，同时反应放热，也会促使氨水分解，故可在常温下向固体NaOH或CaO中滴加浓氨水来制备NH3。反应装置图分别为： 二、常见氮肥及其使用 1.常见氮肥及其使用注意事项 氮肥 注意事项 铵态 氮肥 低温保存，深施盖土，避免受热；不可以跟碱性物质(如草木灰等)混合使用 硝态 氮肥 NO不易被以带负电荷为主的土壤胶粒所吸附，在潮湿的土壤中流动性大，容易被植物吸收。但土壤湿度大时，易发生反硝化作用导致硝态氮肥流失 尿素 在农作物需肥前4～8天施用。由于尿素肥效高、易保存、使用方便、长期使用对土壤的破坏作用小，是目前使用量最大的一种氮肥 2.氮肥的科学施用 (1)根据各种氮肥特性加以区别对待。碳酸氢铵和氨水易挥发损失,宜作基肥深施;硝态氮肥在土壤中移动性强、肥效快,可作旱田的良好追肥;一般水田作追肥可用铵态氮肥或尿素。 (2)要将氮肥深施。氮肥深施可以减少肥料的直接挥发、随水流失、硝化脱氮等方面的损失。深层施肥还有利于根系发育,使根系深扎,扩大营养面积。 (3)合理配施其他肥料。氮肥与有机肥配合施用对作物高产、稳产及降低成本具有重要作用。 三、氮氧化物 （一）氮氧化物的来源 主要来源于　　　　的燃烧、　　　　工业废气、机动车辆尾气排放。 （二）氮氧化物的危害 1.形成硝酸型　　　　。 2.产生　　　　烟雾:NO2与O2经过复杂的反应生成O3,O3与空气中的氮氧化物和一些碳氢化合物在紫外线的照射下发生作用生成一种有毒的烟雾。 （三）减少汽车尾气危害 1.以甲醇、液化气代替　　　　。 2.安装汽车尾气净化器:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(化学方程式)。 3.使用以液化天然气(LNG)或高效　　　　电池作为动力的新型环保汽车。 四、大气污染的防治措施 1.硝酸型酸雨的形成 (1)在放电或高温条件下，空气中的氮气能与氧气发生反应，生成一氧化氮，一氧化氮在空气中很不稳定，易被空气中的氧气氧化生成二氧化氮，二氧化氮跟水反应生成硝酸。 N2＋O22NO，2NO＋O2===2NO2，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO (2)虽然雨水中的硝酸渗入土壤后，被植物的根系吸收转化为植物生长所需的养料，但雨水中的硝酸也是形成酸雨的主要物质，会对环境造成很大的危害。 2.光化学烟雾的形成 (1)汽车尾气排放的NO被空气中的氧气氧化为NO2：2NO＋O2===2NO2 (2)在日光照射下，NO2与O2经过复杂的反应生成臭氧。 (3)臭氧与空气中的一些碳氢化合物发生作用后，产生了一种有毒的烟雾，人们称它为光化学烟雾。 3.氮氧化物对臭氧层的破坏 臭氧层主要分布在距地面20～25 km的大气层中，臭氧能吸收紫外线，防止地球上的生物受到伤害。飞机尾气中的氮氧化物(NO和NO2)对臭氧层(含O3和O)破坏的反应简单表示为：O3＋NO===O2＋NO2　O＋NO2===NO＋O2，在低空，氮氧化物是空气中氧气转化为臭氧的催化剂，造成臭氧污染；而在高空，氮氧化物是臭氧转化为氧气的催化剂，破坏臭氧层。 4．氮氧化物的预防和吸收 (1)使用清洁能源，减少氮氧化物的排放。 (2)安装汽车尾气转化装置：2NO＋2CON2＋2CO2。 (3)对生产化肥、硝酸工厂的废气进行处理。 ①碱液吸收法：用碱溶液吸收氮氧化物生成硝酸盐和亚硝酸盐。2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O ②催化还原法：用甲烷、氨气、氢气等还原剂将其还原成无毒的氮气。 6NO＋4NH35N2＋6H2O CH4＋4NO2N2＋CO2＋2H2O 4H2＋2NO2N2＋4H2O 2H2＋2NON2＋2H2O 03 素养提升 ◆判断正误 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×” (1)在自然界中只有氮的化合态。 ( ) (2)N2在化学反应时只能作氧化剂。 ( ) (3)NO在空气中易被氧化为NO2，此过程属于氮的固定。 ( ) (4)豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮气属于氮的固定，是化学变化。 ( ) (5)N2的电子式为N⋮⋮N。 ( ) (6)NH3溶于水后完全生成NH3·H2O。 ( ) (7)NH3的水溶液能导电，故NH3为电解质。 ( ) (8)NH3的催化氧化反应中氧化产物为NO。 ( ) (9)浓硝酸与足量Zn反应，生成的气体中可能有NO2、NO、H2等。 ( ) (10)硝酸与Cu反应中，HNO3只表现强氧化性。 ( ) (11)常温下，浓HNO3和浓H2SO4与Fe、Al不反应。 ( ) (12)Fe与稀HNO3反应的产物中一定含有Fe3＋。 ( ) (13)只要雨水的pH<7，雨水属于酸雨。 ( ) (14)CO2的大量排放，导致酸雨的形成。 ( ) (15)酸雨在空气中的放置过程中pH变大。 ( ) (16)向某溶液中加入稀NaOH溶液,湿润的红色石蕊试纸不变蓝,则原溶液中一定无N。( ) (17)NH4Cl受热分解,所以可用加热的方法分离NH4Cl和NaCl。( ) (18)氨气的制备实验中可以采用碱石灰干燥氨气。( ) (19)实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3并不涉及氧化还原反应。( ) ◆易错点辨析 1．对于3NO2＋H2O===2HNO3＋NO反应，氧化剂，还原剂是什么物质？二者物质的量之比为多少？ 2．氮气为什么可以作保护气？ 。 3．根据教材“氮气的熔点：－210 ℃，沸点：－196 ℃，密度：1.25 g·L－1”数据，分析医生为什么可以利用液氮给手术刀降温即被称为“冷刀”？ 4．打雷放电时，N2如何反应？写出化学方程式。 5．液氨作制冷剂的原因是什么？ 6．为什么蘸有浓氨水和浓盐酸的两支玻璃棒靠近时会产生白烟？蘸有浓氨水和浓硫酸的两支玻璃棒靠近时是否也产生白烟？ 7．实验室制备NH3 (1)棉花的作用是什么？如何处理尾气？ (2)用长试管加热NH4Cl能制取NH3吗？为什么？ 8．喷泉是一种常见的自然现象，其产生的原因是存在压强差。在实验室中可以利用喷泉实验，验证氨气等气体的溶解性。如下图。 图1　　　　　图2　　　　　　图3 （1）用图1装置进行喷泉实验，圆底烧瓶已充满干燥氨气，怎样操作可以形成喷泉？该实验的原理是怎样的？ （2）如果只提供图2的装置，请说明引发喷泉的方法。 （3）增大下方压强，也能形成喷泉。利用图3装置，在锥形瓶中分别加合适的物质，反应后可能产生喷泉。利用所学化学知识，试举一例。 （4）若图1烧瓶中充满干燥NH3做喷泉实验，在标准状况下，所得溶液的物质的量浓度为多少？ （5）图1烧瓶中的所得溶液的粒子成分有哪些？ 9．稀盐酸中通入NH3和将氨水加入稀盐酸中，分别写出反应的离子方程式。 10．浓HNO3有时显黄色的原因是什么？ 11．稀HNO3与过量Cu完全反应后，加入稀H2SO4，Cu还溶解吗？为什么？ (2)溶解。加入稀H2SO4后，NO在酸性条件下又溶解过量的Cu。 12．写出硫酸型酸雨形成过程的化学方程式。 13.思考:实验室制取氨气时,碱不选用NaOH、KOH,其原因是什么? 14.质疑:某同学根据铵盐受热分解的性质,认为可以采用加热NH4Cl来制备氨气,你怎么看? 【解析】不行。NH4Cl分解得到NH3和HCl,两种气体在试管口遇冷反应又生成NH4Cl,得不到氨气。 15.探索:所有的铵盐受热分解都产生氨气吗?你能举例说明吗? 【解析】并不是所有铵盐受热分解的产物中都存在NH3。如NH4NO3受热分解温度不同,分解产物不一,不一定产生氨气。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题7 氮与社会可持续发展 01 思维导图 02 考点速记 第一单元 氮的固定 一、氮气及氮的固定 1．氮元素的位置、结构与存在 (1)氮元素位于元素周期表的第二周期、第ⅤA族。氮原子的最外电子层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。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。 (2)氮元素在自然界中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。 2．氮气的物理性质 N2是一种无色、无味的气体，ρ(N2)＜ρ(空气)，难溶于水。 3．氮气的结构与化学性质 (1)N2的结构 N2的结构式为N≡N，氮氮键很难断裂，化学性质很稳定。 (2)化学性质 N2在高温、放电等条件下，N2获得足够的能量，使N≡N断裂。写出N2与Mg、H2、O2反应的化学方程式。 ①3Mg＋N2Mg3N2；②； ③N2＋O22NO。 4．氮的固定：将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。 (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成氨。 (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就是工业合成氨。 【归纳总结】 1．N2的性质与氮的固定 2．自然界中氮循环的主要形式 游离态→化合态 (1)豆科植物根部的根瘤菌把空气中的氮气转变为硝酸盐等含氮的化合物。 (2)在放电条件下，空气中少量的氮气与氧气化合生成氮的氧化物，这些氮的氧化物随降水进入土壤和水体。 (3)合成氨工厂、汽车发动机将一部分氮气转化为化合态的氮 化合态→游离态 硝酸盐在某些细菌作用下转化为氮气 化合态→化合态 化石燃料的燃烧、森林和农作物的枝叶燃烧所产生的氮氧化物通过大气进入陆地和海洋，参与氮的循环 二、一氧化氮和二氧化氮 1．物理性质 颜色 状态 气味 毒性 水溶性 NO 无色 气态 无味 有毒 不溶 NO2 红棕色 气态 有刺激性气味 有毒 易溶 2．化学性质 (1)NO在空气中易转化为红棕色的NO2，反应方程式为2NO＋O2===2NO2。 (2)NO2与H2O反应生成HNO3和NO，反应方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 【归纳总结】 1．NO、NO2的性质及转化 ①2NO＋O2===2NO2 ②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ③2NO＋2CON2＋2CO2 ④2NO2＋4CON2＋4CO2 2．NO、NO2与NaOH溶液的反应 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 第二单元 重要的含氮化工原料 一、氨气(NH3) (1)结构 NH3的电子式为_ __，结构式为_ __，氨分子的空间构型为_三角锥形__。键角107°18′，是_极性__分子。 (2)物理性质 无色有_刺激性__气味的气体，密度比空气_小__，易液化。_极易__溶于水(1︰_700__)，可由_喷泉__实验证明。 (3)化学性质 【易错提醒】 ①NH3是中学化学中唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，可在推断题中作为解题突破口。 ②氨水呈碱性，属于一元弱碱溶液，计算氨水的浓度时，溶质按NH3进行计算。 (4)液氨和氨水区别： 液氨 氨水 形成 _NH3液化__ _NH3溶于水__ 物质分类 _纯净物__ 混合物 微粒种类 _NH3__ NH3、NH3·H2O、H＋、H2O、NH、OH－ 存在条件 常温常压下不能存在 常温常压下可存在 二、硝酸 1．硝酸的物理性质 (1)纯硝酸为_无色__、有_刺激性__气味的液体，熔点：_－42 ℃__、沸点：_83 ℃__、密度：_1.5 g·cm－3__。 (2)硝酸沸点较低，_易__挥发，在空气中遇水蒸气形成_白雾__。 (3)质量分数在69%以上的硝酸称为_浓硝酸__。95%以上的浓硝酸叫做_发烟__硝酸。 2．硝酸的化学性质 (1)强酸性 稀硝酸使紫色石蕊试液_变红色__。浓硝酸使紫色石蕊试液_先变红后褪色__，反应过程中浓硝酸表现强酸性和强氧化性。 (2)不稳定性 硝酸见光或受热会分解产生NO2气体。 _4HNO3(浓)2H2O＋4NO2↑＋O2↑__ 硝酸应用棕色瓶放置在阴凉处。市售浓硝酸呈黄色，是因为硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里。 (3)强氧化性 ①与金属反应 稀硝酸与铜反应： _3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O__ 浓硝酸与铜反应： _Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O__ 硝酸几乎能与所有金属(Au、Pt除外)反应，一般情况下，金属与浓HNO3反应生成NO2，与稀HNO3反应生成NO，与极稀的HNO3反应生成N2O或NH3。 ②与非金属反应 硝酸能把许多非金属单质(如：C、S、P等)氧化，生成最高价含氧酸或最高价非金属氧化物。如与C的反应： _C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O__ ③与其他还原性化合物反应 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、FeSO4、KI、NaBr等还原性物质。 稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式： _3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O__ (4)与有机物反应 ①硝化反应(与反应) ②颜色反应 某些蛋白质(含有苯基的蛋白质)遇浓硝酸时变_黄色__。 【特别提醒】 (1)浓、稀硝酸均具有强氧化性，浓度越大，氧化性越强，其还原产物的价态越高。还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO。 (2)常温下，铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”并非不反应。故常温下浓硝酸可以用铁桶盛放。 3．硝酸工业制法的反应原理 (1)NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO _4NH3＋5O24NO＋6H2O__。 (2)NO进一步氧化生成NO2 _2NO＋O2===2NO2__。 (3)用水吸收NO2生成HNO3 _3NO2＋H2O===2HNO3＋NO__。 3．硝酸与金属反应的有关计算方法 硝酸与金属反应时，金属被氧化生成金属阳离子，硝酸被还原为低价氮的化合物。有关的计算方法： A．依据守恒规律计算 (1)电子守恒：硝酸与金属反应属于氧化还原反应，N原子得到的电子数等于金属原子失去的电子数，由此可求出氮元素被还原后的价态，根据价态确定反应产物。 (2)原子守恒：硝酸与金属反应时，一部分以NO的形式存在，一部分转化为还原产物，这两部分中N的物质的量与反应消耗的HNO3中N的物质的量相等。 (3)电荷守恒：Mn＋和H＋所带正电荷总数应等于NO所带负电荷总数(因为这种溶液中OH－浓度很小，可被忽略)。 B．利用离子方程式计算 HNO3与H2SO4混合液跟金属的反应，当金属足量时，不能用HNO3与金属反应的化学方程式计算，应用离子方程式计算，因为生成的硝酸盐中的NO借助H＋仍能继续与金属反应。 第三单元 含氮化合物的合理使用 一、铵盐——铵根离子(NH)与酸根离子构成的化合物 铵盐是农业上常用的化肥。绝大多数铵盐易溶于水，受热易分解，与碱反应会放出NH3。 1．不稳定性：NH4Cl、NH4HCO3受热分解的化学方程式分别为NH4ClNH3↑＋HCl↑、NH4HCO3NH3↑＋H2O＋CO2↑。 2．与碱的反应 (1)固体反应：NH4Cl与NaOH反应的化学方程式为NH4Cl＋NaOHNH3↑＋NaCl＋H2O。 (2)溶液中铵盐与强碱反应的离子方程式(加热)：NH＋OH－NH3↑＋H2O。 稀溶液中铵盐与强碱反应的离子方程式(不加热)：NH＋OH－===NH3·H2O。 3．铵盐与碱反应的两个应用 (1)检验NH：待测液中加NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸放置于试管口，若试纸变蓝，说明溶液中含NH。 (2)实验室制备NH3 —2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 　↓ —固＋固气 　↓ —向下排空气法 　↓ —湿润的红色石蕊试纸靠近试管口(变蓝)、蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口(产生白烟) 4．喷泉实验装置及其创新 设计说明：(1)装置(Ⅰ)改变了胶头滴管的位置，胶头滴管挤入少量水于试剂瓶中，即可使少量溶液沿导管进入烧瓶中，导致大量的NH3溶解，烧瓶内形成负压而产生喷泉。 (2)装置(Ⅱ)省去了胶头滴管，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即发生喷泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨气溶于水)。 (3)装置(Ⅲ)在水槽中加入能使水温升高的物质致使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。 (4)装置(Ⅳ)向导管中通入一定量的H2S和SO2，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液上喷形成喷泉。 (5)装置(Ⅴ)打开①处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该止水夹，等充分反应后再打开②处的止水夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。 (6)装置(Ⅵ)中，挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个活塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，再打开导管下部活塞，则可产生双喷泉。 5．氨水问题分析 (1)氨水的溶质质量分数为×100% (2)氨水的化学性质 ①不稳定性：NH3·H2ONH3↑＋H2O ②碱的通性 【易错提醒】 1．氨气实验室制法应注意的问题 (1)净化装置：通常用碱石灰干燥氨气，不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥。 (2)收集方法：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)尾气处理：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，常采用的装置如图所示： 2．实验室快速制氨气的方法 (1)加热浓氨水法：NH3·H2O不稳定，受热易分解生成NH3：NH3·H2ONH3↑＋H2O，故可直接加热浓氨水制备NH3。 (2)浓氨水加固体NaOH(或生石灰、碱石灰)法：固体NaOH溶于水放出大量的热，会促使氨水分解，而生石灰可与水反应生成Ca(OH)2，同时反应放热，也会促使氨水分解，故可在常温下向固体NaOH或CaO中滴加浓氨水来制备NH3。反应装置图分别为： 二、常见氮肥及其使用 1.常见氮肥及其使用注意事项 氮肥 注意事项 铵态 氮肥 低温保存，深施盖土，避免受热；不可以跟碱性物质(如草木灰等)混合使用 硝态 氮肥 NO不易被以带负电荷为主的土壤胶粒所吸附，在潮湿的土壤中流动性大，容易被植物吸收。但土壤湿度大时，易发生反硝化作用导致硝态氮肥流失 尿素 在农作物需肥前4～8天施用。由于尿素肥效高、易保存、使用方便、长期使用对土壤的破坏作用小，是目前使用量最大的一种氮肥 2.氮肥的科学施用 (1)根据各种氮肥特性加以区别对待。碳酸氢铵和氨水易挥发损失,宜作基肥深施;硝态氮肥在土壤中移动性强、肥效快,可作旱田的良好追肥;一般水田作追肥可用铵态氮肥或尿素。 (2)要将氮肥深施。氮肥深施可以减少肥料的直接挥发、随水流失、硝化脱氮等方面的损失。深层施肥还有利于根系发育,使根系深扎,扩大营养面积。 (3)合理配施其他肥料。氮肥与有机肥配合施用对作物高产、稳产及降低成本具有重要作用。 三、氮氧化物 （一）氮氧化物的来源 主要来源于　　　　的燃烧、　　　　工业废气、机动车辆尾气排放。 （二）氮氧化物的危害 1.形成硝酸型　　　　。 2.产生　　　　烟雾:NO2与O2经过复杂的反应生成O3,O3与空气中的氮氧化物和一些碳氢化合物在紫外线的照射下发生作用生成一种有毒的烟雾。 （三）减少汽车尾气危害 1.以甲醇、液化气代替　　　　。 2.安装汽车尾气净化器:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(化学方程式)。 3.使用以液化天然气(LNG)或高效　　　　电池作为动力的新型环保汽车。 【答案】（一）化石燃料　硝酸　（二）酸雨　光化学　（三）1.汽油　2.2CO+2NON2+2CO2　3.燃料 四、大气污染的防治措施 1.硝酸型酸雨的形成 (1)在放电或高温条件下，空气中的氮气能与氧气发生反应，生成一氧化氮，一氧化氮在空气中很不稳定，易被空气中的氧气氧化生成二氧化氮，二氧化氮跟水反应生成硝酸。 N2＋O22NO，2NO＋O2===2NO2，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO (2)虽然雨水中的硝酸渗入土壤后，被植物的根系吸收转化为植物生长所需的养料，但雨水中的硝酸也是形成酸雨的主要物质，会对环境造成很大的危害。 2.光化学烟雾的形成 (1)汽车尾气排放的NO被空气中的氧气氧化为NO2：2NO＋O2===2NO2 (2)在日光照射下，NO2与O2经过复杂的反应生成臭氧。 (3)臭氧与空气中的一些碳氢化合物发生作用后，产生了一种有毒的烟雾，人们称它为光化学烟雾。 3.氮氧化物对臭氧层的破坏 臭氧层主要分布在距地面20～25 km的大气层中，臭氧能吸收紫外线，防止地球上的生物受到伤害。飞机尾气中的氮氧化物(NO和NO2)对臭氧层(含O3和O)破坏的反应简单表示为：O3＋NO===O2＋NO2　O＋NO2===NO＋O2，在低空，氮氧化物是空气中氧气转化为臭氧的催化剂，造成臭氧污染；而在高空，氮氧化物是臭氧转化为氧气的催化剂，破坏臭氧层。 4．氮氧化物的预防和吸收 (1)使用清洁能源，减少氮氧化物的排放。 (2)安装汽车尾气转化装置：2NO＋2CON2＋2CO2。 (3)对生产化肥、硝酸工厂的废气进行处理。 ①碱液吸收法：用碱溶液吸收氮氧化物生成硝酸盐和亚硝酸盐。2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O ②催化还原法：用甲烷、氨气、氢气等还原剂将其还原成无毒的氮气。 6NO＋4NH35N2＋6H2O CH4＋4NO2N2＋CO2＋2H2O 4H2＋2NO2N2＋4H2O 2H2＋2NON2＋2H2O 03 素养提升 ◆判断正误 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×” (1)在自然界中只有氮的化合态。 ( ) (2)N2在化学反应时只能作氧化剂。 ( ) (3)NO在空气中易被氧化为NO2，此过程属于氮的固定。 ( ) (4)豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮气属于氮的固定，是化学变化。 ( ) (5)N2的电子式为N⋮⋮N。 ( ) (6)NH3溶于水后完全生成NH3·H2O。 ( ) (7)NH3的水溶液能导电，故NH3为电解质。 ( ) (8)NH3的催化氧化反应中氧化产物为NO。 ( ) (9)浓硝酸与足量Zn反应，生成的气体中可能有NO2、NO、H2等。 ( ) (10)硝酸与Cu反应中，HNO3只表现强氧化性。 ( ) (11)常温下，浓HNO3和浓H2SO4与Fe、Al不反应。 ( ) (12)Fe与稀HNO3反应的产物中一定含有Fe3＋。 ( ) (13)只要雨水的pH<7，雨水属于酸雨。 ( ) (14)CO2的大量排放，导致酸雨的形成。 ( ) (15)酸雨在空气中的放置过程中pH变大。 ( ) (16)向某溶液中加入稀NaOH溶液,湿润的红色石蕊试纸不变蓝,则原溶液中一定无N。( ) (17)NH4Cl受热分解,所以可用加热的方法分离NH4Cl和NaCl。( ) (18)氨气的制备实验中可以采用碱石灰干燥氨气。( ) (19)实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3并不涉及氧化还原反应。( ) 【答案】(1) (×)(2) (×)(3)(×)(4)(√)(5)(×)(6)(×)(7)(×)(8)(√)(9)(×)(10)(×)(11)(×)(12)(×)(13)(×) (14)(×)(15)(×)(16)(×)(17)(√)(18)(√)(19)(√) ◆易错点辨析 1．对于3NO2＋H2O===2HNO3＋NO反应，氧化剂，还原剂是什么物质？二者物质的量之比为多少？ 【解析】NO2　NO2　1∶2 2．氮气为什么可以作保护气？ 【解析】N2的化学性质很稳定，常温下不与O2反应，可作保护气。 3．根据教材“氮气的熔点：－210 ℃，沸点：－196 ℃，密度：1.25 g·L－1”数据，分析医生为什么可以利用液氮给手术刀降温即被称为“冷刀”？ 【解析】液氮沸点低，气化时吸收热量，造成环境温度降低。 4．打雷放电时，N2如何反应？写出化学方程式。 【解析】N2＋O22NO。 5．液氨作制冷剂的原因是什么？ 【解析】氨易液化，液氨汽化时要吸收大量的热，使周围温度急剧降低。 6．为什么蘸有浓氨水和浓盐酸的两支玻璃棒靠近时会产生白烟？蘸有浓氨水和浓硫酸的两支玻璃棒靠近时是否也产生白烟？ 【解析】浓氨水和浓盐酸均有挥发性，挥发出来的NH3和HCl在空气中相遇，化合生成NH4Cl固体小颗粒，即为白烟。浓硫酸没有挥发性，故不可能形成白烟。 7．实验室制备NH3 (1)棉花的作用是什么？如何处理尾气？ 【解析】防止NH3与空气对流，用稀H2SO4浸湿棉花。 (2)用长试管加热NH4Cl能制取NH3吗？为什么？ 【解析】不能。因为NH4Cl分解产生的NH3和HCl遇冷会再次化合为NH4Cl，不能用于制取NH3。 8．喷泉是一种常见的自然现象，其产生的原因是存在压强差。在实验室中可以利用喷泉实验，验证氨气等气体的溶解性。如下图。 图1　　　　　图2　　　　　　图3 （1）用图1装置进行喷泉实验，圆底烧瓶已充满干燥氨气，怎样操作可以形成喷泉？该实验的原理是怎样的？ 【解析】打开弹簧夹，挤压胶头滴管。NH3溶于少量水中，使圆底烧瓶内压强减小，烧杯内的水进入圆底烧瓶，形成喷泉。 （2）如果只提供图2的装置，请说明引发喷泉的方法。 【解析】打开弹簧夹，用热毛巾捂住圆底烧瓶至有气泡从水中冒出，移去热毛巾。 （3）增大下方压强，也能形成喷泉。利用图3装置，在锥形瓶中分别加合适的物质，反应后可能产生喷泉。利用所学化学知识，试举一例。 【解析】在图3装置的锥形瓶中加入NH4HCO3与稀盐酸。 （4）若图1烧瓶中充满干燥NH3做喷泉实验，在标准状况下，所得溶液的物质的量浓度为多少？ 【解析】设烧瓶容积为V L，则溶液充满为V L， 故c＝＝ mol·L－1。 （5）图1烧瓶中的所得溶液的粒子成分有哪些？ 【解析】H2O、NH3·H2O、NH3、NH、OH－和少量H＋。 9．稀盐酸中通入NH3和将氨水加入稀盐酸中，分别写出反应的离子方程式。 【解析】H＋＋NH3===NH，H＋＋NH3·H2O===NH＋H2O。 10．浓HNO3有时显黄色的原因是什么？ 【解析】HNO3分解生成的NO2溶于浓HNO3中呈黄色。 11．稀HNO3与过量Cu完全反应后，加入稀H2SO4，Cu还溶解吗？为什么？ 【解析】溶解。加入稀H2SO4后，NO在酸性条件下又溶解过量的Cu。 12．写出硫酸型酸雨形成过程的化学方程式。 【解析】，2H2SO3＋O2===2H2SO4 或，SO3＋H2O===H2SO4 13.思考:实验室制取氨气时,碱不选用NaOH、KOH,其原因是什么? 【解析】消石灰不能用NaOH、KOH代替,原因是NaOH、KOH具有吸湿性,易结块,不利于产生氨气,在加热条件下还会腐蚀试管。 14.质疑:某同学根据铵盐受热分解的性质,认为可以采用加热NH4Cl来制备氨气,你怎么看? 【解析】不行。NH4Cl分解得到NH3和HCl,两种气体在试管口遇冷反应又生成NH4Cl,得不到氨气。 15.探索:所有的铵盐受热分解都产生氨气吗?你能举例说明吗? 【解析】并不是所有铵盐受热分解的产物中都存在NH3。如NH4NO3受热分解温度不同,分解产物不一,不一定产生氨气。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$