5.2 氮及其化合物【基础必牢】化学人教版必修第二册

5.2 氮及其化合物 一、氮气 1．氮元素存在形式及氮的固定 （1）氮元素在周期表中的位置及氮原子结构 氮元素位于元素周期表的第二周期第ⅤA族。氮原子结构示意图为，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）氮元素在自然界中的存在形式（既有游离态又有化合态） 在自然界中，氮元素主要以氮分子(N2)的形式存在于空气中，部分氮元素以化合态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。 （3） 氮的固定 ①将大气中游离态的氮(N2)转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。 ②氮的固定分为自然固氮(豆科植物的根瘤菌固氮及放电条件下氮气与氧气化合)和人工固氮(工业上合成氨等)。 自然固氮：大自然将大气中氮气转化为氮的化合物的过程。 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的过程。 2．氮气 （1）物理性质：无色无味气体，密度比空气的略小，难溶于水。N2的收集：排水法 （2）化学性质 氮分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合，断开该化学键需要吸收较多能量，故氮气的化学性质很稳定，通常情况下难以与其他物质发生化学反应，无法被大多数生物体直接吸收。 写出有关化学方程式： ①3Mg＋N2Mg3N2； ②N2＋3H22NH3；（工业合成氨） ③N2＋O22NO。 （3）氮气的应用 ①液氮用于医疗手术利用了氮气的什么性质? 液氮用于医疗手术利用了氮气沸点低（熔点：-210℃、沸点：-196℃）的性质，汽化时吸收大量的热，起到冷冻麻醉的作用。 ②利用氮气作灯泡填充气和粮食瓜果的保护气，其依据是什么? 氮气化学性质稳定，不易发生反应，利用氮气作灯泡填充气和粮食瓜果的保护气，可隔绝空气，防止被氧化变质。 二、氮的氧化物 （1）氮的氧化物的种类 氮的氧化物 N2O (笑气) NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5 氮元素化合价 __+1__ _+2__ __+3__ _+4__ __+4__ __+5__ 其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5，分别对应于HNO2和HNO3。 酸性氧化物：能与碱反应生成盐和水的氧化物。 碱性氧化物：能与酸反应生成盐和水的氧化物。 注意酸性氧化物或碱性氧化物需满足以下两个条件： ①反应前后价态不变，即非氧化还原反应； ②只能生成一种盐。 例如，NO2与NaOH反应变价，属于特殊氧化物； Na2O2与HCl反应变价，属于特殊氧化物； Fe3O4与HCl反应生成两种盐，属于特殊氧化物。 易错提醒 （2）NO和NO2性质的比较 NO NO2 物理性质 颜色/气味 无色无味 红棕色，有刺激性气味 毒性 有毒(跟血红蛋白结合)、 大气污染物之一 有毒、 大气污染物之一 溶解性 不溶于水 易溶于水 化学性质 与O2反应 2NO＋O2===2NO2 — 与H2O反应 — 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ①NO只能用排水法收集，不能用排空气法收集；而NO2只能用向上排空气法收集，不能用排水法收集。 ②NO2气体存在平衡：2NO2N2O4，故常温时没有纯净的NO2或N2O4气体，实验测得NO2的平均相对分子质量 > （填＞或<）46。 ③NO2虽然与水反应生成HNO3，但不是硝酸的酸酐。硝酸的酸酐是N2O5；NO2不是酸性氧化物。 ④NO2能使湿润的淀粉－碘化钾试纸变蓝，原因是二氧化氮先与水反应生成HNO3，HNO3再将碘化钾氧化为I2，最终淀粉遇I2变蓝。 ⑤验证某无色气体为NO的方法是向该无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。 易错提醒 【实验5-5】探究NO和NO2的性质 化学方程式： 2NO＋O2===2NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 操作1：在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，然后吸入5 mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器。 现象：无明显现象。 操作2：打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹。 现象：无色气体变为红棕色。 操作3：振荡注射器。 现象：红棕色气体逐渐变为无色，注射器活塞向左移动(<35mL)。 （3）NOx对环境的影响 ①光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物(CxHy)发生一系列光化学反应，产生一种有毒的烟雾。 ②酸雨（HNO3型酸雨）：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3，随雨雪降到地面。 ③破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。 ④NO与血红蛋白结合使人中毒。 注意：酸雨（pH<5.6） （4）NOx尾气处理 ①碱液吸收法 NaOH溶液： 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O Na2CO3溶液： 2NO2＋Na2CO3===NaNO3＋NaNO2＋CO2 NO2＋NO＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2 NO2、NO的混合气体能被足量烧碱或碳酸钠溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)，一般适合工业尾气中NOx的处理。 ②催化转化法 在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2，一般适用于汽车尾气的处理)。 分别写出NO、NO2、NOx与CO反应的化学方程式： 2NO+2CON2＋2CO2 2NO2+4CON2＋4CO2 2NOx+2x CON2＋2x CO2 三、氮氧化物的相关计算 1.溶于水 ①NO2和O2混合气体溶于水的计算： 由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 可知： ②NO与O2混合气体溶于水的计算： 由4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可知： V(NO)∶V(O2) ③NO2、NO、O2三种混合气体通入水中： a．可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理。 b．也可先将NO2和H2O反应转化为NO，再按4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3情况处理。 四、 NH3及铵盐 1．NH3物理性质 颜色 密度 气味 水溶性 其他 无色 比空气小 刺激性气味 极易溶于水(1∶700) 易液化，可用作制冷剂 NH3极易溶于水的原因：NH3、H2O均为极性分子（相似相溶），NH3与H2O之间可形成分子间氢键，并且NH3和H2O反应。 2．氨的化学性质 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，NH3·H2O属于一元弱碱，计算氨水的浓度时，溶质按NH3进行计算。 （1）氨气与水的反应 氨气溶于水得氨水，NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－。 ①氨水（ 混合物 ）中含有的粒子：NH3·H2O、NH3、H2O、NH、OH－、H＋。 ②NH3·H2O（ 纯净物 ）为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解： NH3·H2ONH3↑＋H2O。 （2）氨气与酸的反应 a．蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为有白烟生成，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。 HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。（冒白烟） 注意：若玻璃棒蘸有浓硫酸，发生反应但是无现象！ 2NH3+H2SO4 = (NH4)2SO4（无现象） b．与CO2等酸性氧化物反应： CO2少量：2NH3＋CO2＋H2O===(NH4)2CO3 CO2过量：NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3 CO2/SO2/H2S，碱少量，去1个，生成//;碱过量，去2个,生成// //,酸少量，加1个，生成//;酸过量，加2个,生成CO2↑/SO2↑/H2S↑ （3）氨气与盐溶液的反应 现象 离子方程式 FeCl3溶液 生成红褐色沉淀 Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH AlCl3溶液 生成白色沉淀 Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH 写出下列反应的离子方程式： AlCl3溶液与少量NH3·H2O反应：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH AlCl3溶液与过量NH3·H2O反应：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH AlCl3溶液与少量NaOH溶液反应：Al3＋＋3===Al(OH)3↓ AlCl3溶液与过量NaOH溶液反应：Al3＋＋4===[Al(OH)4 （4）氨气的还原性 ①催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O（氨的催化氧化，4546） 现象：观察到悬在液面上的铂丝更加红亮，瓶口有红棕色气体生成 ②被CuO氧化：2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O ③被氯气氧化： 氨气少量：2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl 氨气过量：8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl 【实验5-6】氨气溶于水喷泉实验 化学方程式：NH3＋H2ONH3·H2O 实验操作：打开弹簧夹，挤压胶头滴管 现象： ①烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉 ②瓶内液体呈红色 结论： ①氨极易溶于水（物理性质） ②氨气与水反应能生成碱性物质（化学性质） 形成喷泉的类型 下面是几种常见的能形成喷泉的气体和吸收剂。 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、SO2、H2S NO2 NO、O2(4∶3) NO2、O2(4∶1) 吸收剂 水 水 NaOH溶液 NaOH溶液 水 水 易错提醒 3．铵盐及NH的检验 （1）铵盐的物理性质 铵盐都是白色固体，绝大多数铵盐都易溶于水。 （2）铵盐的化学性质 注意： ①铵盐受热都能分解，但不是所有的铵盐分解都能生成NH3，如2NH4NO3O2↑＋2N2↑＋4H2O。 （3）NH的检验（重点背诵） 取少量待测液于试管中，加入浓NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，若试纸变蓝，则说明有NH4+ (1取样2浓NaOH溶液3加热4湿润5红色石蕊试纸6变蓝7结论) 4．氨气的实验室制法 【实验室制备氨气】 化学方程式：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O（固固加热型） 收集装置：向下排空气法 验满方法： ①将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色 ②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生 棉花的作用： 棉花1：防止导管堵塞 棉花2： ①干燥棉花：减少空气对流，提高收集的NH3的纯度。 ②潮湿棉花：尾气处理，吸收NH3，防止污染大气。 【问题】 1．为什么不用(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4NO3等制氨？ 因它们受热易分解，产生的NH3中混有较多的杂质气体，另外NH4NO3易爆炸。 2．为什么用Ca(OH)2而不用NaOH或KOH？ ①因NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于产生氨，②在高温下均能腐蚀玻璃。 制氨时铵盐不选(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4NO3等，因它们受热易分解，使产生的NH3中混有较多的杂质气体，另外NH4NO3易爆炸；选碱时，用Ca(OH)2而不用NaOH或KOH，因NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于产生氨，且在高温下均能腐蚀玻璃。 易错提醒 （2）简易方法 方法 化学方程式(或原理) 发生装置 加热浓氨水 NH3·H2ONH3↑＋H2O 浓氨水＋NaOH固体 NaOH溶于水放热，促使氨水分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的生成 浓氨水＋CaO固体 CaO与水反应，使溶剂(水)减少，反应放热，促使氨水分解， 化学方程式：NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 注意： ①干燥氨气不能用无水CaCl2因：8NH3＋CaCl2===CaCl2·8NH3，通常用碱石灰（主要成分：CaO，NaOH）干燥氨气。 ②吸收氨气（溶解度大的气体）时要注意防止倒吸，可用于吸收氨气并能防倒吸的常用装置为： 五、硝酸 1．物理性质： 纯净的硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，与H2O以任意比互溶。 2．化学性质 （1）不稳定性 ①反应：4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。 ②市售浓硝酸呈黄色的原因是HNO3分解生成的NO2溶于硝酸中。 挥发出来的HNO3分子遇到空气中的水分子结合成的小液滴，实际是酸雾。 ③浓硝酸的保存方法是保存在棕色带有玻璃塞的细口试剂瓶中，置于冷暗处。 （2）强氧化性 硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。 浓硝酸，还原产物为NO2 稀硝酸，还原产物为NO 注意： 无氧化性，而当在酸性溶液中时，则具有强氧化性 【实验5-8】浓/稀硝酸与铜反应 稀硝酸与铜反应 化学方程式：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 离子方程式：3Cu+8H++2＝ 3Cu2++2NO↑+4H2O 现象：开始产生少量无色气体，反应逐渐加快，在试管上部的气体变为红棕色，铜丝变细，溶液逐渐变蓝。 浓硝酸与铜反应 化学方程式：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 离子方程式：Cu+4H++2＝ Cu2++2NO2↑+2H2O 现象：剧烈反应产生大量红棕色气体，铜丝变细，溶液逐渐变绿。 Cu2+溶液显绿色可能的原因：NO2溶解，红棕色和蓝色叠加色是绿色；Cu2+浓度高显绿色。 ①浓/稀硝酸与Cu反应（不需要加热） ②常温下，浓硝酸使Fe、Al钝化。 ③与非金属反应 浓硝酸与C的反应：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O 浓硝酸与S的反应：S + 6HNO3(浓)H2SO4+ 6NO2↑ + 2H2O 浓硝酸与P的反应：P＋5HNO3(浓)H3PO4＋5NO2↑＋H2O ④与还原性化合物反应 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋、FeO等还原性物质。 写出下列反应的离子方程式： a．稀硝酸与H2S反应的离子方程式：3H2S＋2H+＋2NO===3S↓＋2NO↑＋4H2O b．稀硝酸与SO2反应的离子方程式：3SO2＋2NO3－＋2H2O===3＋2NO↑＋4H＋ c．稀硝酸与Na2SO3反应的离子方程式：3＋2NO3－＋2H＋===3＋2NO↑＋H2O d．稀硝酸与HI反应的离子方程式：6I－＋2NO＋8H＋===3I2＋2NO↑＋4H2O e．稀硝酸与Fe2＋反应的离子方程式：3Fe2+＋NO＋4H＋===3Fe3+＋NO↑＋2H2O f．稀硝酸与FeO反应的离子方程式：3FeO＋NO＋10H＋===3Fe3+＋NO↑＋5H2O 易错提醒 （3）与有机化合物反应（自学） ①硝化反应(与苯反应)： ②显色反应：含苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。 3．硝酸的工业制法（氨的催化氧化+与水反应） （1）工业合成氨：N2＋3H22NH3 （2）NH3的催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O（工业制备硝酸的基础） （3）NO进一步氧化生成NO2：2NO＋O2===2NO2 （4）用水吸收NO2生成HNO3：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 补充：王水（盐酸：硝酸=3：1） 六、氮及其化合物的相互转化 光 歧化 CO CO Cl2/CuO N2O4 +NaNO2 3Mg＋N2Mg3N2 Mg3N2+8HCl===3MgCl2+2NH4Cl NH＋OH－NH3·H2O NH＋OH－NH3↑＋H2O NH3＋H2ONH3·H2O NH3·H2ONH3↑＋H2O NH3＋H+===NH HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3（冒白烟） 2NH3+H2SO4 = (NH4)2SO4（无现象） Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2+2NH3↑ N2＋3H22NH3（工业合成氨） 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O（实验室合成氨） 2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl (NH3过量) 8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl (NH3少量) 2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O 4NH3＋5O24NO＋6H2O（氨的催化氧化，工业制备硝酸的基础反应） 2NO＋O2===2NO2 2NO2N2O4 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O （歧化） NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O （归中） 2NO2＋Na2CO3===NaNO3＋NaNO2＋CO2 （歧化） NO2＋NO＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2 （归中） 2NO+2CON2＋2CO2 2NO2+4CON2＋4CO2 2NOx+2x CON2＋2x CO2 4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O 3Ag+4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O 2AgNO32Ag＋2NO2↑＋O2↑ 2NH4NO3O2↑＋2N2↑＋4H2O 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.2 氮及其化合物 一、氮气 1．氮元素存在形式及氮的固定 （1）氮元素在周期表中的位置及氮原子结构 氮元素位于元素周期表的 。氮原子结构示意图为，最外电子层有5个电子，既 3个电子，也 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）氮元素在自然界中的存在形式（既有 又有 ） 在自然界中，氮元素主要以 的形式存在于空气中，部分氮元素以化合态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 和 中。 （3） 氮的固定 ①将大气中 转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。 ②氮的固定分为自然固氮(豆科植物的根瘤菌固氮及放电条件下氮气与氧气化合)和人工固氮(工业上合成氨等)。 自然固氮：大自然将大气中氮气转化为氮的化合物的过程。 人工固氮：人类通过控制条件，将氮气 为氮的化合物的过程。 2．氮气 （1）物理性质： 气体，密度比空气的 ， 于水。N2的收集： 法 （2）化学性质 氮分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合，断开该化学键需要吸收较多能量，故氮气的化学性质很稳定，通常情况下难以与其他物质发生化学反应，无法被大多数生物体直接吸收。 写出有关化学方程式： （3）氮气的应用 ①液氮用于医疗手术利用了氮气的什么性质? 液氮用于医疗手术利用了氮气 （熔点：-210℃、沸点：-196℃）的性质，汽化时 ，起到 的作用。 ②利用氮气作灯泡填充气和粮食瓜果的保护气，其依据是什么? 氮气 ，不易发生反应，利用氮气作灯泡填充气和粮食瓜果的保护气，可隔绝空气，防止被氧化变质。 （1）氮元素有多种化合价，其最高正价为＋5价( ) （2）氮原子与其他原子只能形成共价键，不能形成离子键( )) （3）氮气常用作焊接金属、填充灯泡、保存食品的保护气( ) （4）氮的固定中氮元素一定被氧化( ) （5）豆科植物的根瘤菌固氮属于自然固氮中的高能固氮( ) （6）工业上将NH3转化为其他铵态化肥属于人工固氮( ) （7）N2和O2在放电条件下会生成NO2( ) （8）N2中N元素价态为0价，处于中间价态，因此既有氧化性，又有还原性( ) 参考答案：（1）√ （2）× （3）√ （4）× （5）× （6）× （7）× （8）√ 易错辨析 二、氮的氧化物 （1）氮的氧化物的种类 氮的氧化物 N2O(笑气) NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5 氮元素化合价 _ __ 其中属于酸性氧化物的是 ，分别对应于 。 酸性氧化物：能与碱反应生成盐和水的氧化物。 碱性氧化物：能与酸反应生成盐和水的氧化物。 注意酸性氧化物或碱性氧化物需满足以下两个条件： ① ； ② 。 例如，NO2与NaOH反应变价，属于 ； Na2O2与HCl反应变价，属于 ； Fe3O4与HCl反应生成两种盐，属于 。 易错提醒 （2）NO和NO2性质的比较 NO NO2 物理性质 颜色/气味 毒性 有毒( )、 大气污染物之一 有毒、 大气污染物之一 溶解性 不溶于水 易溶于水 化学性质 与O2反应 — 与H2O反应 — ①NO只能用 收集，不能用排空气法收集；而NO2只能用 收集，不能用排水法收集。 ②NO2气体存在平衡：2NO2N2O4，故常温时没有纯净的NO2或N2O4气体，实验测得NO2的平均相对分子质量 （填＞或<）46。 ③NO2虽然与水反应生成HNO3，但不是硝酸的酸酐。硝酸的酸酐是 ；NO2 酸性氧化物。 ④NO2能使湿润的淀粉－碘化钾试纸变蓝，原因是二氧化氮先与水反应生成HNO3，HNO3再将碘化钾氧化为I2，最终淀粉遇I2变蓝。 ⑤验证某无色气体为NO的方法是向该无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。 易错提醒 【实验5-5】探究NO和NO2的性质 化学方程式： 操作1：在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，然后吸入5 mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器。 现象： 操作2：打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹。 现象： 操作3：振荡注射器。 现象： （3）NOx对环境的影响 ①光化学烟雾： 在紫外线作用下，与 发生一系列光化学反应，产生一种有毒的烟雾。 ②酸雨（ 酸雨）： 排入大气中后，与水反应生成 ，随雨雪降到地面。 ③破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。 ④ 与血红蛋白结合使人中毒。 注意：酸雨（ ） （4）NOx尾气处理 ①碱液吸收法 NaOH溶液： Na2CO3溶液： NO2、NO的混合气体能被足量烧碱或碳酸钠溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)，一般适合工业尾气中NOx的处理。 ②催化转化法 在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2，一般适用于汽车尾气的处理)。 分别写出NO、NO2、NOx与CO反应的化学方程式： （1）由于NO极易与O2反应，并且其密度与空气相差不多，因此收集NO只能用排水法( ) （2）由于NO2极易与水反应且密度比空气大，因此收集NO2只能用向上排空气法( ) （3）NO2易溶于水生成HNO3，故NO2是酸性氧化物( ) （4）N2与O2反应时，不论O2是否足量，其一步反应都只能得到NO，不能生成NO2( ) （5）NO和NO2都是有刺激性气味的有毒气体，它们都是大气污染物( ) 参考答案：（1）√ （2）√ （3）× （4）√ （5）× 易错辨析 三、氮氧化物的相关计算 1.溶于水 ①NO2和O2混合气体溶于水的计算： 由 可知： ②NO与O2混合气体溶于水的计算： 由 可知： V(NO)∶V(O2) ③NO2、NO、O2三种混合气体通入水中： a．可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理。 b．也可先将NO2和H2O反应转化为NO，再按4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3情况处理。 四、 NH3及铵盐 1．NH3物理性质 颜色 密度 气味 水溶性 其他 比空气 气味 于水( ) 易液化，可用作 NH3极易溶于水的原因：NH3、H2O均为 ，NH3与H2O之间可形成 ，并且NH3和H2O反应。 2．氨的化学性质 ①NH3是中学化学中唯一的 ，能使 的 石蕊试纸 ，可在推断题中作为解题突破口。 ②氨水呈碱性，NH3·H2O属于一元弱碱，计算氨水的浓度时，溶质按NH3进行计算。 （1）氨气与水的反应 氨气溶于水得氨水， 。 ①氨水（ ）中含有的粒子： 。 ②NH3·H2O（ ）为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解： 。 液氨、氨水的区别 名称 液氨 氨水 物质类别 纯净物、氢化物、非电解质 混合物、氨的水溶液、溶质为氨 粒子种类 NH3 NH3·H2O、NH3、H2O、NH、OH－、H＋ 主要性质 不导电、不具有碱性 能导电、具有碱性 存在条件 常温常压下不存在 常温常压下可存在 易错提醒 （2）氨气与酸的反应 a．蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为有白烟生成，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。 。（ ） 注意：若玻璃棒蘸有浓硫酸， 但是 ！ （ ） b．与CO2等酸性氧化物反应： CO2少量： CO2过量： CO2/SO2/H2S，碱少量，去1个，生成;碱过量，去2个,生成 //,酸少量，加1个，生成;酸过量，加2个,生成 （3）氨气与盐溶液的反应 现象 离子方程式 FeCl3溶液 生成 沉淀 Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH AlCl3溶液 生成 沉淀 Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH 写出下列反应的离子方程式： AlCl3溶液与少量NH3·H2O反应： AlCl3溶液与过量NH3·H2O反应： AlCl3溶液与少量NaOH溶液反应： AlCl3溶液与过量NaOH溶液反应： （4）氨气的还原性 ①催化氧化： （ ） 现象：观察到悬在液面上的铂丝更加红亮， 有 气体生成 ②被CuO氧化： ③被氯气氧化： 氨气少量： 氨气过量： 【实验5-6】氨气溶于水喷泉实验 化学方程式： 实验操作： 弹簧夹， 现象： ① ② 结论： ① ② 形成喷泉的类型 下面是几种常见的能形成喷泉的气体和吸收剂。 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、SO2、H2S NO2 NO、O2(4∶3) NO2、O2(4∶1) 吸收剂 易错提醒 （1）液氨可用作制冷剂，是因为其汽化时吸收大量的热( ) （2）氨水呈碱性，是因为NH3溶于水发生反应：NH3＋H2ONH＋OH－( ) （3）氨溶于水，溶液可以导电，因此NH3为电解质( ) （4）将蘸有浓氨水的玻璃棒靠近浓硫酸有白烟产生( ) （5）氨中氮元素的化合价为－3价，在反应中只能升高而具有还原性( ) （6）新制饱和氨水中含氮粒子物质的量浓度最大的是NH( ) 参考答案：（1）√ （2）× （3）× （4）× （5）√× （6）× 易错辨析 3．铵盐及NH的检验 （1）铵盐的物理性质 铵盐都是 ，绝大多数铵盐都 。 （2）铵盐的化学性质 注意： ①铵盐受热都能分解，但不是所有的铵盐分解都能生成NH3，如 。 （3）NH的检验（重点背诵） ( ) 4．氨气的实验室制法 【实验室制备氨气】 化学方程式： 收集装置： 验满方法： ① ② 棉花的作用： 棉花1： 棉花2： ① ② 【问题】 1．为什么不用(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4NO3等制氨？ 2．为什么用Ca(OH)2而不用NaOH或KOH？ 制氨时铵盐不选(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4NO3等，因 ；选碱时，用Ca(OH)2而不用NaOH或KOH，因 。 易错提醒 （2）简易方法 方法 化学方程式(或原理) 发生装置 加热浓氨水 浓氨水＋NaOH固体 NaOH溶于水放热，促使氨水分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的生成 浓氨水＋CaO固体 CaO与水反应，使溶剂(水)减少，反应放热，促使氨水分解， 化学方程式： 注意： ①干燥氨气不能用无水CaCl2因： ，通常用碱石灰（主要成分： ）干燥氨气。 ②吸收氨气（ 的气体）时要注意防止倒吸，可用于吸收氨气并能防倒吸的常用装置为： （1）铵盐都易溶于水，且都易分解( ) （2）铵盐都不稳定，受热分解都生成NH3( ) （3）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NH( ) （4）NH4Cl受热分解，所以可用加热的方法分离NH4Cl和NaCl( ) （5）NH4HCO3受热易分解，因而可用作氮肥( ) （6）NH4HCO3与足量NaOH溶液共热时，发生反应的离子方程式为NH＋OH－NH3↑＋H2O( ) 参考答案：（1）√ （2）× （3）× （4）√ （5）× （6）× 易错辨析 五、硝酸 1．物理性质： 纯净的硝酸是 色、 、有 气味的液体， 。 2．化学性质 （1）不稳定性 ①反应： 。 ②市售浓硝酸呈 的原因是HNO3分解生成的NO2溶于硝酸中。 挥发出来的HNO3分子遇到空气中的水分子结合成的小液滴，实际是 。 ③浓硝酸的保存方法是保存在 色带有 塞的 试剂瓶中，置于冷暗处。 （2）强氧化性 硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。 浓硝酸，还原产物为 稀硝酸，还原产物为 注意： 无氧化性，而当在 溶液中时，则具有强氧化性 【实验5-8】浓/稀硝酸与铜反应 稀硝酸与铜反应 化学方程式： 离子方程式： 现象： 变蓝 浓硝酸与铜反应 化学方程式： 离子方程式： 现象： 变绿 Cu2+溶液显绿色可能的原因：NO2溶解，红棕色和蓝色叠加色是绿色；Cu2+浓度高显绿色。 ①浓/稀硝酸与Cu反应（ 加热） ② 下， 硝酸使 钝化。 ③与非金属反应 浓硝酸与C的反应： 浓硝酸与S的反应： 浓硝酸与P的反应： ④与还原性化合物反应 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋、FeO等还原性物质。 写出下列反应的离子方程式： a．稀硝酸与H2S反应的离子方程式： b．稀硝酸与SO2反应的离子方程式： c．稀硝酸与Na2SO3反应的离子方程式： d．稀硝酸与HI反应的离子方程式： e．稀硝酸与Fe2＋反应的离子方程式： f．稀硝酸与FeO反应的离子方程式： 易错提醒 （3）与有机化合物反应（自学） ①硝化反应(与苯反应)： ②显色反应：含苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。 3．硝酸的工业制法（ ） （1）工业合成氨： （2）NH3的催化氧化： （3）NO进一步氧化生成NO2： （4）用水吸收NO2生成HNO3： 补充：王水（ ） （1）硝酸和活泼金属反应生成氢气和相应的硝酸盐( ) （2）硝酸的浓度越大，其氧化性越强( ) （3）稀硝酸可溶解Fe(OH)2生成Fe(NO3)2和水( ) （4）碳、铜与浓硝酸反应时，浓硝酸只表现强氧化性( ) （5）过量的铜和一定量浓硝酸反应，生成气体只有二氧化氮( ) （6）常温下，将铝片放入浓硝酸，无明显现象，是因为铝和浓硝酸不反应( ) （7）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( ) （8）实验室可以用铜和稀硝酸制备少量的NO气体( ) （9）浓硝酸氧化性很强，常温下就可以和碳发生反应( ) 参考答案：（1）× （2）√ （3）× （4）× （5）× （6）× （7）√ （8）√ （9）× 易错辨析 六、氮及其化合物的相互转化 光 歧化 CO CO Cl2/CuO N2O4 +NaNO2 3Mg＋N2Mg3N2 Mg3N2+8HCl===3MgCl2+2NH4Cl NH＋OH－NH3·H2O NH＋OH－NH3↑＋H2O NH3＋H2ONH3·H2O NH3·H2ONH3↑＋H2O NH3＋H+===NH HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3（冒白烟） 2NH3+H2SO4 = (NH4)2SO4（无现象） Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2+2NH3↑ N2＋3H22NH3（工业合成氨） 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O（实验室合成氨） 2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl (NH3过量) 8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl (NH3少量) 2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O 4NH3＋5O24NO＋6H2O（氨的催化氧化，工业制备硝酸的基础反应） 2NO＋O2===2NO2 2NO2N2O4 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O （歧化） NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O （归中） 2NO2＋Na2CO3===NaNO3＋NaNO2＋CO2 （歧化） NO2＋NO＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2 （归中） 2NO+2CON2＋2CO2 2NO2+4CON2＋4CO2 2NOx+2x CON2＋2x CO2 4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O 3Ag+4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O 2AgNO32Ag＋2NO2↑＋O2↑ 2NH4NO3O2↑＋2N2↑＋4H2O 学科网（北京）股份有限公司 $