5.2氮及其化合物 知识清单-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

初高中化学聂老师 电话：13384730903 必修二 第五章 第二节 氮及其化合物 知识点总结 知识点一：氮气与氮的固定 1、 ( 6 )必修2第五章第二节 氮及其化合物 学科网（北京）股份有限公司 2、 氮气 （1） 物理性质 氮气是无色无味气体；标准状态下密度为1.25g/L；难溶于水，难液化。 （2） 化学性质 氮气分子结构稳定，通常情况下，氮气化学性质很不活泼。但在一定条件下，也发生以下反应。 ①在放电（或高温）条件下，氮气能直接与氧气化合生成一氧化氮：N2+O2 2NO ②在高温、高压和催化剂存在下，氮气与氢气化合生成氨气；N2+3H22NH3 ③高温下，氮气能跟Mg、Al等反应生成金属氮化物：N2+3MgMg3N2 N2+2Al2AlN 注意：将氮转变为可被植物吸收的氮的化合物（铵态氮和硝态氮）叫固氮，可分为天然、生物和人工固氮。除了可用人工固氮方法（合成氨）获得氨态氮外，自然界雷电现象也是一种固氮途径，经由雷电固定的氮是硝态氮（硝酸或硝酸盐形式）。 2、氮的固定 （1） 定义：将游离态的氮转变为氮的化合物叫做氮的固定。 （2）分类 分类 自然固氮 人工固氮 生物固氮 高能固氮 举例 豆科植物的根瘤菌 N2+O2 2NO N2+3H22NH3 知识点二：一氧化氮和二氧化氮 1、一氧化氮 NO是无色气体，难溶于水，比空气略重。NO是不成盐氧化物，不能与酸或碱反应，但它易氧化，能被空气中的氧气氧化为NO2。2NO＋O2 = 2NO2 实验室里可用铜与稀硝酸反应来制NO： 3Cu＋8HNO3(稀)3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 2、 二氧化氮 （1） NO2是红棕色、有刺激性气味的气体，有毒，比空气重。 （2） NO2易溶于水，并与水反应生成硝酸和NO： 3NO2＋H2O = 2HNO3＋NO 注意：NO2不是HNO3的酸酐，HNO3的酸酐是N2O5。NO、NO2称为不成盐氧化物。 （3） 实验室里可用铜与浓硝酸反应来制取NO2： Cu＋4HNO3(浓) = Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O （4） 冷却NO2，颜色变浅，生成N2O4 2NO2（红棕色）⇌ N2O4（无色） 注意：四氧化二氮的一个重要用途是作火箭的推进剂（燃料），液态偏二甲肼（C2H8N2）和液态四氧化二氮，两者反应时放出大量的热。 C2H8N2+2N2O4=3N2↑+2CO2↑+4H2O↑ 知识点三：氨和铵盐 1、氨的性质 （1） 喷泉实验 实验装置 操作及现象 结论 注意事项 1、 挤压滴管的胶头，并打开止水夹 2、 烧瓶中形成喷泉，瓶内液体呈红色 1、 氨气极易溶于水 2、 氨气的水溶液呈碱性 实验成功的关键： 1、 烧瓶要干燥 2、 实验装置气密性要好 3、 气体纯度较高 （2） 物理性质 颜色 气味 状态 密度 溶解性 沸点 无色 有刺激性气味 气体 比空气小 极易溶于水，常温下，1体积水大约可溶解700体积氨气 较低，易液化 （3） （4） 化学性质 ①与水反应：氨气溶于水时，大部分与水结合成一水合氨（NH3·H2O）。NH3·H2O不稳定，受热易分解。 NH3 + H2ONH3·H2O NH3·H2ONH3↑ + H2O ②氨水显碱性：NH3·H2O是弱碱，有少部分电离，所以氨水显碱性，能使酚酞溶液变红或使石蕊溶液变蓝。NH3·H2ONH4+ + OH－ 注意：a.氨水是混合物，存在有H2O、NH3、NH3·H2O、NH4+ 、OH－、H+等微粒（三分三离），主要成分为NH3·H2O，故氨水写为NH3·H2O。 b.氨水中溶质为NH3，氨水的浓度越大，密度越小。 ③与酸反应： NH3+HCl＝NH4Cl(白烟) NH3+HNO3＝NH4NO3 (白烟) 2NH3+H2SO4＝(NH4)2SO4 ④与O2反应 a.4NH3+5O24NO+6H2O（氨的催化氧化） 注意：此反应是工业制硝酸的第一步，接下来的反应是：2NO+O2＝2NO2 3NO2+H2O＝2HNO3+NO b.4NH3+3O22N2+6H2O（氨在纯净氧气中的反应） ⑤与CuO反应 2NH3+3CuON2+3H2O+3Cu 2、氨的制法 （1）工业制氨气 N2+3H22NH3 （2） 实验室制取氨气 ①反应原理 2NH4Cl + Ca(OH)2CaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O ②发生装置：与制取氧气的装置相同，如右图 ③收集：向下排空气法。 ④验满方法 a. 用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝。 b. 用蘸有浓盐酸的玻璃棒检验，产生白烟。 ⑤尾气处理：通过一个倒扣于水面的漏斗吸收，如右图。 拓展：实验室防止倒吸的方法主要还有以下几种： 说明：①制取NH3可用NH4Cl或(NH4)2SO4等，但不能用NH4HCO3或NH4NO3，因为NH4HCO3或NH4NO3受热分解产生杂质气体。 ②消石灰不能用KOH或NaOH代替，因为KOH和NaOH易吸水结块，不利于产生NH3，且高温下腐蚀试管。 ③干燥氨气不能用P2O5与H2SO4，也不能用无水CaCl2，通常用碱石灰干燥氨气。 ④欲快速制NH3，可将浓氨水滴入NaOH固体或生石灰中，装置如图。 ⑤加热浓氨水也可快速制取NH3，装置如图。 3、铵盐 （1）铵盐都是晶体，能溶于水 （2）铵盐受热分解：多数铵盐受热时可放出氨气。 NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑ NH4ClNH3↑+HCl↑ 注意：氯化铵分解生成的氨气遇氯化氢气体遇冷又会结合生成氯化铵。 （3）铵盐跟碱的反应 (NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4+2H2O+2NH3↑ 注意：铵盐跟碱反应的用途有两方面： ①制氨气（是固体反应，不能写离子方程式） ②检验NH4+：NH4+ + OH－ NH3↑+ H2O 知识点四：硝酸 1、硝酸与金属反应 4HNO3(浓)+Cu＝Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 8HNO3（稀）+3Cu＝3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 注意：①浓硝酸氧化性强于稀硝酸。Cu与浓硝酸反应较剧烈，与稀硝酸反应较慢，可加热加快反应。 ②常温下，浓硫酸、浓硝酸跟铁、铝等接触时，能够使金属表面形成一层致密的氧化膜，阻止反应进一步进行，这叫做铁、铝的钝化。钝化属化学变化。 钝化条件： 温度：常温。 金属：铁、铝。 酸：浓硝酸、浓硫酸。 ③浓硝酸和浓盐酸按1:3的体积比混合，所得溶液称为“王水”，有极强的氧化性，可溶解铂、金等极不活泼的金属。 2、硝酸与非金属反应 4HNO3(浓)+C CO2↑+4NO2↑+2H2O ②NO3-的检验方法。对于晶体或浓溶液，将其与铜片、浓H2SO4混合共热，若有红棕色气体产生，且溶液变为蓝色，表明存在NO3-。若溶液为稀溶液，现将溶液蒸发浓缩，再与铜片、浓H2SO4混合共热。 3、 硝酸的其他性质 （1） 硝酸的物理性质 硝酸是无色有刺激性气味的液体，易挥发。密度为1.502g/cm3，沸点为83℃，凝固点为-42℃（质量分数为69%的浓硝酸）。硝酸能以任意比溶于水。 （2） 硝酸的特殊性质——不稳定性 浓硫酸很稳定，光照或加热不会分解，而硝酸不同：4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O 注意：浓硝酸因溶有NO2或分解产生NO2而呈棕色或黄色。硝酸越浓，越易分解，温度越高，越易分解。故应保存在棕色瓶中，置于阴暗处。 知识点五：酸雨及防治 1、 二氧化硫和二氧化氮的来源 人为排放的二氧化硫主要来源于煤、石油和天然气等化石燃料的燃烧，燃料中的硫，在燃烧时以二氧化硫形态释放出来；其他一部分来自金属冶炼和硫酸生产过程。二氧化氮来源于燃料高温条件下的燃烧（高温条件下空气中的氮气往往也参与反应）、汽车尾气（在发动机内，活塞频繁打出火花，像天空中闪电，N2与O2反应生成NO）等。 2、 二氧化硫和二氧化氮的主要危害——酸雨 （1）酸雨的概念 正常情况下，由于大气中含有一定的二氧化碳，降雨时二氧化碳溶解在水中，形成酸性很弱的碳酸，因此正常的雨水呈微酸性，PH约为5.6。 1982年6月的国际环境会议上，国际上第一次统一将PH小于5.6的降水（包括雨、雪、雾、雹、霰等）正式定为酸雨。 （2）酸雨的形成 大气中二氧化硫和二氧化氮溶于水形成酸性溶液，随雨水降下，就可能成为酸雨。目前，形成酸雨最主要的因素是二氧化硫。 酸雨中绝大部分是硫酸和硝酸。二氧化硫和二氧化氮在大气中形成酸雨的过程是十分复杂的，可以简要概括如下：知识延伸：“钙基固硫法”：煤中含硫，硫燃烧时生成的酸性氧化物SO2与碱性氧化物CaO作用生成含氧酸盐CaSO3，CaSO3易被空气中的O2氧化成CaSO4。发生的反应为：SO2＋CaOCaSO3 ，2CaSO3+O2=2CaSO4 。这种方法实际上是把生石灰或石灰石的粉粒掺入煤中，再进行燃烧。因石灰石分解是吸热反应，所以用CaCO3固硫比用CaO固硫多消耗部分热量。 拓展应用 拓展一：氨气、液氨、氨水和铵盐的区别 氨气 液氨 氨水 铵盐（NH4Cl为例） 通常状态 气态 液态 液态 固态 物质分类 纯净物、非电解质 纯净物、非电解质 混合物、既不是电解质也不是非电解质 纯净物、电解质 成分 NH3 NH3 NH3·H2O、NH4+、OH-等 NH4Cl 相互转化 ( 碱（加热） ) ( 酸 ) ( 水 加热 ) ( 汽化 液化 ) 液氨 氨气 氨水 铵盐 ( 酸 ) 拓展二：氧化性酸和酸的氧化性概念辨析 1、酸的氧化性 定义：指酸电离出的H+获得电子的能力，H+的氧化性，是酸的通性。如Zn与稀硫酸的反应： Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑ H+得电子变为H2，稀H2SO4表现出了一定的氧化性。 2、氧化性酸 定义：指具有强氧化性的酸，是酸根中的成酸元素（含氧酸中H、O以外的元素）在化学反应中表现出来的较强的得电子能力。 （1）氧化性酸与金属的反应 2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O 2H2SO4(浓)+Fe(过量)FeSO4+SO2↑+2H2O 6H2SO4(浓)+2Fe(不足)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O 6H2SO4(浓)+2Al(不足)Al2(SO4)3+3SO2↑+6H2O （2）氧化性酸与非金属的反应 浓HNO3、稀HNO3、HClO和浓H2SO4是中学阶段所学的主要强氧化性酸，它们不仅能够氧化其他酸还能氧化排在氢后面（金属活动顺序表中）的部分金属，还能氧化非金属。如： 2H2SO4(浓)+CCO2 ↑ +2SO2↑+2H2O 5H2SO4(浓)+2P2H3PO4 +5SO2↑+2H2O 4HNO3(浓)+C CO2↑+4NO2↑+2H2O 6HNO3(浓)+S H2SO4+6NO2↑+2H2O S+3HClO+H2O=H2SO4+3HCl 注意：任何酸都具有氧化性（H+的氧化性），但并非所有的酸都是氧化性酸，只有少数含氧酸可称做氧化性酸，氧化性酸不仅能氧化金属而且还能氧化某些非金属单质，而酸的氧化性即H+的氧化能力较弱，只能氧化叫较泼的金属（即金属活动顺序表中氢前的金属）。 拓展三：氮的氧化物溶于水的计算 （1） 相关化学方程式 ①3NO2＋H2O = 2HNO3＋NO ②2NO＋O2 = 2NO2 ③4NO2＋O2＋2H2O = 4HNO3 ④4NO＋3O2＋2H2O = 4HNO3 （2） 氮的氧化物溶于水的可能情况（反应方程式同上） 序号 气体 反应 剩余气体 剩余气体的量 1 NO2 ① NO 2 NO2+NO ① NO 3 NO2+O2 ③ 无 0 ③ O2 先③后① NO 4 NO+O2 ④ 无 0 ④ NO ④ O2 必修2第八章第三节 ( 1 )环境保护与绿色化学 学科网（北京）股份有限公司 $