5.2 氮及其化合物（图文版知识清单，不可编辑）化学人教版必修第二册

N 氮气与氨的固定-知识清单 27 1.氮元素 (1)结构 ①在元素周期表中的位置：第二周期、第VA族 ②氨原子结构示意图 ③构成物质：一般通过共用电子对与其他原子相互结合 构成物质。 78%N2 (2)自然存在：主要以氮分子的形式存在于空气中。 N2)2.氨气 (1)结构 (2)物理性质 结构式：N三N ·无色、无味、难溶于水 电子式：：NN: 密度与空气相近 ·约占空气体积的4/5 (3)化学性质 氩氮三键 【特别提醒】原因： ①稳定性：通常情况下很稳定，难与其他物质反应。 氨氮三键键能很大。 (高温、高压、催化剂) ②与氨气反应 N2+3H2 2NH3 (工业合成复原理) 放电 ③与氧气反应 N2+02 2N0(大气中氪的固定途径之一) ④与金届镁反应N2+3Mg 点㜣 Mg3N2(镁在氨气中嫉烧) 3 氮的固定 (1)含义 将大气中游离态的氮转化为氨的化合物的过程叫做氨的固定。 (2)分类 自然固氮 人工固氮 如豆科植物根瘤菌固氨公 如工业合成氨 凸 N2+3H2 高温、高压、 闪电固氮 催化痢 2NH3 N2+02 放电 2NO 仿生固氮等 沁 氮的氧化物：NO与NO2的性质与转化-知识清单 二、NO和NO2的性质 1.物理性质及毒性 性质 氧化氮(NO) 二氧化氮(N02) 颜色 红棕色气体 气味 无色无味气体 有刺激性气味 密度 d皇气d>空气 d>空气气 溶解性 不溶于水 同男溶于水 毒性 有毒（与血红蛋白结合，造成缺氧）有毒（刺激呼吸道，形成酸雨） 【特别提醒】两者均有毒，密闭操作和尾气处理，不可随意排放。 2.化学性质 【学以致用】解释为什么注射器活塞向内移 (1)实验探究 动？ (从分子数变化和NO2溶解角度) 实验步骤 实验现象与原因解释 ①在50mL注射器里充入 ①现象：无明显现象(NO不溶于水)； 20mLN0,吸入5mL水， 20mL目 振 解释：[无反应] 封管口振荡。 NO water目 荡 ②现象：气体变为红棕色，振荡后气体 又变为无色，注射器活塞向内移动。 ②打开弹簧夹，快速吸 a) 解释：N0与02反应生成N02(气体变红 入10mL空气后夹上弹簧 掘 棕色)：2N0+02=2N02;N02溶于水 夹，振荡注射器。 生成HNO3和NO(气体变无色，体积 减小) :3N02tH20=2HN03+N0 (2)NO和NO,的相互转化 NO H20 ①N0→NO2:2N0+02=2NO2(常温下易反应) NO NO, ②N02→NO:3N02+H20=2HNO3+N0(工业制硝酸的重要 反应) (3)对工业生产硝酸的启示 空气(0) 废气 N025 启示：向吸收N02的废气中通入适量空气(O2),使 N0转化为NO2再次吸收：4N0+302+2H20=4HNO3 水 HNO2 【优势】提高原料利用率，减少NO排放。 A鄉 Y三、氨气的结构和性质一知识清单 1.氨气的结构 2. 物理性质9 (1)结构式： (1) 色味态：无色、有刺激性 气味的气体 密度：密度比空气的小 H (2) (2)电子式： (3)溶解性：极易溶于水 (1:700) ●● oo HNH (4)物理特性：易液化， 液氨汽化 H 时吸收大量的热，可用作 制冷剂。 【特别提醒】 液氨制冷利用的是 3、喷泉实验 昌学 汽化吸热 (1)操作： 打开弹簧夹，并挤压滴管的胶头。 (2）现象：烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成 喷泉，瓶内液体呈红色。 (3)结论： 氨极易溶于水，其水溶液呈碱性。 4、化学性质 (1) 与水反应： NH3+H20≥NH3H2O ①NH3H2O的电离方程式：NH3H20≥NH4+OH,能使 红色石蕊试纸变蓝。 ②NHH20不稳定，易分解：NHH20≌NH3个+H20 (2)与酸反应 A ①操作：将蘸有浓盐酸的玻璃棒和蘸有浓氨水的玻璃棒相接近 ②现象：产生大量白烟小 【特别提醒】 ③反应：NH3+HCl=NH4CI 这里的白烟是固体微粒 (3) 催化氧化（还原性）：4NH,+50,装 4N0+6H20 铵盐的性质和NH,的检验-知识清单 女 1.铵盐的定义 oo 2.物理性质 由铵根离子(NH4)与酸根离子 绝大多数铵盐为白色晶体， 形成的化合物 易溶于水 NH4CI NH4NO3 (氯化铵) (硝酸鞍) (NH2)2SOa NHHCO2 (硫酸铵) (碳酸氢铵) 3.化学性质 (1)不稳定性 (受热易分解) (2)与碱反应（生成NH3) ①NH,Cl受热分解 (NH4)2SO,溶液与NaOH溶液加热反应 化学方程式： 冷热 冷冷 (NH4)2SO4+2NaOH△ HCI个 Na2S04+2NH3↑+2H20 NH3T NHCI 离子方程式： NH,CI△NH↑+HCIt NHA+OH△ NH3↑+H2O NH3+HCl NH4CI 【应用】分离NH,Cl与NaCl 特别提醒 4.NH的检验 (实验) ②NH4HCO3受热分解 (1)实验方法 浓NaOH溶液 少量样品 冷热」 (溶液或固体) NH3↑+H20↑+CO2T 浓盐酸 试纸变蓝 (藤有浓盐酸 的玻璃棒) (2） 现象 特别提醒 产生白烟 白烟 NH,HCO3△NH↑+H,0↑+CO2↑ 生成NH,C小晶体 (3) 原理 【注意】储存时需密封，避免受热 NH,+OH△NH↑+H,0 NHg H>O 氨的实验室制法·知识清单 H 1.原理 2NHCI Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O 反应名称 反应名祢 2. 装置 固固加热型 (与制02相同) N NH4CI Ca(OH)2 【特别提醒：试管口要略 向下倾斜，防止冷凝水回 流使试管炸裂】 酒精灯 3.收集◇ 向下排空气法 (密度小于空气) b NHg Np N 进气 2 N2 Al◆ 4.干燥 碱石灰(CaO和NaOH混合物) NH3 【特别提醒：干燥管应粗进细出。不能 用浓疏酸、CaCl2,因NH3与它们反应： 2NH3+H2SO=(NH)2SOa 碱石灰 CaCl,+8NH2=CaCl28NH2] 5.验满 (a)湿润红色石蕊试纸靠近试管口变蓝 NH NH3+H2ONH3H2ONH4+OH- (b)蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近产生白烟 H NH3+HCI=NH4CI(s)(白烟) H 【特别提醒：此处反应产生大量固体小颗粒，形成“白烟”】 H H H,O 硝酸的性质与工业制法-知识清单 物理性质 无色、易挥发（沸点83℃）、有刺激性气味的液体， fuming 风1 能与水以任意比互溶 nitric acic >98% %常用浓硝酸质量分数约69% 发烟硝酸遇水蒸气形成白雾 二、化学性质 (1)酸性：无价值性强酸，HNO3=H+NO3 具有酸的通性（与活泼金属反应不生成H2,因强氧化性）：不生成H2 (2） 不稳定性：4HNO,是4N0,↑+0，t+2H,0 ①浓硝酸呈黄色：HNO3分解产生的NO2溶于其中 特别提醒： 棕色试剂瓶（避光） 阴凉处（防受热） 不能用橡胶塞（腐蚀橡胶） (3) 强氧化性：无论浓、稀硝酸均有强氧化性。NO3在酸性条件下体现氧化性 ①与金属反应：一般 (除Au、Pt) 特别提醒：*常温下Fe、Al遇浓硝酸钝化* 浓硝酸与Cu反应 Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 生成NQ2, 生成NO2,液呈绿色 溶液呈蓝绿色 生成NO,气体 NO 稀硝酸与Cu反应 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22N0↑+4H20 在壹口空红棕色 生成NO,气体在管口变红棕色，濬液呈蓝色 溶液呈蓝色 ②与非金属反应 C+4HNO3(浓)△C02↑+4NO2↑+2H20C被氧化为C02 三、硝酸的工业制法 (氨氧化法) (1)制备流程： N2 →NH3 NO →NO2→HNO3 (2)相关反应： 合成氨 N2+3H2 高温高压、 催化列 2NH3 氨的催化氧化 4NH3+5022 催化剂/ 4N0+6H20 NO氧化 2N0+02=2N02 NO2吸收 3NO2+H20=2HNO3+N0(NO循环利用) 四、应用 重要化工原料 制造氨肥 炸药 (NH4NO3) (如TNT) 染料 医药 实验室常用作强氧化剂 七、酸雨及防治 一知识清单 H2S04 1 SO,与NO,的主要来源、危害和防治 S0, (二氧化硫) NO2(二氧化氮) eo 主要 汽车尾气 [特别提醒】 来源 含硫燃料煤烧 金属冶炼 N2+02=(放电)=2NO 注意：S02 2N0+02=2N02 与N02是形 硝酸工厂废气 成酸雨的主 要气体，但 破墙灵土地、森林、建筑物 危害 森林 建筑物 危害不仅限 呼吸道剌激 ①酸雨：S02→H2S03→H2S04 ①酸雨：NO2→HNO3 于酸雨，对 ②人体健康：刺激呼吸道， ②人体健康 人体和生态 引发唪喘 环境也有直 接毒性。 防治 ①减少排放：开发清洁能源，脱疏处理 ①减少排放：汽车安装尾气转化器 ②吸收处理（用氦水、NaOH): 2N0+2C0=(催化剂)=N2+2C02 SO2+2NH3H20=(NH4)2S03+H20 ③硝酸工厂处理 2.酸雨 HNO (1)定义 正常雨水pH≈5.6 pH<5.6 (由由于溶解的C0,) HNO3 C02+H20→H2C03 (2)形成过程 【特别提醒】 H2S03递经 S02+H20=H2S03 2H2S03+02=2H2S04 0g00g0 2S02+02=(催化剂，飘尘催化)=2S03 S02导致的酸雨 S03途经 水微酸 S03+H20=H2S04 3N02+H20=2HN03+NO 并非酸雨。 (zO引起)。正常 N02导致的酸雨 (60.引起)和硝酸型酸雨 酸雨主要包括硫酸型酸雨 (3)防治措施 控制排放 环境监测 推广绿色能源