高三化学知识点之氮及其化合物

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精品小班课程辅导讲义

讲义编号 2014暑假12HX01

一、考纲要求

二、知识梳理

（一）氮气

(1)氮元素在自然界中的：既有游离态又有化合态．空气中含N2 78％(体积分数)或75％(质量分数)；化合态氮存在于多种无机物和有机物中，氮元素是构成蛋白质和核酸不可缺少的元素．

(2)氮气的：纯净的氮气是无色气体，密度比空气略小．氮气在水中的溶解度很小．在常压下，经降温后，氮气变成无色液体，再变成雪花状固体． (3)氮气的：氮分子(N2)的电子式为

，结构式为N≡N．由于N2分子中的N≡N键很牢固，

所以通常情况下，氮气的化学性质稳定、不活泼．

(4)氮气的：

①N2与H2化合生成NH3 N2 +3H2

2NH3

说明该反应是一个可逆反应，是工业合成氨的原理． ②N2与O2化合生成NO： N2 + O2 放电 2NO

说明在闪电或行驶的汽车引擎中会发生以上反应． (5)氮气的： ①合成氨，制硝酸；

②代替稀有气体作焊接金属时的保护气，以防止金属被空气氧化； ⑧在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发； ④保存粮食、水果等食品，以防止腐烂；

⑤医学上用液氮作冷冻剂，以便在冷冻麻醉下进行手术； ⑥利用液氮制造低温环境，使某些超导材料获得超导性能．

（二）一氧化氮和二氧化氮

1、一氧化氮：无色无味气体，难溶于水，有很大毒性，在常温下极易被氧化成二氧化氮。2NO＋O2→2NO2 2、二氧化氮：红棕色有刺激性气味气体，溶于水生成硝酸和一氧化氮。

3NO2＋H2O→2HNO3＋NO 2NO2O4（无色）

【光化学烟雾】 NO、NO2有毒，是大气的污染物．空气中的NO、NO2污染物主要来自于石油产品和煤燃烧的产物、汽车尾气以及制硝酸工厂的废气．NO2在紫外线照射下，发生一系列光化学反应，产生一种有毒的烟雾——光化学烟雾．因此，NO2是造成光化学烟雾的主要因素．光化学烟雾刺激呼吸器官，使人生病甚至死亡．

注意：关于氮的氧化物溶于水的几种情况的计算方法。

① NO2或NO2与N2（或非O2）的混合气体溶于水时可依据：3NO2＋H2O→ 2HNO3＋NO 利用气体体积

变化差值进行计算。

② NO2和O2的混合气体溶于水时，由4NO2＋2H2O＋O2→4HNO3 可知，当体积比为

＝4：1，恰好完全反应 V(NO2)：V(O2 ＞4：1，NO2过量，剩余气体为NO ＜4：1，O2过量，乘余气体为O2

③ NO和O2同时通入水中时，其反应是：2NO＋O2→2NO2 ，3NO2＋H2O→ 2HNO3＋NO ，总反应式为：

4NO＋2H2O＋3O2→4HNO3 当体积比为

＝4：3，恰好完全反应 V(NO)：V(O2) ＞4：3，NO过量，剩余气体为NO ＜4：3，O2过量，乘余气体为O2

④NO、NO2、O2三种混合气体通入水中，可先按①求出NO2与H2O反应生成的NO的体积，再加上原混合气体中的NO的体积即为NO的总体积，再按③方法进行计算。

（三）硝酸 (1) ①纯硝酸是无色、易挥发(沸点为83℃)、有刺激性气味的液体．打开盛浓硝酸的试剂瓶盖，有白雾产生．(与盐酸相同)

②质量分数为98％以上的浓硝酸挥发出来的HNO3蒸气遇空气中的水蒸气形成的极微小的硝酸液滴而产生“发烟现象”．因此，质量分数为98％以上的浓硝酸通常叫做发烟硝酸．

(2)

①具有酸的通性．例如： CaCO3 + 2HNO3(稀) →Ca(NO3)2 + CO2↑+ H2O (实验室制CO2气体时，若无稀盐酸可用稀硝酸代替)

②不稳定性．HNO3见光或受热发生分解，HNO3越浓，越易分解．硝酸分解放出的NO2溶于其中而使硝酸呈黄色．有关反应的化学方程式为：

4HNO3 2H2O + 4NO2↑+O2↑ 1、HNO3具有酸的通性。

2、HNO3具有强氧化性，表现在能与多数金属、非金属、某些还原性化合物起反应。

③强氧化性：不论是稀HNO3还是浓HNO3化性表现在以下几方面：

a．几乎能与所有金属(除Hg、Au外)反应．当HNO3与金属反应时，HNO3被还原的程度(即氮元素化合价降低的程度)取决于硝酸的浓度和金属单质还原性的强弱．对于同一金属单质而言，HNO3的浓度越小，金属 + HNO3(浓) → 硝酸盐 + NO2↑ + H2O 金属 + HNO3(稀) → 硝酸盐 + NO↑ + H2O

较活泼的金属(如Mg、Zn等) + HNO3(极稀) → 硝酸盐 + H2O + N2O↑(或NH3等) 金属与硝酸反应的重要实例为：

3Cu + 8HNO3(稀) → 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O 该反应较缓慢，反应后溶液显蓝色，反应产生的无色气体遇到空气后变为红棕色(无色的NO被空气氧化为红棕色的NO2)。实验室通常用此反应制取NO气体．

Cu + 4HNO3(浓) → Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O

该反应较剧烈，反应过程中有红棕色气体产生．此外，随着反应的进行，硝酸的浓度渐渐变稀，反应产生的气体是NO2、NO等的混合气体．

b．，浓HNO3能将金属Fe、A1钝化，使Fe、A1的表面氧化生成一薄层致密的氧化膜．因此，可用铁或铝制容器盛放浓硝酸，但要注意密封，以防止硝酸挥发变稀后与铁、铝反应．(与浓硫酸相似) c．浓HNO3与浓盐酸按体积比1∶3配制而成的混合液叫王水．王水溶解金属的能力更强，能溶解金属Pt、Au．

d．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．例如： C + 4HNO3(浓) → CO2↑+ 4NO2↑+ 2H2O

＋－

e．能氧化某些具有还原性的物质，如H2S、SO2、Na2SO3、HI、HBr、Fe2等．应注意的是，NO3无氧化

－

Fe(NO3)2溶液中加入盐酸或硫酸，因引入了＋H而使Fe被氧化为Fe；又如，向浓HNO3与足量的Cu反应后形成的Cu(NO3)2中再加入盐酸或硫酸，则剩余的Cu会与后来新形成的稀HNO3继续反应．

f．能氧化并腐蚀某些有机物，如皮肤、衣服、纸张、(尤其是浓硝酸)时要特别小心，万一不慎将浓硝酸弄到皮肤上，应立即用大量水冲洗，再用小苏打或肥皂液洗涤．

(3)保存方法．硝酸易挥发，见光或受热易分解，具有强氧化性而腐蚀橡胶，因此，实验室保存硝酸时，应将硝酸盛放在带玻璃塞的棕色试剂瓶中，并贮存在黑暗且温度较低的地方．

(4)用途．硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐等．

加热或光照

（四）氨

(1)氨的：

①氨是无色、有刺激性气味的气体，比空气轻；②氨易液化．在常压下冷却或常温下加压，气态氨转化为无色的液态氨，同时放出大量热．液态氨气化时要吸收大量的热，使周围的温度急剧下降；③氨气极易溶于水．在常温、常压下，1体积水中能溶解约700体积的氨气(因此，氨气可进行喷泉实验)；④氨对人的眼、鼻、喉等粘膜有刺激作用．若不慎接触过多的氨而出现病症，要及时吸入新鲜空气和水蒸气，并用大量水冲洗眼睛．

(2)氨：NH3的电子式为，结构式为，氨分子的结构为三角锥形，N原子位于锥顶，三个H原子位于锥底，键角107.3°，是极性分子． (3)氨的化学性质：

①与水反应．氨气溶于水时(氨气的水溶液叫氨水)，大部分的NH3分子与H2O分子结合成NH3·H2O(叫一

＋－

水合氨)．NH3·H2ONH4和OH：

NH3 + H23·H2NH4 + OH

a．越大，密度反而越小(是一种特殊情况)．NH3·H2O不稳定，故加热氨水时有氨气逸出： b氨水是混合物(液氨是纯净物)，其中含有3种分子(NH3、NH3·H2O、H2O)和3种离子(NH4＋－＋

和OH、极少量的H)．

c．璃容器、橡皮袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里．

d．有关氨水浓度的计算：氨水虽然大部分以NH3·H2O形式存在，但计算时仍以NH3作溶质．

②与酸反应：NH3 + HCl NH4C1

a．氨气与挥发性酸(浓盐酸、浓硝酸等)相遇，因反应生成微小的铵盐晶体而冒白烟，这是检验氨气的方法之—． NH3 + HCl NH4C1 （当蘸有浓氨水的玻璃棒与蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时，产生大量白烟．这种白烟是氨水中挥发出来的NH3与盐酸挥发出来的HCl化合生成的NH4C1晶体小颗粒．） b．氨气与不挥发性酸(如H2SO4、H3PO4等)反应时，无白烟生成． ③还原性

＋

－

NH3分子中氮元素呈－3价，具有还原性，能在一定条件下与O2、Cl2、CuO等反应，被它们氧化：

4NO + 6H2O （催化剂：铂铑合金或三氧化二铬） a．跟氧气反应： 4NH3 + 5O2

说明这一反应叫做氨的催化氧化(或叫接触氧化)，是工业上制硝酸的反应原理之一．

ｂ．跟氯气反应(检查氯气是否泄漏)：2NH3 + 3Cl2 N2 + 6HCl 8NH3 + 3Cl2 N2 + 8 NH4Cl ｃ．跟氧化铜反应： (4)氨气的：

①是氮肥工业及制造硝酸、铵盐、纯碱的原料；②是有机合成工业如合成纤维、塑料、染料、尿素等的常

催化剂

用原料；③用作冰机中的制冷剂．

【铵盐】

＋

铵盐是由铵离子(NH4)和酸根阴离子组成的．铵盐都是白色晶体，都易溶于水． (1)铵盐的：