資源簡介

5.2　氮及其化合物
[課標(biāo)要求]
1.了解自然界中的氮循環(huán)。2.了解N2的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。3.掌握NO、NO2的性質(zhì)。4.認(rèn)識氨的物理性質(zhì),掌握氨的化學(xué)性質(zhì)。5.理解噴泉實驗的原理。6.掌握氨的實驗室制法。7.掌握銨鹽的性質(zhì)及N的檢驗。8.了解硝酸的性質(zhì)。9.了解酸雨對生態(tài)環(huán)境的影響。
氮氣
1.氮氣的物理性質(zhì)
氮氣是一種　　色、　　味、密度與空氣接近、　　溶于水的氣體。
2.氮氣的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)
(1)N2的結(jié)構(gòu):N2的結(jié)構(gòu)式為　　　　,氮氮三鍵很難斷裂,化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定。
(2)化學(xué)性質(zhì)。
在　　　　　　等條件下,N2獲得足夠的能量,使　　　　斷裂。寫出N2與Mg、H2、O2反應(yīng)的化學(xué)方程式:
①　　　　　　　　　　　　　　　　;
②　　　　　　　　　　　　　　　　;
③　　　　　　　　　　　　　　　　。
3.氮的固定:將大氣中　　　　的氮轉(zhuǎn)化為　　　　　　　　　　的過程。
(1)自然固氮:大自然通過閃電釋放的能量將空氣中的氮氣轉(zhuǎn)化為含氮的化合物,或者通過豆科植物的根瘤菌將氮氣轉(zhuǎn)化成氨。
(2)人工固氮:人類通過控制條件,將氮氣　　　　或　　　　為氮的化合物,最重要的人工固氮途徑就是　　　　　　。
想一想1:NH3+HClNH4Cl是否屬于氮的固定
[典例1] 下列關(guān)于氮元素的說法中,不正確的是(　　)
A.工業(yè)上氫氣和氮氣合成氨屬于人工固氮
B.非金屬單質(zhì)氮氣在化學(xué)反應(yīng)中只能作氧化劑
C.氮元素在自然界有游離態(tài)和化合態(tài)
D.閃電時,大氣中氮的氧化物的生成屬于氮的固定
氮的氧化物
1.物理性質(zhì)
物質(zhì) 顏色 狀態(tài) 氣味 水溶性
NO 　　　色 氣態(tài) 　　　 　　溶
NO2 　　　色 氣態(tài) 　　　 　　溶
2.化學(xué)性質(zhì)
(1)NO在空氣中易轉(zhuǎn)化為　　　　色的NO2,化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　。
(2)NO2與H2O反應(yīng)生成HNO3和NO,化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　。
想一想2:如何除去一氧化氮中的二氧化氮
[典例2] 下列關(guān)于NO和NO2的說法正確的是(　　)
A.NO2是紅棕色氣體,與水反應(yīng)生成硝酸,所以屬于酸性氧化物
B.NO2不能由N2和O2直接化合得到
C.NO和NO2均既可以用排空氣法收集又可以用排水法收集
D.NO在空氣中可以長久的存在
氨
1.氨的物理性質(zhì)
(1)氨是無色、有　　　　氣味的氣體,密度比空氣的　　,很容易　　　　。
(2)氨極易溶于水:在常溫常壓下,1體積水大約可溶解 　　體積氨。可利用　　　　實驗證明NH3極易溶于水。
2.氨的化學(xué)性質(zhì)
(1)NH3與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　。　
(2)NH3與酸反應(yīng)生成銨鹽。
①濃氨水揮發(fā)出的NH3與濃鹽酸揮發(fā)出的　　　相遇形成　　　　,即NH4Cl晶體小顆粒,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　。
②氨通入稀硫酸中反應(yīng)的離子方程式為NH3+H+N。
(3)氨的催化氧化。
氨催化氧化制HNO3的系列反應(yīng)的化學(xué)方程式依次為4NH3+5O24NO+6H2O, 　　　　　　　　,　。
3.氨水的性質(zhì)
(1)具有　　性,能使石蕊溶液變　　。
(2)受熱易分解,反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　。
想一想3:氨、液氨、氨水是否為同一種物質(zhì)
[典例3] 下列有關(guān)氨的性質(zhì)的敘述正確的是(　　)
A.氨不能在空氣中燃燒
B.液氨是混合物
C.氨和酸相遇都能產(chǎn)生白煙
D.在反應(yīng)NH3+H+ N 中,氨失去電子被氧化
銨鹽
1.常見的銨鹽
(1)　　　　　與　　　　　形成的化合物稱為銨鹽。
(2)農(nóng)業(yè)上常用銨態(tài)氮肥,如NH4HCO3、(NH4)2SO4、NH4NO3等都屬于銨鹽,它們都是　　溶于水的晶體。
2.化學(xué)性質(zhì)
(1)受熱易分解。
①氯化銨受熱分解:　　　　　　　　　　　　(化學(xué)方程式)。
②碳酸氫銨受熱分解:　　　　　　　　　　　　(化學(xué)方程式)。
(2)與堿反應(yīng)。
①固體反應(yīng):NH4Cl與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH4Cl+NaOHNH3↑+NaCl+H2O。
②溶液中:
a.與強堿反應(yīng)的離子方程式(加熱)為N+OH-NH3↑+H2O。
b.與強堿(稀溶液)反應(yīng)的離子方程式(不加熱)為　　　　　　　　　　　　。
想一想4:根據(jù)銨鹽的性質(zhì),分析應(yīng)當(dāng)怎樣合理地儲存和施用銨態(tài)氮肥
[典例4] (2024·深圳高一月考)下列關(guān)于氨和銨鹽的說法中正確的是(　　)
A.NH3溶于水能導(dǎo)電,因此NH3為電解質(zhì)
B.銨鹽不穩(wěn)定,受熱分解均能產(chǎn)生NH3
C.銨鹽所含氮元素均為-3價
D.氨能做噴泉實驗的原因是氨極易溶于水
氨的實驗室制法和N的檢驗
1.氨的實驗室制法
(1)原理:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。　
(2)裝置。
①發(fā)生裝置:固體+固體氣體(固固加熱裝置)。
②凈化裝置:通常用　　　　干燥氨,不能用五氧化二磷、　　　　和無水氯化鈣干燥。
(3)收集方法:　　　　排空氣法收集,試管口塞一團疏松的棉花團,目的是防止　　　　與空氣形成對流,以收集到較純凈的氨。
(4)驗滿方法。
①方法一:用鑷子夾住一片濕潤的　　　　試紙放在試管口,若試紙變　　,說明已經(jīng)收集滿。
②方法二:用蘸取　　　　的玻璃棒靠近試管口,若有　　　　生成,說明已經(jīng)收集滿。
(5)尾氣處理:多余的氨要吸收掉(可在導(dǎo)管口放一團用水或　　　　浸潤的棉花球)以避免污染空氣。在吸收時要防止　　　　,常采用的裝置如圖所示。
2.銨根離子的檢驗
(1)取少許樣品與堿混合于試管中共熱,將濕潤的紅色石蕊試紙靠近管口,若試紙變　　,則證明樣品中含有N。
(2)取少許樣品于試管中,放入堿后加熱,用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口,若有　　　　產(chǎn)生,則證明樣品中含有N。
想一想5:能用加熱NH4Cl分解的方法制取NH3嗎
[典例5] 某實驗小組用如圖裝置制取氨,下列有關(guān)制取氨的說法正確的是(　　)
A.甲裝置中的試劑可以換為氯化銨固體
B.乙中的試劑可以是氨水和氧化鈣固體
C.可以用排飽和氯化銨溶液收集氨
D.甲中的棉花可以換為橡膠塞塞住燒瓶口
硝酸
1.物理性質(zhì)
顏色 狀態(tài) 氣味 特性
　　色 　　 有　　　氣味 易　　
2.化學(xué)性質(zhì)
(1)不穩(wěn)定性,見光或者受熱會分解:　　　　　　　　　　　　　　　　(化學(xué)方程式,下同),一般將濃硝酸保存在　　　　　　試劑瓶中,并放置在　　　　。
(2)強氧化性。
①與金屬銅反應(yīng)。
濃硝酸與Cu反應(yīng):　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
稀硝酸與Cu反應(yīng):　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②常溫下,鐵、鋁遇濃硝酸　　　　。
③與木炭反應(yīng):　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
想一想6:鈍化是不發(fā)生反應(yīng)嗎
3.工業(yè)制硝酸
原理:將氨經(jīng)過一系列反應(yīng)得到硝酸,如圖所示。
寫出每步反應(yīng)的化學(xué)方程式。
(1)　　　　　　　　　　　　。
(2)　　　　　　　　　　　　。
(3)　　　　　　　　　　　　。
(4)　　　　　　　　　　　　。
[典例6] 下列對于硝酸的認(rèn)識,不正確的是(　　)
A.濃硝酸在見光或受熱時會發(fā)生分解
B.金屬與硝酸反應(yīng)不產(chǎn)生氫氣
C.可用鐵和鋁制品盛裝冷的濃硝酸
D.銅與硝酸的反應(yīng)屬于置換反應(yīng)
[課堂知識網(wǎng)絡(luò)圖]
氮元素“價—類”二維圖
第二節(jié)　氮及其化合物
知識分點突破
知識點1
1.無　無　難
2.(1)N≡N　(2)高溫或放電　N≡N　①3Mg+N2Mg3N2　②N2+3H22NH3　③N2+O22NO
3.游離態(tài)　氮的化合物　(2)氧化　還原　工業(yè)合成氨
想一想1
不屬于。氮的固定指的是由游離態(tài)(單質(zhì))生成化合態(tài)(化合物)的過程。
[典例1] B　氮的固定是指游離態(tài)氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮的過程,工業(yè)上氫氣和氮氣合成氨屬于人工固氮,A正確;非金屬單質(zhì)氮氣在化學(xué)反應(yīng)中能作氧化劑,也能作還原劑,如氮氣與氧氣反應(yīng)中,氮氣作還原劑,B錯誤;氮元素在自然界有游離態(tài)(氮氣)和化合態(tài)(銨態(tài)氮和硝態(tài)氮等),C正確;閃電時,大氣中氮氣轉(zhuǎn)化為氮的氧化物屬于氮的固定,D正確。
知識點2
1.無　無味　不　紅棕　刺激性氣味　易
2.(1)紅棕　2NO+O22NO2　(2)3NO2+H2O2HNO3+NO
想一想2
將混合氣體通過水即可除去。
[典例2] B　NO2是紅棕色氣體,與水反應(yīng)生成硝酸和NO,NO2不屬于酸性氧化物,故A錯誤;N2和O2在放電條件下反應(yīng)生成NO,不能直接得到NO2,故B正確;NO與氧氣反應(yīng),NO不能用排空氣法收集,NO2能與水反應(yīng),NO2不能用排水法收集,故C錯誤;NO與氧氣反應(yīng)生成NO2,NO不能在空氣中長久的存在,故D錯誤。
知識點3
1.(1)刺激性　小　液化　(2)700　噴泉
2.(1)NH3+H2ONH3·H2O　(2)①HCl　白煙
NH3+HClNH4Cl　(3)2NO+O22NO2　3NO2+H2O2HNO3+NO
3.(1)堿　藍(lán)　(2)NH3·H2ONH3↑+H2O
想一想3
氨與液氨屬于同種物質(zhì)的不同狀態(tài),屬于純凈物,氨水是氨的水溶液,屬于混合物。
[典例3] A　氨在純氧中可以燃燒,但是在空氣中不能燃燒,故A正確;液氨是純凈物,故B錯誤;氨和揮發(fā)性酸揮發(fā)出的蒸氣反應(yīng)生成對應(yīng)的鹽產(chǎn)生白煙,若不是揮發(fā)性的酸則不會產(chǎn)生煙,故C錯誤;反應(yīng) NH3+H+N沒有元素的化合價發(fā)生變化,不存在失去電子被氧化的粒子,故D錯誤。
知識點4
1.(1)銨根離子(N)　酸根離子　(2)易
2.(1)①NH4ClNH3↑+HCl↑　②NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑　(2)②b.N+OH-NH3·H2O
想一想4
儲存銨態(tài)氮肥時,為了防止受熱分解,應(yīng)密封包裝并放在陰涼通風(fēng)處;施肥時應(yīng)將銨態(tài)氮肥埋在土下,且不能與堿性物質(zhì)(如草木灰)混用。
[典例4] D　NH3溶于水時,與水反應(yīng)生成NH3·H2O,NH3·H2O發(fā)生電離而導(dǎo)電,NH3本身不電離,是非電解質(zhì),A錯誤;銨鹽不穩(wěn)定,受熱易分解,但不是均能產(chǎn)生NH3,如硝酸銨在不同溫度下分解時,能得到多種含氮產(chǎn)物,B錯誤;銨鹽所含的N中的氮元素為-3價,硝酸銨所含的N中的氮元素為+5價,C錯誤;氨極易溶于水,噴泉實驗中,氨迅速溶解在水中,使容器內(nèi)壓強減小,與外界產(chǎn)生壓強差,使更多的水經(jīng)導(dǎo)管進(jìn)入容器內(nèi),產(chǎn)生噴泉,D正確。
知識點5
1.(2)②堿石灰　濃硫酸　(3)向下　氨　(4)①紅色石蕊　藍(lán)　②濃鹽酸　白煙　(5)稀硫酸　倒吸
2.(1)藍(lán)　(2)白煙
想一想5
NH4Cl分解產(chǎn)生的NH3和HCl遇冷會再次化合為NH4Cl,不能用于制取NH3。
[典例5] B　氯化銨加熱分解為氨和氯化氫,氯化氫和氨遇冷又生成氯化銨,甲裝置中的試劑若換為氯化銨固體,不能制取氨,故A錯誤;氧化鈣和濃氨水混合放出氨,乙中的試劑可以是氨水和氧化鈣固體,故B正確;氨極易溶于水,不能用排飽和氯化銨溶液收集氨,故C錯誤;甲中的棉花若換為橡膠塞塞住燒瓶口,空氣無法排出,故D錯誤。
知識點6
1.無　液態(tài)　刺激性　揮發(fā)
2.(1)4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O　棕色　陰涼處　(2)①4HNO3(濃)+CuCu(NO3)2+2NO2↑+2H2O　8HNO3(稀)+3Cu3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O　②鈍化　③C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O
想一想6
鈍化屬于化學(xué)變化。
3.(1)N2+3H22NH3　(2)4NH3+5O24NO+6H2O　(3)2NO+O22NO2　(4)3NO2+H2O2HNO3+NO
[典例6] D　濃硝酸在見光或受熱時會發(fā)生分解反應(yīng)生成氧氣、二氧化氮和水,A項正確;硝酸是氧化性酸,金屬與硝酸反應(yīng)不產(chǎn)生氫氣,B項正確;常溫下鐵和鋁在濃硝酸中鈍化,因此可用鐵和鋁制品盛裝冷的濃硝酸,C項正確;銅與硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、氮的氧化物和水,不屬于置換反應(yīng),D項錯誤。

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