考点突破！氮及其化合物

[思维导图]

[必背知识]

1．特殊的颜色：NO2——红棕色气体

2．特殊的检验：①NO：无色气体O2红棕色

②NH4＋：

3．特殊的性质：硝酸具有不稳定性和强氧化性

4．必记六反应：

(1)N2＋3H2高温、高压2NH3(2)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

(3)4NH3＋5O2催化剂4NO＋6H2O

(4)2NH4Cl＋Ca(OH)2△CaCl2＋2NH3↑＋2H2O

(5)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O

(6)3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

知识点一性质稳定的非金属单质——氮气

1．氮的原子结构

氮元素位于元素周期表中第二周期第ⅤA族，原子结构示意图为

，最外层有5个电子，在化学反应中能获得3个电子而表现出－3价，其单质N2因N≡N键键能大，难以断裂，故N2化学性质稳定。

2．氮气的性质

(1)物理性质：无色无味气体，密度比空气略小，难溶于水。

(2)化学性质：

①氮气与氧气反应的化学方程式为N2＋O2放电,2NO。导致汽车尾气中产生氮的氧化物和雷电固氮。

②氮气与氢气反应的化学方程式为N2＋3H2高温、高压2NH3。(工业合成氨反应原理)

③氮气与金属镁反应的化学方程式为3Mg＋N2△,Mg3N2。

3．氮的固定

(1)概念：将游离态的氮转变为氮的化合物叫做氮的固定。

(2)类型：

4．氮气的应用

①焊接金属时作保护气；

②液氮可作冷冻剂；

③重要的化工原料，用来制取化肥、炸药等。

知识点二环境污染的罪魁祸首——氮的氧化物

1．氮的氧化物

氮有多种价态的氧化物，如N2O、NO、NO2、N2O4、N2O3、N2O5等，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。

2．NO与NO2性质的比较

考察点1氮氧化物对环境的影响

(1)光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生的一种有毒的烟雾。

(2)酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。

反应的化学方程式为2NO＋O2===2NO2

3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。

(3)破坏臭氧层：

科学研究表明，进入高空平流层的氮氧化物，可以加快臭氧层中臭氧的分解速率，从而像氟氯烃类物质一样破坏臭氧层，形成臭氧空洞：2O3氮氧化物3O2。导致地面紫外线辐射量增加。

考察点2消除氮氧化物对环境污染的方法

2NO＋2CO催化剂N2＋2CO2

2NO2＋2NaOH===M＋NaNO3＋H2O

8NH3＋6NO2===7X＋12H2O

[方法技巧]

NOx尾气的处理方法

1．碱液吸收法

2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O

NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O

NO2、NO的混合气体能被足量烧碱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。

知识点三氨和铵盐

1．氨

(1)物理性质：

无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化。极易溶于水(1∶700)，可由喷泉实验证明。

(2)化学性质：

①与水反应：

NH3＋H2ONH3·H2ONH4＋＋OH－。氨气溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有：NH3·H2O、H2O、NH3、NH4＋、OH－、H＋。NH3·H2O为可溶性一元弱碱，不稳定，易分解，化学方程式为：NH3·H2O△,NH3↑＋H2O。

②还原性：

与氧气发生催化氧化反应的化学方程式：4NH3＋5O2催化剂4NO＋6H2O。

③与酸反应：

与氯化氢反应的化学方程式：NH3＋HCl===NH4Cl，产生白烟。

(3)制法(书写化学方程式)：

①工业制法：N2＋3H2高温、高压2NH3。

②实验室制法：Ca(OH)2＋2NH4Cl△=====CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。

(4)用途：

制硝酸、铵盐、纯碱、尿素、制冷剂等。

2．铵盐

(1)不稳定性：NH4Cl△=====NH3↑＋HCl↑，

NH4HCO3△=====NH3↑＋H2O↑＋CO2↑。

(2)与强碱反应：NH4Cl＋NaOH△=====NH3↑＋NaCl＋H2O。应用于NH4＋的检验：

考察点1氨气的实验室制法

[实验基础]

1．用铵盐和碱制取

2．用浓氨水制取

[流程分析]

氨的制取及氨的催化氧化实验探究

考察点2喷泉实验的原理及其应用

1．喷泉实验的原理

由于容器内外产生压强差而形成喷泉。气体迅速溶于水或某种溶液中，容器内压强小于容器外压强，从而产生喷泉，依据这一原理，只要能够造成容器内气体大量溶于液体，就可以形成喷泉。

2．形成喷泉的类型

(1)只要气体易溶于吸收剂，均可做喷泉实验，吸收剂可以是水，也可以是酸液、碱液等。

下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体。

(2)容器内的液体由于受热挥发(如浓盐酸、浓氨水、酒精等)或由于发生化学反应产生气体，容器内产生大量气体，压强迅速增大，促使容器内液体迅速向外流动，也能形成喷泉。如喷雾器、人造喷泉、火山喷发等均是利用此原理。

3．引发喷泉的几种方法

(1)使烧瓶内的气体迅速溶于水或某种液体中。

(2)使烧瓶内气体温度降低，从而使气压减小。

(3)使烧瓶外待喷液面上的气压增大。

4．喷泉实验的几种常见装置

说明：装置②中最好采用顶部有孔的烧瓶。装置③引发喷泉的方法是打开止水夹，用热毛巾或双手捂热烧瓶，松开后片刻即形成喷泉现象。