专题02 氮及其化合物【知识梳理】-2020-2021学年高一化学下学期期中专项复习（人教版2019必修第二册）（解析版）

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专题02  氮及其化合物知识梳理【氮气 氮的氧化物】氮的原子结构氮元素位于第二周期、第VA族。氮原子最外电子层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。因此氮原子一般通过共用电子对与其它原子相互结合构成物质。氮的原子结构   常见的化合价有 ＋1   、  ＋2  、  ＋3  、 ＋4   、  ＋5  、  －3   ，其氧化物有  N2O   、  NO   、   N2O3   、  NO2    、   N2O4   、  N2O5   共有六种，其中   N2O5   是HNO3的酸酐，  N2O3  是HNO2的酸酐（氮的氧化物都有毒）。2.自然界中的存在形态a.游离态:以氮分子的形式存在于空气中。 b.化合态:存在于动植物体内的蛋白质中,以及土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。一.氮气1.物理性质纯净的N2是一种无色无味的气体，难溶于水，在空气中约占五分之四左右。2.化学性质（1）常温下，N2的化学性质不活泼，可代替稀有气体作保护气体。原因：氮分子内两个氮原子间以共价三键结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定，通常难以与其它物质反应。（2）在放电条件或高温下   氮气   跟氧气化合生成    一氧化氮       N2＋O22NO（3）镁在氮气中燃烧：3Mg＋N2Mg3N2；（4）人工合成氨：N2＋3H22NH3；二．氮的固定和循环1．氮的固定将游离态氮转变为化合态氮的过程叫氮的固定。（1）自然固氮（2）人工固氮：工业合成氨。2．氮的循环三.二氧化氮和一氧化氮氮的氧化物NONO2物理性质颜色无色红棕色毒性有毒有毒溶解性不溶于水易溶于水化学性质与O2反应2NO＋O2===2NO2不反应与H2O反应不反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 【氨和铵盐】一.氨的物理性质1.  无   色   刺激性    气味有毒气体，密度比空气小。  极易  溶于水，常温下，1体积水大约可溶解  700   体积氨气。氨的水溶液叫做    氨水   。氨 易  液化（液态的氨称为 液氨  ）。液氨汽化时要 吸收  的量的热，使周围温度急剧  下降  ，因此，液氨常用作    制冷剂       。      2.喷泉实验（1）喷泉实验的原理因为烧瓶内气体易溶于水或易与水反应，使瓶内压强减小，形成压强差，大气压将烧杯中的水压入烧瓶而形成喷泉。（2）常见的能形成喷泉实验的气体和吸收剂如表：气体HClNH3CO2、SO2、Cl2、H2SNO2＋O2吸收剂水或NaOH溶液水或盐酸浓NaOH溶液水 二.氨气的化学性质1.与水反应反应原理为NH3＋H2O⇌NH3·H2O⇌NH4＋＋OH－。氨气溶于水得氨水，显碱性，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·H2ONH3↑＋H2O。【注意】①NH3是中学化学中唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，在推断题中作为解题突破口。②氨水呈碱性，NH3·H2O属于一元弱碱，计算氨水的浓度时，溶质按NH3进行计算。2.氨气与酸的反应蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为有白烟生成，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。化学方程式为HCl＋NH3===NH4Cl、         NH3＋HNO3===NH4NO3。3.与盐溶液的反应过量氨水与AlCl3溶液反应的离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋。（氢氧化铝不溶于氨水）4.氨气的还原性①催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O。②被CuO氧化：2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O。③被氯气氧化：2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl或8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl。5.氨的用途①液氨汽化时吸收大量的热，故用作制冷剂。②制氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等。三.氨的实验室制法1.制备装置2.反应原理及实验注意事项       3.其它实验室制取NH3的简易方法方法化学方程式(或原理)气体发生装置加热浓氨水NH3·H2ONH3↑＋H2O浓氨水＋固体NaOHNaOH溶于水放热，促使NH3·H2O分解，且OH－浓度的增大也有利于NH3的生成浓氨水＋固体CaOCaO与水反应生成OH－，使溶剂(水)减少；且反应放热，促使NH3·H2O分解。化学方程式：NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 四．铵盐的性质及NH的检验1．铵盐的物理性质铵盐都是白色固体，均易溶于水。2．铵盐的化学性质（1）受热易分解     NH4ClNH3↑＋HCl；  NH4HCO3NH3↑＋H2O＋CO2↑（2）与碱溶液反应   NH4＋＋OH－NH3↑＋H2O3．NH的检验未知液加入强碱共热，产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，则证明含NH4＋。【硝酸 酸雨及防治】一．硝酸1．物理性质：无色、易挥发、有刺激性气味的液体。2．化学性质（1）不稳定性化学方程式：4HNO3(浓)2H2O＋4NO2↑＋O2↑。（2）强氧化性硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。a．与金属反应稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(填化学方程式，下同)。浓硝酸与铜反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。【注意】常温下，铁、铝遇浓HNO3会发生钝化，所以可用铁或铝制容器来盛装浓HNO3。b．与非金属反应浓硝酸与C反应：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。c．与还原性化合物反应硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等还原性物质。稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 3．硝酸的工业制备写出下列反应的化学方程式：(1)氨在催化剂、加热条件下氧化为NO：4NH3＋5O24NO＋6H2O。(2)NO被空气氧化为NO2：2NO＋O2===2NO2。(3)NO2溶于水制备HNO3：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。4．用途硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造化肥、农药、炸药、染料、盐类等。二.二氧化硫和二氧化氮对大气的污染1.空气中SO2和NO2的主要来源（1）煤、石油和某些金属矿物中含有硫或含硫化合物；（2）汽车尾气中除含有氮氧化物外，还含有一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、含铅化合物和颗粒等，严重污染大气，破坏环境。2.危害（1）SO2和NO2是主要的大气污染物，它们能直接危害人体健康，引起呼吸道疾病；（2）溶于水形成酸雨； （3）氮氧化物的危害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，产生了一种有毒的烟雾。②酸雨：NOx排入大气中，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。③破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。④NO与血红蛋白结合使人中毒。3.酸雨的危害及防治措施（1）酸雨是指pH〈5.6的雨、雾等形式的降水，主要由大气污染物中硫、氮的氧化物所致。（2）形成原理①硫酸型酸雨  ②硝酸型酸雨    3NO2＋H2O===2HNO3＋NO     （3）危害①直接破坏农作物、草原、森林，使土壤、湖泊酸化；②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。（4）防治措施a．调整能源结构，发展清洁能源；b．研究煤的脱硫技术，改进燃烧装置和燃烧技术，减少二氧化硫和氮氧化物的排放；c．加强工厂废气的回收处理；d．改进汽车尾气的处理技术，控制汽车尾气的排放标准。