专题7 氮与社会可持续发展——【期末复习】高一化学单元复习知识点梳理（苏教版2019必修第二册）

这是一份专题7 氮与社会可持续发展——【期末复习】高一化学单元复习知识点梳理（苏教版2019必修第二册），共4页。试卷主要包含了氮元素的存在，氮分子的结构，氮气的化学性质，氮氧化物的应用等内容，欢迎下载使用。
专题7 氮与社会可持续发展考点1 氮分子的结构和性质1．氮元素的存在既有游离态，也有化合态，大部分氮元素以游离态的氮气分子形式存在于空气中。2．氮分子的结构氮气分子是由两个氮原子通过共用三对电子结合而成，氮气分子存在氮氮三键。氮气分子的电子式为，结构式为N≡N。 3．氮气的化学性质氮气的化学性质稳定，通常情况下不易发生反应。在放电或高温条件下，氮气可与氧气化合，化学方程式为N2＋O22NO。氮气表现为还原性。镁能在氮气中燃烧，化学方程式为3Mg＋N2Mg3N2。氮气表现为氧化性。氮化镁易水解，水解方程式为：Mg3N2+6H2O=2Mg(OH)2+2NH3↑考点2 氮的固定1．氮的固定的定义及分类将空气中游离态的氮转化成含氮化合物叫做氮的固定。氮的固定主要有自然固氮和人工固氮两种方式。2．自然固氮（1）生物固氮：自然界中的一些微生物种群（如豆科植物的根瘤菌）将氮气通过化学过程转化为含氮化合物。豆科植物的根瘤菌能将空气中的游离态氮转化为化合物形态的氨（或铵态氮肥）。（2）高能固氮：通过闪电、火山爆发等途径产生含氮化合物。（3）“雷雨发庄稼”涉及的反应过程：N2＋O22NO、2NO＋O2=2NO2、3NO2＋H2O=2HNO3＋NO3．人工固氮——合成氨工业上合成氨的反应为N2+3H22NH3。合成氨的原料是氮气和氢气，该反应放出大量的热，工业上用来预热原料气，合成氨达到平衡时，混合气体中氨的含量为20%左右，分离出氨后，将未反应的氮气和氢气送回合成塔循环使用。考点3 氮的氧化物1．氮的氧化物氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1～＋5价都有对应的氧化物。化合价+1+2+3+4+5氧化物N2ONON2O3NO2N2O4N2O5其中N2O3、N2O5属于酸性氧化物。2．一氧化氮（1）一氧化氮是一种无色、无味、有毒的气体，微溶于水。（2）NO的化学性质：①NO易被空气氧化，化学方程式为2NO＋O2=2NO2，实验室收集NO时，应该用排水法。②NO既不与酸也不与碱反应，既不是酸性氧化物也不是碱性氧化物。③NO与O2的混合气体通入水中，发生的反应为：4NO+3O2+2H2O=4HNO3。（3）NO的鉴别方法：NO与空气接触，观察到有红棕色气体生成。3．二氧化氮（1）二氧化氮是一种红棕色，有刺激性气味的有毒气体，能与水反应。（2）NO2的化学性质：①NO2与水反应的化学方程式为3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，实验室收集NO2时，应该用向上排空气法。②NO2气体一般用NaOH溶液吸收，化学方程式为：2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O，该反应是歧化反应。③NO2与O2的混合气体通入水中，发生的反应为：4NO2+O2+2H2O=4HNO3。④NO与NO2按1:1与NaOH溶液反应化学方程式为：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O，该反应是归中反应。（3）鉴别NO2气体的方法：①观察颜色为红棕色；②通入水中，得到无色溶液，剩余气体为无色；③用湿润的KI-淀粉试纸检验，试纸变蓝色。4．氮氧化物的应用大气中的NO和NO2达到一定浓度时会对人体造成伤害，能引发上呼吸道及肺部疾病，人体中极少量的NO有助于促进血关扩张，防止血管栓塞。二氧化氮在火箭燃料中用作氧化剂，在工业上可用来制造硝酸。考点4 氨气1．物理性质氨气是无色、有刺激性气味、密度比空气小，极易溶于水的气体，常温时，1体积水大约溶解700体积的氨气，氨易被液化。液态氨汽化时要吸收大量的热，使周围的温度急剧下降，因此液态氨在工业上常作制冷剂。2．化学性质（1）氨与水的反应①氨气溶于水形成的溶液称为氨水，氨分子大部分与水结合生成NH3·H2O，NH3·H2O部分电离成铵根离子和氢氧根根离子，因此氨水显弱碱性。化学方程式为：NH3＋H2ONH3·H2ONH+OH-。②检验氨气的方法是用湿润的红色石蕊试纸（或pH试纸）检验，试纸变蓝色。③氨水的成分和性质：氨水中含有的粒子有NH3·H2O、NH3、H2O、NH、OH－、H＋。NH3·H2O是一种一元弱碱，不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为：NH3·H2ONH3↑＋H2O。（2）氨与酸的反应①与浓盐酸反应：浓盐酸与浓氨水反应，有大量白烟生成，浓氨水与浓硝酸反应，也会出现相同的现象，该实验可用于NH3与挥发性酸（浓盐酸和浓硝酸）的互相检验。化学方程式：HCl＋NH3=NH4Cl、NH3＋HNO3=NH4NO3。②与硫酸反应：化学方程式：2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4。（3）与盐溶液的反应过量氨水与AlCl3反应的离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH。（4）NH3的还原性①NH3中的氮元素的价态为－3价，在一定条件下与氧化剂作用时作还原剂，表现为还原性。②NH3的催化氧化：在加热和催化剂作用下，氨气与氧气反应生成一氧化氮和水，并放出热，化学方程式为：4NH3＋5O24NO＋6H2O。这一反应叫氨的催化氧化，是工业制备硝酸的重要反应之一。③NH3在纯氧中燃烧能生成N2，4NH3＋3O22N2＋6H2O。④在一定条件下，NH3还能被Cl2、CuO等氧化。NH3与Cl2反应： 8NH3＋3Cl2=N2＋6NH4Cl，实验现象是有白烟生成，生产中用浓氨水检验氯气管道是否发生泄漏。NH3与CuO反应：2NH3＋3CuO3Cu+N2+3H2O。3．喷泉实验原理及应用（1）实验原理：烧瓶内外产生压强差，当烧瓶内压强明显小于外界压强时就会产生喷泉实验。（2）喷泉实验能否成功的关键因素：①盛气体的烧瓶必须干燥；②气体要充满烧瓶；③烧瓶不能漏气(实验前应先检查装置的气密性)；④所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应。（3）常见喷泉的形成主要有以下两类：①极易溶于水的气体(NH3、HCl、SO2等)与水可形成喷泉。②酸性气体(HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等)与NaOH(aq)也能形成喷泉。考点5 硝酸1．物理性质硝酸是一种无色，易挥发，具有刺激性气味的液体。能与水以任意比互溶。2．化学性质（1）硝酸是一元强酸，具有酸的通性。能使紫色的石蕊试液变红、与碱性氧化物反应、与某些盐反应、与碱反应。但硝酸与金属反应一般不产生H2。与碱性氧化物（如CaO）反应：CaO+2HNO3=Ca(NO3)2+H2O。与碱[如Ca(OH)2]反应：Ca(OH)2+2HNO3=Ca(NO3)2+2H2O。与某些盐反应，硝酸与CaCO3反应的化学方程式为：CaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+CO2↑+H2O。（2）不稳定性硝酸不稳定，见光或受热易分解，化学方程式为：4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。硝酸的保存方法：密封贮存在低温、避光处。市售硝酸常因溶有少量NO2略显黄色。（3）硝酸的强氧化性硝酸是一种氧化性很强的酸，能与大多数金属（除Au、Pt等少数金属以外）、许多非金属以及有机物发生氧化还原反应。①浓硝酸、稀硝酸分别与Cu的反应方程式：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。硝酸与金属反应时，硝酸表现为酸性（有金属盐生成）和强氧化性。铜与浓硝酸反应的实验现象：试管中铜片溶解，有红棕色气体产生，溶液变蓝色，集气瓶中收集到无色气体。铜与稀硝酸反应的实验现象：试管中铜片溶解，有无色气体产生，溶液变蓝色，集气瓶中收集到无色气体。②硝酸与非金属的反应C与浓硝酸反应的方程式：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。该反应中，硝酸表现为强氧化性。③常温下浓硝酸可以使铝、铁等金属发生钝化。可以用铝质或铁质容器盛放浓硝酸。④与其他还原性物质反应：硝酸与Fe2+、SO反应的离子方程式：3Fe2++4H++NO=3Fe3++NO↑+2H2O3SO+2H++2NO=3SO+2NO↑+H2O3．硝酸的用途硝酸是一种重要的化工原料，常用来制造氮肥、燃料、塑料、炸药、硝酸盐等。考点6 铵盐及其性质1．物理性质通常把铵根离子和酸根离子形成的离子化合物称为铵盐 ，它们多为无色、易溶于水的晶体。2．化学性质（1）不稳定性：铵盐不稳定，受热易分解。将少量氯化铵放入试管中，在酒精灯火焰上微热，实验现象：氯化铵白色固体消失，在试管上方有白色固体生成。化学方程式：NH4ClNH3↑＋HCl↑、NH3＋HCl=NH4Cl NH4HCO3分解的化学方程式为：NH4HCO3 NH3↑+CO2↑+H2O（2）与碱反应：铵盐溶液与NaOH溶液反应的离子方程式：①在稀溶液中不加热：NH＋OH－===NH3·H2O。②加热时或浓溶液：NH＋OH－NH3↑＋H2O。（3）铵盐的检验方法向铵盐中加入NaOH溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，若试纸变蓝，证明样品中含有NH。考点7 氨气的实验室制法1．反应原理加热固态铵盐和碱的混合物，一般加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物，反应的方程式为：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。2．实验装置（1）制取装置：如图所示（2）收集：向下排空气法。（3）验满方法：用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色。（4）NH3的干燥：碱石灰，不能用P2O5、浓H2SO4、CaCl2干燥。3．尾气处理（1）收集时，一般在管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，作用是：①防止NH3与空气对流，提高NH3的纯度和收集速度；②吸收多余的氨气，防止污染空气。（2）吸收多余氨气时，可用水或稀硫酸，要防止倒吸。4．实验室快速制取氨气的方法（1）浓氨水直接加热：氨气在水中的溶解度下降，同时NH3·H2O受热分解，产生氨气。反应方程式为：NH3·H2ONH3↑＋H2O （2）向浓氨水中加NaOH或CaO或碱石灰，NaOH等具有吸水性，使氨气从氨水中挥发出来。考点8 常见的氮肥及使用1．氮肥的分类氮肥主要有铵态氮肥、硝态氮肥和尿素。2．氮肥的使用（1）铵态氮肥的使用铵态氮肥在使用时注意两点：①低温保存，深施盖土，避免受热；②不可以跟碱性物质（如草木灰等）混合使用。（2）硝态氮肥：包括硝酸钠、硝酸钙等。NO不易被以带负电荷为主的土壤胶粒所吸附，在潮湿的土壤中流动性大，容易被植物吸收。硝态氮肥在土壤湿度大的情况下，硝酸根经微生物作用可还原成气体（NO、N2O 、N2）逸出，这种反硝化作用导致硝态氮肥的损失。（3）尿素：化学式为CO(NH2)2，是一种白色晶体，是固态氮肥含氮量最高的一种氮肥。工业上用二氧化碳和氨气在一定条件下合成尿素，反应方程式为：CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O。尿素是一种中性肥料，适用于各种土壤和作物。施用尿素后，土壤中的微生物将其吸收，使其水解成碳酸铵或碳酸氢铵，缓慢释放氨气被作物吸收利用。考点9 氮的氧化物对环境的污染1．氮氧化物的来源（1）氮氧化物（NOx）主要包括NO和NO2。（2）氮氧化物的来源：化石燃料的燃烧、硝酸生产和机动车辆尾气的排放是氮氧化物的主要来源。2．氮氧化物的危害与防治（1）形成酸雨：NO2形成酸雨的过程为3NO2＋H2O=2HNO3＋NO（用化学方程式表示）。（2）光化学烟雾：在日光照射下，NO2使氧气经过复杂的反应生成臭氧(O3)，臭氧与空气中的一些碳氢化合物在紫外线照射下发生作用后，产生了一种有毒的烟雾，人们称之为光化学烟雾。（3）减少汽车尾气危害的措施①以甲醇、液化气代替汽油；②安装汽车尾气净化装置，将NOx转化为中性、无污染的氮气；③使用液化天然气或高效燃料电池作为动力的新型环保汽车。汽车尾气净化装置里含Pd的金属催化剂，反应方程式为：2CO＋2NO2CO2＋N2。