2022年高三化学知识点之氮及其化合物.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 精品小班课程辅导讲义讲义编号 2022 暑假 12HX01 辅导科目：化学年级：新高三课题氮及其化合物教学目标教学重点、难点NH3、NO 、NO 2 的性质；懂得硝酸与硝酸盐的性质；NH3、NO 、NO 2 的性质；懂得硝酸与硝酸盐的性质；1 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 教学内容一、考纲要求主题学习内容学习水平说明（1）氨的物理性质和化学性氨B 质（2）工业合成氨的原理一些元素的单质和氮铵盐B （1）铵根离子与碱溶液的反化合物应（2）铵盐的不稳固性氮肥A （1）

2、常见氮肥： 铵盐（NH 4Cl、NH 4NO 3、NH 4HCO 3）二、学问梳理（一）氮气1氮元素在自然界中的存在形式 ：既有游离态又有化合态空气中含 N 2 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行缺少的元素2氮气的 物理性质 ：纯洁的氮气是无色气体,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 分子结构 ：氮分子 N 2的电子式为,结构式为NN由于 N 2 分子中的NN 键很坚固,所以通常情形下,氮气的化学性质稳固、不活泼4氮气的 化学性质 ：N 2 与 H2 化合生成 NH

3、3 N 2 +3H 2 2NH 3说明 该反应是一个可逆反应,是工业合成氨的原理放电N 2 与 O2 化合生成 NO ：N2 + O2 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 用途 ：合成氨,制硝酸；代替稀有气体作焊接金属时的爱护气,以防止金属被空气氧化；在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发；储存粮食、水果等食品,以防止腐烂；医学上用液氮作冷冻剂,以便在冷冻麻醉下进行手术；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 O22NO22、二氧化氮：红棕色有刺

4、激性气味气体,溶于水生成硝酸和一氧化氮；2 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3NO 2H 2O2HNO 3NO 2NO 2N 2O4（无色）【特殊提示】 ：通常“ 纯洁”的 NO 2 或 N2O4 并不纯, 由于在常温、 常压下能发生2NO 2垐 . 噲 .N2O4 反应；由于此可逆反应的发生,通常试验测得 物质的量的气体体积要小；此外涉及NO 2 的相对分子质量大于它的实际值,或在相同条件下,比相同 NO 2 气体的颜色深浅、压强、密度等要考虑此反应；因而可逆反应2NO 2 垐 . 噲 .N 2O4 在解化学题中

5、有很重要的应用；【光化学烟雾】NO、NO 2 有毒,是大气的污染物空气中的 NO 、NO 2 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NO 2 在紫外线照耀下,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,NO 2 是造成光化学烟雾的主要因素光化学烟雾刺激呼吸器官,使人生病甚至死亡留意：关于氮的氧化物溶于水的几种情形的运算方法；NO 2 或 NO 2 与 N2（或非 O2）的混合气体溶于水时可依据：3NO2H 2O 2HNO 3NO 利用气体体积变化差值进行运算；NO 2 和 O2 的混合气体溶于水时,由4NO 22H 2OO24HNO 3 可知,当体积比

6、为 4：1,恰好完全反应VNO 2：VO 2 4：1, NO 2 过量,剩余气体为 NO 4：1,O2 过量,乘余气体为 O2 NO 和 O2 同时通入水中时,其反应是：2NO O22NO2 ,3NO 2H2O 2HNO 3NO ,总反应式为：4NO2H2O3O24HNO 3 当体积比为4：3,恰好完全反应VNO ：VO 2 4：3,NO 过量,剩余气体为 NO 4：3,O2 过量,乘余气体为 O2NO、 NO 2、O2 三种混合气体通入水中,可先按求出 NO 2 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,再按方法进行运算；（三）硝酸1物理性

7、质 ：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 质量分数为98以上的浓硝酸挥发出来的HNO 3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化学性质 ：具有 酸的通性 例如：CaCO3 + 2HNO 3稀 CaNO 32 + CO 2 + H 2O 试验室制 CO 2 气体时,如无 稀盐酸可用稀硝酸代替 不稳固性 HNO 3 见光或受热发生分解,HNO 3 越浓,越易分解硝酸分解放出的 NO 2 溶于其中而使硝酸呈 黄色 有关反应的化学方程式为：3 名师归纳总结 -

8、 - - - - - -第 3 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4HNO 3加热或光照2H 2O + 4NO 2 +O 21、HNO 3 具有酸的通性；2、HNO 3 具有强氧化性,表现在能与多数金属、非金属、某些仍原性化合物起反应；强氧化性 ：不论是稀HNO 3 仍是浓 HNO 3,都具有极强的氧化性HNO 3 浓度越大,氧化性越强其氧化性表现在以下几方面：a几乎能与全部金属 除 Hg、Au 外反应当 HNO 3 与金属反应时,HNO 3 被仍原的程度 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仍原性的强弱对于同一金属单质而言,HNO 3 的浓度越小

9、,HNO 3 被仍原的程度越大,氮元素的化合价降低越多一般反应规律为：金属 + HNO 3浓 硝酸盐 + NO 2+ H2O 金属 + HNO 3稀 硝酸盐 + NO+ H 2O 较活泼的金属 如 Mg、Zn 等 + HNO 3极稀 硝酸盐 金属与硝酸反应的重要实例为：3Cu + 8HNO 3稀 3CuNO 32 + 2NO + 4H 2O + H 2O + N 2O 或 NH 3等 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 NO 2；试验室通常用此反应制取 NO 气体 Cu + 4HNO 3浓 CuNO 32 + 2NO 2

10、 + 2H 2O 该反应较猛烈,反应过程中有红棕色气体产生此外,随着反应的进行,硝酸的浓度慢慢变稀,反应产生的气体是 NO 2、NO 等的混合气体b常温下 ,浓 HNO 3 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,但要留意密封,以防止硝酸挥发变稀后与铁、铝反应与浓硫酸相像 c浓 HNO 3 与浓盐酸按体积比 1 3 配制而成的混合液叫 王水 王水溶解金属的才能更强,能溶解金属 Pt、Au d能把很多非金属单质 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 + 4HNO 3浓 CO2 + 4NO 2

11、 + 2H 2O e能氧化某些具有仍原性的物质,如 H 2S、SO2、Na2SO3、HI 、HBr 、Fe2等应留意的是,NO 3无氧化性,而 当 NO 3在酸性溶液中时,就具有强氧化性例如,在 FeNO 32 溶液中加入盐酸或硫酸,因引入了H而使 Fe2被氧化为 Fe3；又如,向浓 HNO 3 与足量的 Cu 反应后形成的 CuNO 32 中再加入盐酸或硫酸,就剩余的 Cu 会与后来新形成的稀 HNO 3 连续反应f能氧化并腐蚀某些有机物,如皮肤、衣服、纸张、橡胶 等因此在使用硝酸 特殊是浓硝酸 时要特殊小心,万一不慎将浓硝酸弄到皮肤上,应立刻用大量水冲洗,再用小苏打或肥皂液洗涤3储存方法硝

12、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,试验室储存硝酸时,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4 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 特殊提示 ：有硝酸参与的氧化仍原反应的运算：（1）单质与硝酸的反应,分析争论是金属仍是非金属,如为金属参与的反应硝酸分为两部分,一部分作氧化剂,另一部分起酸性生成硝酸盐,应先确 定未被仍原的硝酸,再由电子得失守恒求解；如为非金属单质与硝酸反应时,硝酸全部被仍原；（ 2）C

13、u 与 HNO 3 的反应中随着反应的进行浓度逐步变小,产物由 样懂得并分析：反应的硝酸在产物中共三部分：CuNO 32 HNO 3NO 2 变成 NO ,最终为混合气体；可以这被仍原的硝酸无论生成 NO 仍是 NO 2 均为一个 N 原子与一个 HNO 3 的比例关系,即：被仍原的硝酸与气体的物质的量相等；而未被仍原的硝酸总是生成最高价金属的硝酸盐如 Cu NO 32,一个金属离子与金属离子最高价数个 HNO 3 成比例关系,即未被仍原的 HNO 3 与金属离子的最高价态数相等；（四）氨1 氨的 物理性质 ：氨是无色、有刺激性气味的气体,比空气轻；氨易液化在常压下冷却或常温下加压,气态氨转化

14、为无色的液态氨,同时放出大量热液态氨气化时要吸取大量的热,使四周的温度急剧下降；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,氨气可进行喷泉试验；氨对人的眼、鼻、喉等粘膜有刺激作用如不慎接触过多的氨而显现病症,要准时吸入新奇空气和水蒸气,并用大量水冲洗眼睛2氨分子结构 ：NH 3 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 ：与水反应 氨气溶于水时 氨气的水溶液叫氨水,大部分的NH 3分子与 H2O 分子结合成NH 3 H2O叫一水合氨 NH 3 H 2O 为弱电解质,只能部

15、分电离成NH 4和 OH：NH 4 + OHNH 3 + H 2ONH 3H2Oa氨水的性质 ：氨水具有弱碱性,使无色酚酞试液变为浅红色,使红色石蕊试液变为蓝色氨水的浓度越大,密度反而越小 是一种特殊情形 NH 3H2O 不稳固,故加热氨水时有氨气逸出：b氨水的组成 ：氨水是混合物 液氨是纯洁物 ,其中含有 3 种分子 NH 3、NH 3 H2O、H 2O和 3 种离子 NH 4和 OH、极少量的 H c氨水的储存 方法：氨水对很多金属有腐蚀作用,所以不能用金属容器盛装氨水通常把氨水盛装在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里d有关氨水浓度的运算：氨水虽然大部分以NH 3 H 2O 形式存

16、在,但运算时仍以NH3 作溶质与酸反应 ：NH 3 + HCl NH 4C1 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 NH 3 + HCl NH 4C1 （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 NH 3 与盐酸挥发出来的 HCl 化合生成的 NH 4C1 晶体小颗粒 ）b氨气与 不挥发性酸 如 H 2SO4、H3PO4 等反应时,无白烟生成仍原性NH 3 分子中氮元素呈3 价,具有仍原性,能在肯定条件下与 O2、Cl 2、CuO 等反应,被它们氧化：催化剂a跟氧气反应：4NH 3 +

17、5O 2 4NO + 6H 2O （催化剂：铂铑合金或三氧化二铬）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跟氯气反应 检查氯气是否泄漏 ：2NH 3 + 3Cl 2 N 2 + 6HCl 8NH 3 + 3Cl 2 N 2 + 8 NH 4Cl 跟氧化铜反应：4氨气的 用途 ：是氮肥工业及制造硝酸、铵盐、纯碱的原料；是有机合成工业如合成纤维、塑料、染料、尿素等的常5 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 用原料；用作冰机中的制冷剂【铵盐】铵盐是由铵离子NH 4和酸根阴离子组成的离子化

18、合物 铵盐都是白色晶体,都易溶于水1铵盐的 化学性质 ：受热分解固态铵盐受热都易分解依据组成铵盐的酸根阴离子对应的酸的性质的不同,铵盐分解时有以下三种情形：a组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是非氧化性的挥发性酸时,就加热时酸与氨气同时挥发,冷却时又重新化合生成铵盐；例如：NH 4Cl固 NH 3 + HCl NH 3 + HClNH 4Cl 试管上端又有白色固体附着 又如：NH 42CO3 2NH 3 + H 2O + CO 2NH 4HCO 3 NH 3 + H2O + CO 2b组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是难挥发性酸,加热时就只有氨气逸出,酸或酸式盐仍残留在容器中如：NH 42SO4 NH

19、4HSO4 + NH 3NH 4 3PO4 H 3PO4 + 3NH 3c组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是氧化性酸,加热时就发生氧化仍原反应,无氨气逸出例如：NH 4NO3 N 2O + 2H 2O 跟碱反应铵盐的通性固态铵盐+ 强碱 NaOH 、KOH无色、有刺激性气味的气体潮湿的红色石蕊试纸试纸变蓝色 例如：NH 3 + H 2O NH 42SO4+2NaOH Na2SO4 + 2NH 3 + 2H 2O NH 4NO3+NaOHNaNO 3 + NH 3 + H 2O 说明： a如是铵盐溶液与烧碱溶液共热, 就可用离子方程式表示为：NH 4+ OHb如反应物为稀溶液且不加热时 ,就无氨气逸

20、出, 用离子方程式表示为：NH 4+ OHNH3H2O c如反应物都是固体时,就只能用化学方程式表示2氮肥的存放和施用铵盐可用作氮肥由于铵盐受热易分解,因此在贮存时应密封包装并存放在阴凉通风处；施用氮肥时应埋在土下并准时灌水,以保证肥效【铵盐 NH 4的检验】将待检物取出少量置于试管中,加入NaOH 溶液后,加热,用潮湿的红色石蕊试纸在管口检验,如试纸变蓝色,就证明待检物中含铵盐NH 4NH 3 + H2O NH 4+ OH【氨气的试验室制法】1反应原理：固态铵盐 如 NH 4Cl、NH 42SO4 等与消石灰或生石灰 混合共热：2NH 4Cl+CaOH 2 CaCl2 + 2NH 3 + 2

21、H 2O 2发生装置类型：固体 +固体 气体型装置 与制 O2 相同 3干燥方法： 常用 碱石灰 CaO 和 NaOH 的混合物 作干燥剂 不能用浓 H 2SO4、P2O5 等酸性干燥剂和 CaCl2干燥氨气,由于它们都能与氨气发生反应CaCl 2 与 NH 3 反应生成 CaCl 2 8NH 34收集方法：只能用向下排气法,并在收集氨气的试管口 放一团棉花 ,以防止氨气与空气形成对流而造成6 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 制得的氨气不纯5验满方法；将 潮湿的红色石蕊试纸 接近集气瓶口,如试纸变蓝色,就说明氨气已

22、布满集气瓶；将 蘸有浓盐酸的玻璃棒 接近集气瓶口,有白烟产生,说明氨气已布满集气瓶留意 制氨气所用的铵盐不能用 NH 4NO 3、NH 4HCO 3、 NH 42CO3 等代替,由于 NH 4NO 3 在加热时易发生爆炸,而 NH 4HCO 3、NH 42CO3 极易分解产生 CO 2 气体使制得的 NH 3 不纯消石灰不能用 NaOH 、 KOH 等强碱代替,由于 NaOH 、KOH 具有吸湿性,易潮解结块,不利于生成的氨气逸出,而且 NaOH 、 KOH 对玻璃有猛烈的腐蚀作用NH 3 极易溶于水,制取和收集的容器必需干燥试验室制取氨气的另一种常用方法：将生石灰或烧碱加入浓氨水中并加热或直

23、接加热浓氨水,有关反应的化学方程式为：CaO + NH 3H2OCaOH 2 + NH 3NH 3H2ONH 3 + H 2O 加烧碱的作用是增大溶液中的OH浓度, 促使 NH 3 H2O 转化为 NH 3,这种制氨气的发生装置与实验室制 Cl 2、HCl 气体的装置相同特殊提示 ：制氨气所用铵盐不能用硝铵、碳铵；因加热过程中 NH 4NO 3 可能发生爆炸性的分解反应,发生危急；而碳铵受热极易分解产生 CO2,使生成的 NH 3 中混有较多的 CO2 杂质；消石灰不能用NaOH 、KOH 代替,缘由是：a、NaOH 、 KOH 具有吸湿性、易结块,不利于产生 NH 3；b、在高温下能腐蚀大试管；因氨气比空气轻,易与空气发生对流,所以收集时,导气管应插入收集气体的试管底部邻近,管口塞一团干燥的棉花团,来防止 NH 3 与空气对流,确保收集到纯洁的氨气；制备 NH3也可以通过加热浓氨水的方法,利用 NH 3H2O NH 3 +H2O 原理制备；也可以利用往浓氨水中加入烧碱制备,原理：烧碱溶于水为放热反应,促进 NH 3 H2O 的分解,增大 cOH 使上述可逆反应向左移动,而产生 NH 3；7 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 7 页