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5.2　氮及其化合物
[课标要求]
1.了解自然界中的氮循环。2.了解N2的结构及性质。3.掌握NO、NO2的性质。4.认识氨的物理性质,掌握氨的化学性质。5.理解喷泉实验的原理。6.掌握氨的实验室制法。7.掌握铵盐的性质及N的检验。8.了解硝酸的性质。9.了解酸雨对生态环境的影响。
氮气
1.氮气的物理性质
氮气是一种　　色、　　味、密度与空气接近、　　溶于水的气体。
2.氮气的结构与化学性质
(1)N2的结构:N2的结构式为　　　　,氮氮三键很难断裂,化学性质很稳定。
(2)化学性质。
在　　　　　　等条件下,N2获得足够的能量,使　　　　断裂。写出N2与Mg、H2、O2反应的化学方程式:
①　　　　　　　　　　　　　　　　;
②　　　　　　　　　　　　　　　　;
③　　　　　　　　　　　　　　　　。
3.氮的固定:将大气中　　　　的氮转化为　　　　　　　　　　的过程。
(1)自然固氮:大自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气转化为含氮的化合物,或者通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨。
(2)人工固氮:人类通过控制条件,将氮气　　　　或　　　　为氮的化合物,最重要的人工固氮途径就是　　　　　　。
想一想1:NH3+HClNH4Cl是否属于氮的固定
[典例1] 下列关于氮元素的说法中,不正确的是(　　)
A.工业上氢气和氮气合成氨属于人工固氮
B.非金属单质氮气在化学反应中只能作氧化剂
C.氮元素在自然界有游离态和化合态
D.闪电时,大气中氮的氧化物的生成属于氮的固定
氮的氧化物
1.物理性质
物质 颜色 状态 气味 水溶性
NO 　　　色 气态 　　　 　　溶
NO2 　　　色 气态 　　　 　　溶
2.化学性质
(1)NO在空气中易转化为　　　　色的NO2,化学方程式为　　　　　　　　　　　　。
(2)NO2与H2O反应生成HNO3和NO,化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。
想一想2:如何除去一氧化氮中的二氧化氮
[典例2] 下列关于NO和NO2的说法正确的是(　　)
A.NO2是红棕色气体,与水反应生成硝酸,所以属于酸性氧化物
B.NO2不能由N2和O2直接化合得到
C.NO和NO2均既可以用排空气法收集又可以用排水法收集
D.NO在空气中可以长久的存在
氨
1.氨的物理性质
(1)氨是无色、有　　　　气味的气体,密度比空气的　　,很容易　　　　。
(2)氨极易溶于水:在常温常压下,1体积水大约可溶解 　　体积氨。可利用　　　　实验证明NH3极易溶于水。
2.氨的化学性质
(1)NH3与水反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。　
(2)NH3与酸反应生成铵盐。
①浓氨水挥发出的NH3与浓盐酸挥发出的　　　相遇形成　　　　,即NH4Cl晶体小颗粒,其反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。
②氨通入稀硫酸中反应的离子方程式为NH3+H+N。
(3)氨的催化氧化。
氨催化氧化制HNO3的系列反应的化学方程式依次为4NH3+5O24NO+6H2O, 　　　　　　　　,　。
3.氨水的性质
(1)具有　　性,能使石蕊溶液变　　。
(2)受热易分解,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。
想一想3:氨、液氨、氨水是否为同一种物质
[典例3] 下列有关氨的性质的叙述正确的是(　　)
A.氨不能在空气中燃烧
B.液氨是混合物
C.氨和酸相遇都能产生白烟
D.在反应NH3+H+ N 中,氨失去电子被氧化
铵盐
1.常见的铵盐
(1)　　　　　与　　　　　形成的化合物称为铵盐。
(2)农业上常用铵态氮肥,如NH4HCO3、(NH4)2SO4、NH4NO3等都属于铵盐,它们都是　　溶于水的晶体。
2.化学性质
(1)受热易分解。
①氯化铵受热分解:　　　　　　　　　　　　(化学方程式)。
②碳酸氢铵受热分解:　　　　　　　　　　　　(化学方程式)。
(2)与碱反应。
①固体反应:NH4Cl与NaOH反应的化学方程式为NH4Cl+NaOHNH3↑+NaCl+H2O。
②溶液中:
a.与强碱反应的离子方程式(加热)为N+OH-NH3↑+H2O。
b.与强碱(稀溶液)反应的离子方程式(不加热)为　　　　　　　　　　　　。
想一想4:根据铵盐的性质,分析应当怎样合理地储存和施用铵态氮肥
[典例4] (2024·深圳高一月考)下列关于氨和铵盐的说法中正确的是(　　)
A.NH3溶于水能导电,因此NH3为电解质
B.铵盐不稳定,受热分解均能产生NH3
C.铵盐所含氮元素均为-3价
D.氨能做喷泉实验的原因是氨极易溶于水
氨的实验室制法和N的检验
1.氨的实验室制法
(1)原理:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。　
(2)装置。
①发生装置:固体+固体气体(固固加热装置)。
②净化装置:通常用　　　　干燥氨,不能用五氧化二磷、　　　　和无水氯化钙干燥。
(3)收集方法:　　　　排空气法收集,试管口塞一团疏松的棉花团,目的是防止　　　　与空气形成对流,以收集到较纯净的氨。
(4)验满方法。
①方法一:用镊子夹住一片湿润的　　　　试纸放在试管口,若试纸变　　,说明已经收集满。
②方法二:用蘸取　　　　的玻璃棒靠近试管口,若有　　　　生成,说明已经收集满。
(5)尾气处理:多余的氨要吸收掉(可在导管口放一团用水或　　　　浸润的棉花球)以避免污染空气。在吸收时要防止　　　　,常采用的装置如图所示。
2.铵根离子的检验
(1)取少许样品与碱混合于试管中共热,将湿润的红色石蕊试纸靠近管口,若试纸变　　,则证明样品中含有N。
(2)取少许样品于试管中,放入碱后加热,用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,若有　　　　产生,则证明样品中含有N。
想一想5:能用加热NH4Cl分解的方法制取NH3吗
[典例5] 某实验小组用如图装置制取氨,下列有关制取氨的说法正确的是(　　)
A.甲装置中的试剂可以换为氯化铵固体
B.乙中的试剂可以是氨水和氧化钙固体
C.可以用排饱和氯化铵溶液收集氨
D.甲中的棉花可以换为橡胶塞塞住烧瓶口
硝酸
1.物理性质
颜色 状态 气味 特性
　　色 　　 有　　　气味 易　　
2.化学性质
(1)不稳定性,见光或者受热会分解:　　　　　　　　　　　　　　　　(化学方程式,下同),一般将浓硝酸保存在　　　　　　试剂瓶中,并放置在　　　　。
(2)强氧化性。
①与金属铜反应。
浓硝酸与Cu反应:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
稀硝酸与Cu反应:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②常温下,铁、铝遇浓硝酸　　　　。
③与木炭反应:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
想一想6:钝化是不发生反应吗
3.工业制硝酸
原理:将氨经过一系列反应得到硝酸,如图所示。
写出每步反应的化学方程式。
(1)　　　　　　　　　　　　。
(2)　　　　　　　　　　　　。
(3)　　　　　　　　　　　　。
(4)　　　　　　　　　　　　。
[典例6] 下列对于硝酸的认识,不正确的是(　　)
A.浓硝酸在见光或受热时会发生分解
B.金属与硝酸反应不产生氢气
C.可用铁和铝制品盛装冷的浓硝酸
D.铜与硝酸的反应属于置换反应
[课堂知识网络图]
氮元素“价—类”二维图
第二节　氮及其化合物
知识分点突破
知识点1
1.无　无　难
2.(1)N≡N　(2)高温或放电　N≡N　①3Mg+N2Mg3N2　②N2+3H22NH3　③N2+O22NO
3.游离态　氮的化合物　(2)氧化　还原　工业合成氨
想一想1
不属于。氮的固定指的是由游离态(单质)生成化合态(化合物)的过程。
[典例1] B　氮的固定是指游离态氮转化为化合态氮的过程,工业上氢气和氮气合成氨属于人工固氮,A正确;非金属单质氮气在化学反应中能作氧化剂,也能作还原剂,如氮气与氧气反应中,氮气作还原剂,B错误;氮元素在自然界有游离态(氮气)和化合态(铵态氮和硝态氮等),C正确;闪电时,大气中氮气转化为氮的氧化物属于氮的固定,D正确。
知识点2
1.无　无味　不　红棕　刺激性气味　易
2.(1)红棕　2NO+O22NO2　(2)3NO2+H2O2HNO3+NO
想一想2
将混合气体通过水即可除去。
[典例2] B　NO2是红棕色气体,与水反应生成硝酸和NO,NO2不属于酸性氧化物,故A错误;N2和O2在放电条件下反应生成NO,不能直接得到NO2,故B正确;NO与氧气反应,NO不能用排空气法收集,NO2能与水反应,NO2不能用排水法收集,故C错误;NO与氧气反应生成NO2,NO不能在空气中长久的存在,故D错误。
知识点3
1.(1)刺激性　小　液化　(2)700　喷泉
2.(1)NH3+H2ONH3·H2O　(2)①HCl　白烟
NH3+HClNH4Cl　(3)2NO+O22NO2　3NO2+H2O2HNO3+NO
3.(1)碱　蓝　(2)NH3·H2ONH3↑+H2O
想一想3
氨与液氨属于同种物质的不同状态,属于纯净物,氨水是氨的水溶液,属于混合物。
[典例3] A　氨在纯氧中可以燃烧,但是在空气中不能燃烧,故A正确;液氨是纯净物,故B错误;氨和挥发性酸挥发出的蒸气反应生成对应的盐产生白烟,若不是挥发性的酸则不会产生烟,故C错误;反应 NH3+H+N没有元素的化合价发生变化,不存在失去电子被氧化的粒子,故D错误。
知识点4
1.(1)铵根离子(N)　酸根离子　(2)易
2.(1)①NH4ClNH3↑+HCl↑　②NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑　(2)②b.N+OH-NH3·H2O
想一想4
储存铵态氮肥时,为了防止受热分解,应密封包装并放在阴凉通风处;施肥时应将铵态氮肥埋在土下,且不能与碱性物质(如草木灰)混用。
[典例4] D　NH3溶于水时,与水反应生成NH3·H2O,NH3·H2O发生电离而导电,NH3本身不电离,是非电解质,A错误;铵盐不稳定,受热易分解,但不是均能产生NH3,如硝酸铵在不同温度下分解时,能得到多种含氮产物,B错误;铵盐所含的N中的氮元素为-3价,硝酸铵所含的N中的氮元素为+5价,C错误;氨极易溶于水,喷泉实验中,氨迅速溶解在水中,使容器内压强减小,与外界产生压强差,使更多的水经导管进入容器内,产生喷泉,D正确。
知识点5
1.(2)②碱石灰　浓硫酸　(3)向下　氨　(4)①红色石蕊　蓝　②浓盐酸　白烟　(5)稀硫酸　倒吸
2.(1)蓝　(2)白烟
想一想5
NH4Cl分解产生的NH3和HCl遇冷会再次化合为NH4Cl,不能用于制取NH3。
[典例5] B　氯化铵加热分解为氨和氯化氢,氯化氢和氨遇冷又生成氯化铵,甲装置中的试剂若换为氯化铵固体,不能制取氨,故A错误;氧化钙和浓氨水混合放出氨,乙中的试剂可以是氨水和氧化钙固体,故B正确;氨极易溶于水,不能用排饱和氯化铵溶液收集氨,故C错误;甲中的棉花若换为橡胶塞塞住烧瓶口,空气无法排出,故D错误。
知识点6
1.无　液态　刺激性　挥发
2.(1)4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O　棕色　阴凉处　(2)①4HNO3(浓)+CuCu(NO3)2+2NO2↑+2H2O　8HNO3(稀)+3Cu3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O　②钝化　③C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
想一想6
钝化属于化学变化。
3.(1)N2+3H22NH3　(2)4NH3+5O24NO+6H2O　(3)2NO+O22NO2　(4)3NO2+H2O2HNO3+NO
[典例6] D　浓硝酸在见光或受热时会发生分解反应生成氧气、二氧化氮和水,A项正确;硝酸是氧化性酸,金属与硝酸反应不产生氢气,B项正确;常温下铁和铝在浓硝酸中钝化,因此可用铁和铝制品盛装冷的浓硝酸,C项正确;铜与硝酸反应生成硝酸铜、氮的氧化物和水,不属于置换反应,D项错误。

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