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第16讲
氮及其化合物
诊断性评价
(2021·广东1月适应性测试，10)部分含氮物质的分类与相应氮元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是
A.a可经催化氧化生成b
B.b为红棕色，可转化为c
D.d的溶液与Cu反应可生成b或c
√

一.N2
氮的固定
自然固氮
人工固氮
生物固氮
仿生固氮
催化剂
高温、高压
N2 + 3H2 2NH3
N2+O2==2NO
放电
或高温
N2+3Mg==Mg3N2
点燃
以上反应表现了
N2的哪些性质？
游离态→化合态
氮气的结构
电子式、结构式
与哪一个分子互为等电子体
氮气的其他常见用途
文物馆将贵重文物保存在氮气中
医疗上，液氮是常见的冷冻剂
实验装置中经常通入氮气的目的
二.NO与NO2
NO NO2
颜色
状态
气味
密度
毒性
与水反应
与氧气反应
是否为酸性氧化物
信使分子
(修复神经元)
(扩张血管等)
NO抢占O2位点
(NO比CO更容易结合)
光化学烟雾
2N2H4 + N2O4 == 3N2 + 4H2O
N2O4 2NO2
点燃
火箭燃料
雷雨发庄稼对应的化学原理
除杂问题：NO(NO2);NO2(NO)
氮氧化物的尾气处理
碱液吸收
催化转化（用CO还原NO，用NH3还原NO2）
NA题考点（4.6 g NO2和N2O4混合气体中含有的氧原子数目）
平衡考点【2NO2(g) N2O4(g) △H ＜ 0 】
混合溶于水考点4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3
2CO＋2NO
三.HNO3
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，沸点为83 ℃，密度为1.42 g·cm-3
具有酸的通性
具有强氧化性
离子共存问题
Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O【14122】
3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O【38324】
浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO
以上反应，分别体现硝酸的什么性质？
待铜与硝酸反应停止后，再加入少量的稀硫酸，这时Cu片上又有气泡产生，原因是？
与非金属单质
反应
C + 4HNO3(浓)=CO2↑ + 4NO2↑ + 2H2O
△
自身发生氧还
4HNO3 =4NO2↑ + O2↑ + 2H2O
光照
加热条件下，你觉得Fe与HNO3反应的产物是什么，与反应物的量有什么关系？
常温下，浓硝酸与浓硫酸相似，也能使铝、铁表面形成致密的氧化膜而钝化，所以可以用铝质或铁质容器盛放浓硝酸。
硝酸在有机反应中的应用
苯的硝化反应（浓硝酸，取代反应）
甲苯的硝化反应（浓硝酸，取代反应）
丙三醇与硝酸合成硝酸甘油
含有苯环的蛋白质显色反应（浓硝酸，显色反应）
硝酸与硝基的关系
硝基能发生的典型反应是？
概念辨析
1.固氮反应一定属于氧化还原反应(　　)
2.N2与O2在放电条件下直接化合成NO2(　　)
3.可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物(　　)
4.利用AgNO3、CCl4和蒸馏水均可鉴别NO2和溴蒸气(　　)
5.NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象(　　)
√
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√
×
6.常温下，铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化(　　)
7.可用稀HNO3与FeS固体反应制取H2S(　　)
8.铜、碳分别与浓HNO3反应，都体现了浓硝酸的强氧化性和酸性(　　)
√
×
×
10.Cu在KNO3溶液和稀H2SO4中均不溶解，但能溶解在其混合液中(　　)
11.试管内壁上的银镜可用稀HNO3除去，也可用氨水除去(　　)
12.浓HNO3和氯水均用棕色试剂瓶保存，其原理相同(　　)
13.浓HNO3溅到皮肤上，皮肤会变黄(　　)
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四.NH3
电子式、结构式、极性、中心原子杂化类型、VSEPR模型
在配位化合物中经常做配体，N提供孤电子对
密度、气味、溶解性（易溶于水的原因、喷泉实验）、沸点
化学性质
碱性气体：与水反应
碱性气体：与酸性的氯化氢气体反应（白烟）,与CO2反应生成尿素
还原性气体：催化氧化【4546】
浓氨水检验氯气管是否漏气【8NH3＋3Cl2＝N2＋6NH4Cl】
实验室制备氨气
发生装置 除杂装置 收集装置 验满装置 尾气处理
反应原理？ 除杂试剂？ 收集方法？ 验满试剂？ 吸收试剂？
快速制备
NH3
五.NH3·H2O
碱性，Kb
不稳定性
微粒组成：三分子三离子
Al(OH)3的制备
银氨溶液的配制
铜氨络合离子的结构
NH3·H2O NH3↑＋ H2O
NH3·H2O NH4+＋OH
Kb=
[Ag(NH3)2]OH
在试管里加入 1 mL2% 的AgNO3 溶液，边振荡边逐滴滴入2%氨水
六.铵盐
铵态氮肥
NH4Cl
（俗称氯铵）
(NH4)2SO4
（俗称硫铵）
NH4HCO3
（俗称碳铵）
NH4NO3
（俗称硝铵）
都是无色或
白色晶体
易溶于水
NH4Cl===NH3↑＋HCl↑
△
NH4HCO3===NH3↑＋CO2↑＋H2O
△
3(NH4)2SO4===3SO2↑ + 6H2O↑+ 4NH3↑+ N2↑ （不要求）
△
铵态氮肥为什么不可以跟草木灰（主要成分为碳酸钾）混合使用？
适应在酸性土壤中生长的植物为什么优先使用铵态氮肥？
硝酸铵用作炸药，分解产物均为空气的成分
NH4+
NH3
与碱共热
NH3·H2O NH3↑＋ H2O
NH4+ ＋OH-
湿润的红色石蕊试纸
湿润的红色石蕊试纸变蓝
沾有盐酸的玻璃棒
有白烟生成
概念辨析
1.所有铵盐中N均呈－3价(　　)
2.NH4Cl和NaCl固体可用升华法分离(　　)
3.用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火，其原因是氯化铵分解吸收热量，降低了温度；氯化铵分解产生的气体隔绝了空气(　　)
4.草木灰(含K2CO3)与铵盐混用降低肥效(　　)
5.铵盐加热均易分解产生NH3(　　)
6.在实验室中，可用加热NH4Cl固体的方法制备氨(　　)
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7.加热盛有少量NH4HCO3固体的试管，并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，石蕊试纸变蓝，说明NH4HCO3显碱性(2017·全国卷Ⅱ,13B)(　　)
8.用烧碱处理含高浓度 的废水并回收利用氨(2017·天津，1D)(　　)
9.NH4HCO3受热易分解，因而可用作化肥(2019·江苏，3A)(　　)
10.氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀，反应中氨气被还原(2017·北京，8D)(　　)
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√
×
×
七.含氮物质的转化
(2022·河北三河市第一中学模拟)如图是氮元素形成物质的“价—类”二维图及氮循环的部分信息：
下列说法正确的是
①可通过雷电作用将b转化为c，这是一种固氮方式
②可通过加氧化剂将e转化为f
③a→c→d→f这几个反应中，均发生了N元素被氧化
的反应
④g只具有氧化性，还可能与碱发生反应
⑤将f转化为d必须选用合适的还原剂才能实现
⑥h可与f反应生成i
A.①③⑤⑥ B.②③④ C.①③⑥ D.①④⑤
√
(2022·石家庄高三模拟)下列关于自然界中氮循环(如图)的说法错误的是
A.①和②均属于氮的固定
B.氢、氧元素也参与了自然界中的氮循环
C.④中每生成1 mol ，消耗2 mol O2
D.③和⑤过程中氮元素分别被还原和氧化
√
终结性评价
1.(2022·江苏，8)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是
A.自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3
B.侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl
C.工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3
D.多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
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2.(2022·北京，12)某MOFs的多孔材料刚好可将N2O4“固定”，实现了NO2与N2O4分离并制备HNO3，如图所示：
下列说法不正确的是
A.气体温度升高后，不利于N2O4的固定
B.N2O4被固定后，平衡正移，有利于NO2的去除
C.制备HNO3的原理为：2N2O4＋O2＋2H2O===4HNO3
D.每制备0.4 mol HNO3，转移电子数约为6.02×1022
√
3.(2017·北京，12)下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是

① ② ③
A.由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体
B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸产生了反应
C.由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物
D.③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
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