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氮及其化合物（原创）
李军国
学习目标
1、 掌握N 2、NO、NO2的重要性质及其与环境的关系。
2、掌握氨的物理性质和化学性质。
3、了解铵盐的性质并掌握铵根离子的检验方法。
4、掌握硝酸的重要性质，理解浓、稀硝酸与金属反应的特点
知识要点
1、 氮在自然界中的循环
2、 氮气的结构和性质
1、 氮气的电子式________,两个氮原子间通过_______个共用电子对形成共价键，并破坏这种_________,需要_________,因此氮气化学性质不活泼很难和其他物质发生化学反应。
2、 氮气的化学性质
（1）氮气和氢气反应（反应方程式）________________________,反应条件__________。
（2）氮气和氧气反应（反应方程式）_______________________,反应条件__________。
三、氮的氧化物及其性质
1、 氮的氧化物简介
种类 物理性质 稳定性
NO ____色气体，____溶于水 中等活泼
NO2 ____色气体，____溶于水，有毒 较活泼，易发生二聚反应
N2O4 ____色气体 较活泼，受热___分解
2、 NO、NO2的性质、制法
(1) 完成下列化学方程式
① NO和氧气的反应：_____________________________，条件___________。
② NO2和N2O4的相互转化：_______________________，条件___________。因此反应在______下进行，故通常“纯净”的NO2或 N2O4并___纯。
③NO2和水反应：________________________。
④NO2和NaOH溶液反应：_______________________。
⑤硝酸工业用NaOH吸收尾气：_________________________。
（2）NO2具有较强的氧化性，能______SO2；能使湿润的淀粉KI试纸______。
（3）氮的氧化物溶于水计算的有关化学方程式
原理：2NO+O2 =2NO2 ………①
3NO2+H2O =2HNO3 + NO ………②
① x 3 + ② x 2可得反应方程式_____________________________。
① + ② x 2可得反应方程式______________________________。
① + ②可得反应方程式_______________________________。
（4）NO、NO2的制取
①实验室制取NO的化学方程式为__________________________；用______法收集。
②实验室制取NO2的化学方程式为_________________________；用______法收集。
四 氨气
1． 氨分子的结构
写出氨的化学式、电子式和结构式，_________________________。氨分子氮的化合价为____，分子中含有________（极性、非极性）键，键角为_____，分子构型为______，氨分子为_________（极性、非极性）分子。
1． 氨的物理性质
氨是没有颜色、有______气味的气体；密度比空气____；______溶于水且能快速溶解，在常温、常压下1体积水能溶解____体积氨。证明氨极易溶于水的实验是___________。
1． 氨的喷泉实验
（1）实验操作：
（2）实验观察到的现象：
（3）为什么能形成喷泉？
当挤压滴管的胶头，胶头滴管中的水进入烧瓶，氨迅速溶解，使烧瓶内______减小，在______作用下，烧杯内的水迅速进入烧瓶形成喷泉。
（4）能形成喷泉的其他气体与溶液组合：
1． 氨的化学性质
（1）氨与水反应
氨溶于水时，大部分NH3与H2O结合，形成NH3 H2O。NH3 H2O可以部分电离生成______和______，所以氨水显碱性，它能使酚酞试液变红。请写出有关方程式：__________________________。氨水的成分： 。
（2）氨与酸反应
【实验2】
①实验步骤：_____________________________；
②观察到的现象：__________________________________；
③实验结论：挥发性的强酸与氨气在空气中相遇便产生_________的现象，如HCl，HBr，HI、HNO3等遇氨气均有该现象产生，而H2SO4、H3PO4无此现象。
（3）氨的还原性
工业上利用氨在催化剂（如铂等）存在的情况下跟氧气反应来制取硝酸。写出有关化学方程式，并指出反应的氧化剂、还原剂。
__________________________________________________________________________
5、氨气的实验室制法
实验室一般用_____或_____与_____混合加热来制取氨气，不用硝铵或碳铵的原因是____________________；不用NaOH，KOH的原因是___________________________。
氨气的收集与验满：用_______收集，并用_________检验氨所是否收集满。
制备少量氨气可采用的其他简易方法： 。
五、铵盐
常见的铵盐有：______、______、______。铵盐是____溶于水的____色晶体。
（1）铵盐的受热分解
氯化铵、碳酸氢铵受热会发生分解反应，写出有关化学方程式。
（2）铵盐与碱反应
写出下列反应的化学方程式：
I．硫酸铵与氢氧化钠溶液反应；
II．硝酸铵与氢氧化钠溶液反应。
________________________________________________ ___________
铵盐遇碱会产生_________________,其离子方程式为_________________________。
（3） NH4+的检验方法：加浓碱液，加热，放出可使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。
NH4++OH-NH3↑+H2O
六、 硝酸
1.硝酸的物理性质:
纯净的硝酸是 色， 挥发，有 气味的液体,能以 溶于水,常用浓硝酸的质量分数约为 ,质量分数98%的硝酸叫做 硝酸,硝酸是一种重要的化工原料,可用于制造 ， ， 和 等.
2.硝酸的化学性质
(1) 强酸性：
硝酸的电离方程式为 具有酸的通性.
(2)不稳定性：
硝酸在 条件下即可分解,化学方程式为 ,常见浓硝酸显 色,原因是 ,故浓硝酸应保存在 .
(3)强氧化性：
<1>.与金属反应：
a.常温下,浓硝酸可使 ， 表面形成致密的氧化膜而发生
b.一定条件下硝酸能与除铂以外的多数金属反应,通常浓硝酸反应后生成的气体主要是
, 稀硝酸反应后生成的气体主要是 ,分别写出铜与浓.稀硝酸反应的化学方程式： ,
稀硝酸与铜反应的离子方程式：
<2>与非金属单质反应:
浓硝酸与单质碳反应的化学方程式是
<3>硝酸与低价态化合物的反应
硝酸能氧化很多低价态的化合物,如 .所以在酸性条件下NO3--与S2- SO32- I- Fe2+ (能否)共存于同一溶液中.
(4)与有机物反应:
<1>硝化反应: 例(用方程式表示)
<2>酯化反应: 例(用方程式表示)
<3>颜色反应: 硝酸与 而显示 色,以此可用于检验 的存在.
【典型例题】
例1、将盛有12mlNO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2ml无色气体，则原混合气体中O2的体积是 （ ）
A．1.2ml B.2.4ml C.3.6ml D.4ml
例2 、现有下列物质;①氯水 ②氨水 ③浓硝酸 ④NaOH ⑤溴,其中必须保存在棕色瓶中的是 （ ）
A. 全部 B.①③⑤ C.①③ D.①②④
例3、将1.92gCu粉与一定量的浓硝酸反应,当Cu粉完全作用时,收集到气体1.12L(标况),则所消耗硝酸的物质的量是 （ ）
A. 0.12mol B. 0.11mol C.0.09mol D.0.08mol
例4、向KNO3溶液中加入少量浓盐酸,然后分成等量的三份,第一份滴入淀粉碘化钾溶液,溶液将变成 色,第二份加入小铜片,反应的离子方程式为
第三份加入少量的AgNO3溶液,将看到有 生成.
例5、在标准状况下，用以下气体做喷泉实验，请根据情况，填写烧瓶中溶液的物质的量浓度（假设烧瓶中溶质不能扩散出来）。
（1）用氯化氢气体做喷泉实验，喷泉结束后，水充满烧瓶，则溶液的物质的量浓度为_______；
（2）用NH3做喷泉实验，喷泉结束后，水充满烧瓶，则溶液的物质的量浓度为_______；
（3）用NO2气体做喷泉实验，喷泉结束后，水充至烧瓶容积的2/3处，则溶液的物质的量浓度为________；
（4）用NO2和O2按4 ：1体积比混合，喷泉结束后，水充满烧瓶，则溶液的物质的量浓度为________；
【反馈训练】
1、实验室制备下列气体，只能用排水法收集的是 （　）
A．NO2 B．NO C．O2 D．Cl2
2．下列气体能造成空气中光化学烟雾污染的是 （ ）
A．CO B．SO2 C．NO2 D．Cl2
3．盛满等体积NO和NO2的混合气体的试管，倒置在水槽中，反应完毕后，液面上升的高度是试管的 （ ）
A．1/2 B．1/3 C．2/3 D．5/6
4．上世纪80年代后期人们逐渐认识到，NO在人体内起着多方面的重要生理作用。下列关于NO的说法不正确的是 （ ）
A．NO分子中有极性共价键 B．NO造成光化学烟雾的因素之一
C．NO汽车尾气的有害成分这一 D．NO分子所含电子总数为偶数
5．同温同压下,在三支相同体积的试管里分别充有等体积混合的两种气体,它们是①NO和NO2,②NO2和O2,③NH3和N2。现将3支试管均倒置于水槽中,充分反应后,试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列关系中正确的是 （ ）
A．V1>V2>V3 B．V1>V3>V2 C．V2>V3>V1 D．V3>V1>V2
6、用铜锌合金制成的假金元宝骗人的事件屡有发生，下列不易区别其真伪的方法是（ ）
Ａ．测定密度　　　Ｂ．放入硝酸中　　Ｃ．放入盐酸中　　Ｄ．观察外观
7．为了除去镀在铝表面的铜镀层，可选用的试剂是（ ）
Ａ．稀硝酸　　Ｂ．浓硝酸　　Ｃ．浓盐酸　　　Ｄ．浓硫酸
8．在下列反应中，硝酸既表现氧化性又表现酸性的是　　（ ）
Ａ．Fe和HNO3 B. AI(OH)3和HNO3 C.H2S和HNO3 D.甲苯和硝酸
9.浅绿色的Ｆe(NO)2溶液中逐滴加入少量稀盐酸时,溶液的颜色变化是 （ ）
A.变浅 B.变为红色 C. 没有变化 D.变为黄色
10．某溶液能与Ａl片作用产生Ｈ２，则该溶液中可能大量共存的离子组是　　（ ）
Ａ.Na+ ＮO3— K+ Fe2+ B.Fe2+ Na+ CI- K+
C.K+ I- NO3- H+ D.NH4+ NO3- Na+ HCO3—
11.在铁铜的混合物中,加入一定量的稀硝酸并微热,充分反应后,剩余金属a g, 再向其中加入一定量的稀盐酸并加热,充分振荡后,还剩余金属b g ,则 （ ）
A.a可能等于b B.a一定等于b C.a可能小于b D.a一定大于b
12．1.92克铜投入一定量的浓硝酸中，铜完全溶解，生成气体颜色越来越浅，共收集到气体672ml（标况），将盛有此气体的容器倒扣在水中，容器内液面上升，再通入标况下一定体积的氧气，恰好使气体完全溶于水中，则通入的氧气的体积是（ ）
Ａ．５04ml B.168ml C.336ml D.224mL
13．某强酸性溶液中可能存在NO3- .CI- .I- .Fe3+ 中的一种或几种,向该溶液中加入溴水,单质溴被还原,由此推断该溶液中 （ ）
A.不含NO3-,也不含Fe3+. B.含有NO3- I- CI-
C.含I-但不能确立是否含CI- D.含有Fe3+
14.某金属单质能与足量浓硝酸反应,放出NO2气体,若参加反应的金属单质与硝酸的物质的量之比为1：ａ,则该金属元素在反应后生成的硝酸盐中的化合价是 （ ）
A.+2a B.+a C.+a/2 D.+a/4
15.在某100ml混合溶液中,硝酸和硫酸的物质的量浓度分别为0.4mol/L和0.1mol/L,向该混合溶液中加入1.92克铜粉,加热待充分反应后,所得溶液中的Cu2+的物质的量浓度(mol/L)是（ ）
A.0.15 B.0.225 C.0.35 D.0.45
16.火箭起飞时看到一级火箭的中部会冒出红棕色的气体，这是为了保证贮箱安全,由保险门自动开启所排出的部分氧化剂变化而来的。用你学过的知识推测以下反应可能发生的是 ( )
A.N2 + O2 = 2NO 2NO + O2 = 2NO2 B.N2O4 2NO2
C.N2 + 4CO2 = 2NO2 + 4CO D.N2 + 4H2O = 4H2 + 2NO2
17．大气污染是环境污染的一个重要方面，常见的大气污染分一次污染和二次污染，二次污染是排入环境中的一次污染物在物理化学因素或生物作用下发生变化，或与环境中其他物质发生反应生成新的污染物，如2NO + O2 = 2NO2就是二次污染物，由NO2导致的污染就是NO的二次污染。下列物质：①SO2；②NO；③NO2；④HCl；⑤CO2
不易导致二次污染的是 （ ）
A．①②③④⑤B．①③⑤C。④和⑤D．只有④
18.铜与浓硝酸反应产生气体,用排水法收集aL此气体(标况),从理论上讲,被还原的硝酸的物质的量是下列中的 （ ）
A. a/22.4 mol B.a/11.2 mol C.3a/22.4 mol D.3a/11.2 mol
19.铜跟1mol/L的硝酸反应,若NO3-的浓度下降0.2mol/L,则H+ 的浓度下降为 （ ）
A. 0.2mol/L B.0.4mol/L C.0.6mol/L D.0.8mol/L
20.单质跟浓硝酸反应时,每有0.25moL单质反应就消耗1mol硝酸,则单质被氧化后的化合价可能是 （ ）
A.+1 B.+2 C.+3 D.+4
21.含n克硝酸的溶液,恰好与m克铁完全反应,若有n/4克硝酸被还原,则ｎ：ｍ不可能是（ ）
Ａ．１：１　　　　　Ｂ．３：１　　　　　Ｃ．３：２　　　　Ｄ．９：２
22．下列事实可证明氨水是弱碱的是 （ ）
A．氨水能跟氯化亚铁溶液反应生成氢氧化亚铁
B．铵盐受热易分解
C．0．1 mol L-1氨水可以使酚酞试液变红
D．0．1 mol L-1氯化铵溶液的PH约为5
23．将32.64克铜与140ml一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解,产生的NO和NO2的混合气体在标况下的体积为11.2L,请回答:
（1）NO的体积为 L; NO2的体积为 L.
（2）待产生的气体全部释放后,向溶液中加入Vml amol/L的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化为沉淀,则原硝酸溶液的浓度为 mol/L
24．实验室制氨气通常有三种方法：①用固体氢氧化钙和氯化铵反应，装置同课本；②称取7.9g碳酸氢铵固体放入试管内，再加入8g氢氧化钠固体，常温下即能产生氨气，装置如图中甲；③在锥形瓶中注入50mL浓氨水，再加入10g氢氧化钠固体，装置如图中乙，选取三个250mL干燥的烧瓶及瓶塞，用于收集三种制法的氨气。请填空：
（1）写出②法制取氨气的化学方程式_________________________________。
（2）说明用③法制取氨气的原理___________________________________。
（3）检验氨气已收集满的方法_______________________；
（4）集满氨气的烧瓶做喷泉实验，装置如图中丙（烧杯内盛酚酞溶液），其现象是_____
________________。
25． 喷泉实验是一个有趣实验。现有250mL的烧瓶充满某种气体进行实验。设玻璃导管长35cm，胶头滴管中可挤出0.50mL水。
（1）0．50mL水中至少能溶解多少毫升该气体（标准状况），水才能从尖嘴管喷出（假设水面保持不变）？
（2）下列气体能做成喷泉实验的是____。
气体 A B C D E
溶解度（标况） 2．6 40 5．8 10．2 23．1
（3）假设NO2能进行喷泉实验，实验后该烧瓶中溶液的物质的量浓度为多少？
【参考答案】
例1.AD例2.B例3.B例4.蓝 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO+4H2O 白色沉淀 例5. （1）0.045mol/L（2）0.045mol/L（3）0.045mol/L（4）0.036mol/L
1. B 2. C 3. B 4. D 5. B 6. D 7. B 8. A 9. D 10. B 11.D 12. C 13. AC 14. C
15. B 16. B 17. D 18. C 19. D 20. BD 21. A 22. CD
23. (1) 5.828 5.576 (2) (av*10-3+0.5)/0.14
24. (1)NH4HCO3+2NaOH=Na2CO3+NH3+2H2O(2)加入氢氧化钠后增大了OH-的浓度，使平衡向生成氨气的 方向移动。（3）湿润的 红色石蕊试纸（4）形成红色喷泉。
25.（1）8.7ml（2）BE(3)0.045mol/L
1、存在
游离态（单质）：_______，
______态：存在于动植物体、土壤和水体中。
自然固氮
通过豆科作物的________把空气中的氮气转化为________
2、氮的固定
高能固氮______________
人工固氮
化学固氮：反应的方程式________________________
仿生固氮
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