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1、第二节氮及其化合物知识梳理【氮气氮的氧化物】氮的原子结构氮元素位于第二周期、第VA族。氮原子最外电子层有5个电子,既不容易得到3个电子,也不容易失去5个电子。因此氮原子一般通过共见虹对与其它原子相互结合构成物质。常见的化合价有+1、+2、+3、+4、+5、3其氧化物有MO、No、N2Q3.NO2N2O.,N2O5共有六种,其中NOs是HM)3的酸好,NzQ3是HNo2的酸好(氮的氧化物都有毒)。2.自然界中的存在形态a.游离态:以氮分子的形式存在于空气中。b.化合态:存在于动植物体内的蛋白质中,以及土壤、海洋里的硝酸盐和俊盐中。一.氮气1 .物理性质纯净的附是一种无色无味的气体,难溶于水,在空
2、气中约占五分之四左右。2 .化学性质(1)常温下,NZ的化学性质丕活泼,可代替稀有气体作保护气体。原因:氮分子内两个氮原子间以共价三键结合,断开该化学键需要较多的能量,所以氮气的化学性质很稳定,通常难以与其它物质反应。(2)在放电条件或高温下氮气跟氧气化合生成一氧化氮n+q2no(3)镁在氮气中燃烧:3Mg+N2蟹Mg3N2;(4)人工合成氨:M+3出史蜀五察目iNH3;P17二.氮的固定和循环一游彳态N2(大气中,体积分数约为078)氮元素!髀一分为自然固氮和人工固氮化态动植物体内、土壤和水体中1 .氮的固定将游离态氮转变为化合态氮的过程叫氮的固定。雷雨天产生M)气体(1)自然固氮一工、r+
3、MH口趋Ea1S科植物根招菌固氮(2)人工固氮:工业合成氨。氮的氧化物NONO2物理性质颜色无色红棕色毒性有毒有毒溶解性不溶于水易溶于水化学性质与。2反应2N0+02=2N02不反应与H2O反应不反应3NO2+H2O=2I)O3+NO【氨和钱盐】一.氨的物理性质1无色刺激性气味有毒气体,密度比空气小。极易溶于水,常温下,1体积水大约可溶解700体积氨气。氨的水溶液叫做a水O氨易液化(液态的氨称为液氨)。液氨汽化时要吸收的量的热,使周围温度急剧下降,因此,液氨常用作制冷剂。2 .喷泉实验(1)喷泉实验的原理因为烧瓶内气体易溶于水或易与水反应,使瓶内压强减小,形成压强差,大气压将烧杯中的水压入烧瓶
4、而形成喷泉。(2)常见的能形成喷泉实验的气体和吸收剂如表:气体HC1NH3CO2、SO2、CI2、H2SN02+02吸收剂水或NaOH溶液水或盐酸浓NaOH溶液水二.氨气的化学性质NH:。一反应还原性_&-N2NO氨水(显碱性)与水反应1 .与水反应反应原理为NH3+H2OWNH3H2pNHj+0H,氨气溶于水得氨水,显碱性,氨水中含有的粒子有:NH3*H2OH2O、NH3、NHJ、0旷、此。N1比0为可溶性一元弱碱,不稳定,易分解,化学方程式为NF1-H/()4nH3f+己0。【注意】NH3是中学化学中唯的碱性气体,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,在推断题中作为解题突破口。氨水呈碱性,NH3-1
5、O属于一元弱碱,计算氨水的浓度时,溶质按NH3进行计算。2 .氨气与酸的反应蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近,其现象为有白烟生成,将浓盐酸改为浓硝酸,也会出现相同的现象。化学方程式为HC1+NHs=NH1C1.NH3+HNO3=NH1NO3Q3 .与盐溶液的反应过量氨水与A1Ch溶液反应的离子方程式:A1+3)F1O=A1(OH)3I+3NH.J。(氢氧化铝不溶于氨水)4 .氨气的还原性催化氧化:4N1+504N0+6H2。被CUO氧化:2N1+3CuO=3Cu+N?+3HQ。被氯气氧化:2NH3+3C1=N2+6HC1或8NH3+3CI2=N2+6NHCI5 .氨的用途液氨汽化时吸
6、收大量的热,故用作制冷剂。制氮肥、硝酸、铉盐、纯碱等。三.氨的实验室制法1 .制备装置2.反应原理及实验注意事项2NH4C1+Ca(OH)2=2NH31+CaC12+2H2O固体+固体气体(与用KCK)3和Mne)2制。2或用KMne)4制。2的装置相同)盛碱石灰的干燥管(不能用浓HzSO-CaCk)向下排空气法用湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变董色;将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,有处产生在集气管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花,可减小NH3与空气的对流速度,收集到纯净的NH33.其它实验室制取Vh的简易方法方法化学方程式(或原理)气体发生装置加热浓氨水NH3-H2O-NH3t+H2O浓氨
7、水+固体NaOHNaOH溶于水放热,促使NH3H2O分解,且O11浓度的增大也有利于Nth的生成UJ=浓氨水+固体CaOCao与水反应生成OFT,使溶剂(水)减少;且反应放热,促使N1HQ分解。化学方程式:NH3H2O+CaO=NH31+Ca(OH)2四.钱盐的性质及NH:的检验2 .钺盐的物理性质钱盐都是亘色固体,均易溶于水。3 .钱盐的化学性质(1)受热易分解NIhC1=NH:+HC1;NHIHeo+HQ+CO?t(2)与碱溶液反应NHj+OFF-阳3t+压04 .NH:的检验未知液加入强碱共热,产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体,则证明含NHJ。【硝酸酸雨及防治】一.硝酸1 .物理性质
8、:无色、易挥发、有刺激性气味的液体。2 .化学性质具有酸的通性(1)不稳定性化学方程式:4心。3(浓)2H2+4N(f+O2)。(2)强氧化性硝酸无论浓、稀都有强氧化性,而且浓度越大,氧化性越强。a.与金属反应稀硝酸与铜反应:3Cu+8HN0K稀)=3CU(No3+2M)f+4HzO(填化学方程式,下同)。浓硝酸与铜反应:Cu+4HN()3(浓)=Cu(W)2+2NO21+2心0。【注意】常温下,铁、铝遇浓HM)3会发生钝化,所以可用铁或铝制容器来盛装浓HNO3。b.与非金属反应浓硝酸与C反应:C+4HN0K*)=C021+4N()+2也0。c.与还原性化合物反应硝酸可氧化HS、SO2、Na2
9、S03HEFe?+等还原性物质。稀硝酸与FeSO1溶液反应的离子方程式:3Fe2+4H+NQr=3Fe3+N0t+2氏0。3 .硝酸的工业制备写出下列反应的化学方程式:催化剂(1)氨在催化剂、加热条件下氧化为NO:仆出+5。2言4N0+6H2。(2)No被空气氧化为NO2:2N0+02=2N02o(3)N2溶于水制备HNo3:3N02+H20=2HN03+N0o4 .用途硝酸是一种重要的化工原料,可用于制造化肥、农药、炸药、染料、盐类等。二.二氧化硫和二氧化氮对大气的污染1空气中SO2和NO2的主要来源(1)煤、石油和某党金属矿物中含有硫或含硫化合物;(2)汽车尾气中除含有氮氧化物外,还含有氧
10、化碳、未燃烧的碳氢化合物、含铅化合物和颗粒等,严重污染大气,破坏环境。5 .危害(I)SO2和NO?是主要的大气污染物,它们能直接危害人体健康,引起呼吸道疾病;(2)溶于水形成酸雨;(3)氮氧化物的危害光化学烟雾:N0,在紫外线作用下,与碳氢化合物发生一系列光化学反应,产生了一种有毒的烟雾。酸雨:N(1排入大气中,与水反应生成HN和HNo2,随雨雪降到地面。破坏臭氧层:NO2可使平流层中的臭氧减少,导致地面紫外线辐射量增加。NO与血红蛋白结合使人中毒。6 .酸雨的危害及防治措施(1)酸雨是指PH5.6的雨、雾等形式的降水,主要由大气污染物中硫、氮的氧化物所致。(2)形成原理硫酸型酸雨O,H,(
11、)*S()3:H2SO,(途径1)SQ11,()(),fH2SO3H7SO1(途径2)硝酸型酸雨3NO2+H2O=2HNO3+NO(3)危害直接破坏农作物、草原、森林,使土壤、湖泊酸化;加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。(4)防治措施a.调整能源结构,发展清洁能源;b.研究煤的脱硫技术,改进燃烧装置和燃烧技术,减少二氧化硫和氮氧化物的排放;C,加强工厂废气的回收处理;d.改进汽车尾气的处理技术,控制汽车尾气的排放标准。第二节氮及其化合物同步练习1 .下列用途中应用了氮气的稳定性的是:().以氮气为原料之一制造硝酸B.合成氨气后,制氮肥C.金属焊接时的保护气D.镁可以和氮气反
12、应2 .下列关于氮及其化合物,说法不正确的是()A.氮的固定是将此转化成含氮化合物B.氮元素在自然界中既有游离态又有化合态C. NO和NO?都可稳定存在于空气中D. M既可作氧化剂又可做还原剂3 .下列叙述正确的是()A.液氨用作制冷剂发生的是化学反应B.氨气溶水得到氨水发生的只是物理变化C.分离液态空气制取氮气属于氮的固定D.氮气与氢气化合生成氨气属于人工固氮4 .酸雨被称为“天堂的眼泪”,会造成水土酸性化、建筑物加速腐蚀等危害。下列说法正确的是()A.酸雨不会对动植物产生任何影响B.使用新型能源不会对酸雨的防治产生效果C.酸雨指的是PH小于7的雨水D.NO?和SO2的过度排放是形成酸雨的主
13、要原因5 .目前,我国是世界三大酸雨区之一,治理酸雨对我国的可持续发展有着重大意义,下列有关酸雨的说法婚送的是,开发能替代化石能源的新能源,如氢能、太阳能等B.利用石灰石对含硫燃料进行脱硫处理C.空气质量指数(AQD监测SO2、NO2、PMZ5、PMm。3、典检测项目D.利用熟石灰处理酸化土壤6 .下列说法正确的是()A. CO、NO.NO?都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在B. NH3汽化时吸收大量的热,因此,氨常用作制冷剂C. CO2.NO?或SO?都会导致酸雨的形成D.活性炭、S02.Na2O2都能使品红溶液褪色,原理相同7 .下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂,其中正确的是8
14、.下列关于浓硝酸的说法不正确的是()A.常温下铜在浓硝酸中发生钝化B.光照易分解C.能与碳反应说明其具有强氧化性D.露置于空气中溶液浓度降低9 .下列关于硝酸正确的是().稀硝酸能与Fe发生反应,浓硝酸不能B.浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂C.稀硝酸是弱酸,浓硝酸是强酸D.稀硝酸与CU反应,生成N0,而浓硝酸与CU反应只生成NO?10 .碳酸氢镂是中国主要生产的氮肥品种之它属于钱态氮肥(镂盐)。下列有关镂盐的叙述说法正确的是()A.所有核盐受热均可以分解,产物均有NHmB.所有铁盐中氮元素均呈-3价NH1CI和NaC1的固体混合物可用升华法分离11.依据图中氮元素及其化合物的转化关系,判断下列说法不正确的是()A.X是N2O5B.工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸C.可用排空气法收集No气体D.由N3-N2,从原理上看,NK可与NO?反应实现12 .某化学反应在催化剂条件下的转化过程的微观示意图如图所示。下列有关说法不正确的是催化剂.8Od)2OOO氧原子C)氮原子碳原子A.该反应中,氧化性:NOCO2B.该反应可表示为2N0+2C0催化剂N2+2CO2C.该