第12講氮及其化合物

備考導(dǎo)航

1.了解氮氧化物的性質(zhì)及其相互轉(zhuǎn)化、氮的循環(huán)與氮的固定。

2.了解氮循環(huán)對生態(tài)平衡的重要作用。

3.了解工業(yè)合成氨、氨氣的制備及性質(zhì)、鏤鹽的性質(zhì)、氨氣等泄漏的處理、NH；的檢驗方法、

復(fù)習(xí)目標(biāo)

氮肥的生產(chǎn)與合理使用。

4.了解濃硝酸、稀硝酸的性質(zhì)，了解工業(yè)上生產(chǎn)硝酸的原理。

5.從含氮物質(zhì)的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化的視角分析酸雨和霧霾的成因、危害與防治。

△,________。,..化劑.?N.-'Cu------------

_____'_______NA

,.1_Ca(OH)..,A、,0??放電Io.HILO____NaOH

al;Ci電催生劑J》汽①濃酸.Cu濃底酸.△

熟記網(wǎng)絡(luò)而IL高壓Mg.NaA?T④2見光或△

△HQ點燃溶血1居③濃酸.(?.△

NH,-H,OMg,N,、aNO：

7,

判斷正誤(正確的打7一錯誤的打“x”)。

(1)(2023?湖南卷)基態(tài)N原子的價層電子排布圖：0EEH)

⑵(2023?重慶卷)收集NO：HII()

(3)(2024?海安中學(xué))將紅棕色氣體通入淀粉碘化鉀溶液，溶液變藍(lán)，該紅棕色氣體一定為

NO2()

(4)(2023?浙江1月卷)工業(yè)上用氨的催化氧化制備NO()

(5)(2023?江蘇卷)氨極易溶于水，故液氨可用作制冷劑()

(6)(2023?湖南卷)NH3分子的VSEPR模型：)

課前自測

(7)加熱氯化鉉固體可以制氨氣()

(8)(2024?常州期末)固氮菌能把空氣中的N2轉(zhuǎn)化為NH3或較態(tài)氮肥作為自身的養(yǎng)料()

(9)(2022?山東卷)濃硝酸保存在棕色細(xì)□瓶中()

(10)Fe在稀硝酸中發(fā)生鈍化()

(11)室溫下銅與濃稍酸反應(yīng)生成NO()

(12)(2023?浙江1月卷)常溫下鐵與濃硝酸反應(yīng)可制備NO2()

(13)(2024?丹陽中學(xué))將紅熱的木炭投入濃硝酸中，有紅棕色氣體產(chǎn)生，證明木炭有還原性

()

(14)(2023?鹽城中學(xué))向稀硫酸中先加入Cu,再滴加KNO3溶液,銅逐漸消失,說明KNO3作

該反應(yīng)的催化劑()

考點就析

考點1氮氣氮的氧化物

知識梳理

知識n氮元素的存在形態(tài)和固氮

1.氮元素的存在形態(tài)

(1)游離態(tài)——N2(空氣中含量最多的氣體)。

(2)化合態(tài)——動植物體內(nèi)、土壤、巖石和水體中。

2.氮的固定：將游離態(tài)氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮的過程。

(I)自然固氮：通過閃電釋放的能顯將空氣中的用轉(zhuǎn)化為含氮的化合物，主要反應(yīng)為N2+O2欣電

2NOo

(2)人工固氮：人類通過控制條件，將氮氣轉(zhuǎn)化為氮的化合物，主要反應(yīng)為N2+3H2”方壓2NH3。

(3)生物固氮：豆科植物根瘤菌將N2轉(zhuǎn)化成氨.

知識舊氮氣的物理性質(zhì)

氮氣是無色、無味、難溶于水的氣體。

知識回M氣的結(jié)構(gòu)及化學(xué)性質(zhì)

1.N2的結(jié)構(gòu)

電子式：?結(jié)構(gòu)式：，N2分子中有___個。鍵、___個九鍵。

2.N2的化學(xué)性質(zhì)

氮氮三鍵的鍵能大，氮氣化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定。

(1)與反應(yīng)：_________________________

(2)與比反應(yīng)：(工業(yè)合成氨)

(3)與Mg反應(yīng)：___________________________________

知識E氮氣的用途

1.工業(yè)上合成氨、制硝酸。

2.燈泡填充氣。

3.保存糧食、水果等食品。

4.醫(yī)學(xué)上用液氮作冷凍劑。

5.代替稀有氣體作焊接金屬的保護(hù)氣。

知識同氮的氧化物

+1+3+4+4+5

氮有多種價態(tài)的氧化物：N2O、NO.N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。

1.NO和N6的性質(zhì)比較

性質(zhì)

NONO2

物理顏色無色紅棕色

性質(zhì)溶解性難溶于水能溶于水

毒性有毒有毒

—

與。2反應(yīng)2NO+O2=2NO2

與HO反應(yīng)—____________________________（歧化反

化學(xué)2

應(yīng)）

性質(zhì)

與02和H2O反應(yīng)

與NI*反應(yīng)

_________________（歸中反應(yīng)）

2.NO和NO2的實驗室制法

銅與濃硝酸反應(yīng)的離子方程式：

銅與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式：

實驗原理

（NO用______法收集，不能用_________法收

（NO?用_______________法收集，不能用

集）

______法收集）

通氧氣，用NaOH溶液吸收：

用NaOH溶液吸收：

尾氣處理?2NO+O2=2NO2

2NO2+2NaOH=____________________

②NO2+NO+2NaOH=________________

用常考?xì)w納,

⑴Nz與O?反應(yīng)的生成物是NO不是NO2.

（2）NO2既有氧化性乂有還原性，但以氧化性為主。NO?能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{(lán)，故不能用濕

潤的淀粉碘化鉀試紙鑒別NO?和Br2o

（3）NO與NaOH溶液不反應(yīng)，用NaOH溶液處理NO尾氣時，需要同時通入空氣。

（4）汽車尾氣轉(zhuǎn)化器中主要反應(yīng)：2c0+2N0些當(dāng)電+282。

典題悟法

類型U物質(zhì)的轉(zhuǎn)化

■懺（2024?江蘇各地模擬重組）在指定條件下，下列選項所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化可以實現(xiàn)的是（）

A.NO-^HNCh

B.NO催化劑,~

C.N2（g）啜［NCHg）吆上HNCh（aq）

N

D.NO?NaNCh

類型舊氮氧化物的制備

跑團(tuán)2（2023?淮安期初）下列關(guān)于NO?的制取、凈化、收集及尾氣處理的裝置和原理不能達(dá)到實驗?zāi)?/p>

）O氨氣溶于水（主要原因是），［體積水可

溶解約700體積的氨氣。氨氣與水可做噴泉實驗。

3.化學(xué)性質(zhì)

（1）與水反應(yīng)：NH3+H2ONH3H2。NH；+OH-。

NHRHZO受熱易分解：（寫化學(xué)方程式）。

氨水在陰冷處低溫保存（不需要放在棕色試劑瓶內(nèi)）

（2）與酸反應(yīng)（生成鍍鹽）

①靛有濃氨水的玻璃棒與蘸芍濃鹽酸（或濃硝酸）的玻璃棒靠近，有生成，反應(yīng)如下；

HC1+NH3=、

HNO3+NH3=°

②過量氨氣與H2sO4反應(yīng)：

2NH3+H2SO4=。

③氨氣與CO2和H2。反應(yīng)：

2NE（過量）+CO2+H2O=；

N%（少量）+CO2+H2O=o

（3）與鹽溶液反應(yīng)（寫離子方程式）：

氨氣（少量或過量）通入可溶性鋁鹽溶液中：______________________________________________________

氨氣（少量或過量）通入可溶性鐵鹽溶液中：______________________________________________________

（4）還原性（寫化學(xué)方程式）

①氨的催化氧化：___________________________________________________

（工業(yè)制硝酸的基礎(chǔ)）；

②NH3還原CuO：；

③NH3與氯氣反應(yīng)

少量氨氣與氯氣反應(yīng)：;

過量氨氣與氯氣反應(yīng)：__________________________________________________________________

（有白煙生成）。

（5）配位反應(yīng)

AgCI+—NH3H2O=；

CU（OH）2+—NH3H2O=；

Zn（OH）2+—NH3H2O=°

4.實驗室制法（固體+固體—氣體）

（1）原理：________________________________________________________________________________

（2）裝置：

廣導(dǎo)氣管要伸

Ca(OH),和'到試管底部

NII.CIn棉花

減小NH,與空氣

的對流速率，收

集到純凈的NH,

(3)收集：法。

(4)干燥：選用堿石灰干燥，不能選用濃硫酸、無水CaCL和P2O5干燥。

(5)驗滿：將的一色石潴試紙置于試管口，試紙變_；或?qū)Ⅴ袧恹}酸的玻璃棒置于試管口,

有產(chǎn)生。

(6)尾氣處理(前兩個燒杯中盛水或稀硫酸):

圾?？?xì)w納

氨氣的快速制法

①將濃氨水滴入固體堿性物質(zhì)(如CaO粉末、NaOH

方法②加熱濃氨水

固體、堿石灰)中

分液漏斗中盛放濃氨水

裝置圖

-

燒瓶內(nèi)盛放堿性固體

,匕NaOH、堿石灰)k

①燒瓶中盛放NaOH：NHVH2O=^=NH3t

+H2O

原理NH3H2O=^=NHIt+H2O

②燒瓶中盛放CaO：NH3H2O+CaO=NH3t+

Ca(OH)2

濃氨水中存在平衡：NH3+H2ONH3H2ONH；+OH，加入固態(tài)堿性物質(zhì)，使平

說明

衡逆向移動，同時反應(yīng)放熱，促進(jìn)NH3?H?O的分解

5.用途

(I)制硝酸及其鹽、鉉鹽、姮堿等。

(2)制尿素、合成纖維等。

(3)液氨常作為制冷劑。

知識回鉞鹽

1.物理性質(zhì)

錢鹽都是白色晶體，絕大多數(shù)錢鹽都易溶于水。

2.錢鹽的化學(xué)性質(zhì)

(1)不穩(wěn)定性：錢鹽受熱易分解，但不一定都有N%生成。

NH4CI=^=NH3t+HC1t(該反應(yīng)不可用于制備氨氣)

NH4HCO3=^=NH3t+H2O+CO2t。

(2)與堿反應(yīng)

-

①稀溶液間發(fā)生反應(yīng)，在不加熱的情況下，無N出生成：NH：+OH=NH3H2OO

②濃溶液間發(fā)生反應(yīng)或在加急的條件下，有N%生成：NH；+OH=^=NH3t+H2Oo

3.NH；的檢驗

氫篤化的濃溶液T濕潤的紅色.原溶液中

^石痣試紙變藍(lán)含有NH；

侍測液)-

''［城■化鈉稀溶避濕潤的紅色石無法判斷原溶液

f芯試紙無變化f中是否含有NH；

?？?xì)w納

(1)書寫N%的電子式時，不能漏寫孤電子對。

(2)檢驗NH；時關(guān)鍵操作——須加入NaOH濃溶液或加熱。

(3)水中N、P元素含量偏高，容易引起水體富營養(yǎng)化。工業(yè)廢水中含NH3和NH：,用氧化劑(NaClO)

氧化生成N?或NO.；。

典題悟法

類型U物質(zhì)的性質(zhì)與用途

西15(2023?如東期中)下列物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)或物質(zhì)性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系的是()

A.N%與HzO分子之間形成氫鍵，可用作制冷劑

B.NH4cl溶液顯酸性，可用來除鐵銹

CNH4HCO3是離子晶體，受熱不容易分解

D.N%分子之間形成氫鍵，NHKg)的熱穩(wěn)定性比PHKg)的高

類型目基礎(chǔ)化學(xué)實驗

典例心(2024.如皋適應(yīng)性一)實驗室利用下列裝置進(jìn)行氨氣或氨水的有關(guān)實驗，能夠達(dá)到實驗?zāi)康牡?/p>

是()

A.用甲裝置制取NFU

B.用乙裝置干燥N%

C.用丙裝置收集N%

D.用丁裝置制［Cu(NH)d(OH)2溶液

類型?噴泉實驗

圉舜7噴泉實驗裝置如圖所示。應(yīng)用下列各組氣體-溶液，能出現(xiàn)噴泉現(xiàn)象的是（）

選項氣體溶液

AH2s稀鹽酸

BHC1稀氨水

CNO稀硫酸

DCO2飽和NaHCO）溶液

類型日物質(zhì)的轉(zhuǎn)化

酎8（2024?江蘇各地模擬重組）氮及其化合物的轉(zhuǎn)化具有重要應(yīng)用。下列說法錯誤的是（）

A.“雷雨發(fā)莊稼”涉及的物質(zhì)轉(zhuǎn)化：N2焉*NO**HNO3/”硝酸鹽

B.人工固氮制備尿素的物質(zhì)轉(zhuǎn)化：N2…J但/NH3-^,CO（NH2）2

rnjinixIE比、1ftIGHU足.滎仟

C.實驗室檢驗NHi的存在：NH；TfNH3

D.工業(yè)制硝酸過程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化：NH，',.黑曾NO-^NCh-^HNCh

-------------------〈深度指津〉-

氨與水的噴泉實驗

I.裝置圖

2.原理：NH?在水中溶解度很大，在短時間內(nèi)產(chǎn)生足夠大H勺壓強(qiáng)差。

3.操作：打開止水夾，擠壓膠頭滴管的膠頭，燒杯中的溶液由玻璃管迅速進(jìn)入燒瓶，形成噴泉，燒瓶

內(nèi)液體呈紅色。

4.結(jié)論：氨氣極易溶于水，氨水顯堿性。

5.常見可做噴泉實驗的試劑（氣體+液體）

①HC1（或NH3）+H2O；

②HC1（或C?82、SO2、H2S）+NaOH溶液等。

考點3硝酸

知識梳理

知識II分子結(jié)構(gòu)

HN03中，氮原子的雜化類型為，分子具有形結(jié)構(gòu)，HNO3屬于晶體。

知識舊物理性質(zhì)

純硝酸和濃硝酸（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為69%）均是無色透明液體，有刺激性氣味，易揮發(fā)。HN0.3可以形成分子

內(nèi)氫鍵，硝酸與水分子間也可形成氫鍵，二者可以任意比例混溶。

知識回化學(xué)性質(zhì)

1.酸性：稀硝酸能使紫色石蕊試液變紅。

2.不穩(wěn)定性

△或火冏

4HNO3=^'4NO2t+02t+2H2O,

生成的NO2溶解在濃硝酸中使溶液呈黃色，濃硝酸保存在一色試劑瓶內(nèi)。

3.強(qiáng)氧化性

（I）與金屬反應(yīng)

①一Cu+—HNCH?。?;

②Cu+_HNCH濃）=o

③常溫下，F(xiàn)e、Al遇濃硝酸發(fā)生鈍化（鈍化是化學(xué)變化）。常溫下，可用鐵或鋁制容器盛放濃硝酸。

（2）與非金屬反應(yīng)

C+—HNO3（濃）=^=。

（3）與常見還原劑反應(yīng)

稀硝酸與H2s反應(yīng)的離子方程式：

稀硝酸與S02反應(yīng)的離子方程式:

稀硝酸與Na2sCh反應(yīng)的離子方程式:

稀硝酸與氫碘酸反應(yīng)的離子方程式:

稀硝酸與Fe?’反應(yīng)的離子方程式:

（4）濃硝酸使紫色石蕊試液先變紅后褪色（酸性和強(qiáng)氧化性）。

知識EJ硝酸的工業(yè)制法

1.轉(zhuǎn)化關(guān)系：NH3-NO~NO2-HNO3。

2.主要原料：氨氣、空氣、水。

3.主要原理(寫化學(xué)方程式)

⑴

⑵

⑶

4.尾氣處理

用NaOH、NazCCh等堿性溶液吸收。

解疑釋惑＜

金屬與硝酸反應(yīng)的規(guī)律

I.本質(zhì)：HNO3中+5價氮元素具有很強(qiáng)的得電子能力。

2.規(guī)律：硝酸的濃度越大，反應(yīng)溫度越高，氧化性越強(qiáng)。

3.與金屬反應(yīng)

除Au、Pt等少數(shù)金屬外，硝酸幾乎可以氧化所有金屬。活潑金屬(如Mg、Zn等)與HNO：反應(yīng)不生成

Fh，HNCh的濃度不同，還原產(chǎn)物不同：

濃硝酸

----NO2

稀硝酸

還原產(chǎn)物---------NO

極稀硝酸~

------------NQ、。NHN。,等

完成下列反應(yīng)的化學(xué)方程式,

(1)銀與稀硝酸反應(yīng):

—Ag+—HNO3(稀)=_

(2)少量Fe與稀硝酸反應(yīng):

Fe+—HN()3(稀)=_____

(3)過顯Fe與稀硝酸反應(yīng):

―Fe+—HNOK稀)=；

(4)鋅與較稀硝酸反應(yīng)(生成N20)：

—Zn+HNO3(較稀)=;

(5)鋅與極稀硝酸反應(yīng)(生成NH’NCh)：

—Zn+HNO3(極稀)=___________________________________________________________

常考?xì)w納

①非金屬單質(zhì)+濃硝酸一最高價氧化物或其含氧酸+N6t+H2OO

②由于硝酸能氧化HI、HBr、S02,故不能用硝酸制備HI、HBr、SO2氣體。

③由于S?一、HS\SOF、HSOL「、Fe?’等均能被HNO)氧化，故在酸性條件下，NO：：不能與上述

還原性崗子共存。如向Fe(NO3)2溶液中加入鹽酸或硫酸，因引入了H+而使Fe?+被氧化為Fe3+。

④書寫化學(xué)反應(yīng)時，注意HNO3的強(qiáng)氧化性，如Fe(OH)2+2HNO3=Fe(NO3)2+2H2O是錯誤的，正

確的為.

⑤王水是濃硝酸和濃鹽酸按體積比為1：3的混合物，能使一些不溶于硝酸的金屬如金、釬1等溶解。

如：AU+HNO3+4HC1=HAUC14+NOt+2H2Oo

⑥HNO3的工業(yè)制法：HzSCh（濃）+NaNO31^=NaHSOj+HNO3t。原理是利用沸點高、難揮發(fā)性酸

制取沸點低、易揮發(fā)性的酸。因HNO3不穩(wěn)定，故加熱溫度不宜過高。

典題悟法

類型II物質(zhì)的轉(zhuǎn)化

順19（2024.江蘇各地模擬重組）在指定條件下，下列選項所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化可以實現(xiàn)的是（A）

A.Ag-稀-精-酸*AgNC）3

B.稀硝酸—NOKg）

C.NO3（aq）-^N2（g）

D.濃硝酸」-NO2（g）

類型曰硝酸的性質(zhì)

喇付（2024?海安期末）銅與硝酸反應(yīng)的裝置如圖所示。實驗步驟如卜.：

步驟1：向試管a中加入2mL濃硝酸，塞上帶有銅絲的橡膠塞。觀察到銅絲逐漸變細(xì)，溶液變綠，試

管a中充滿紅棕色氣體。

步驟2：一段時間后，試管a中反應(yīng)變平緩，溶液逐漸變成藍(lán)色，同時氣體顏色從下方開始變淺，最

終變成無色。

步驟3：反應(yīng)停止后