氮的知识点总结

初高中理科专业教学机构咨询电话18858670432150572961601氮的知识点总结【思维导图】二、氮气（N2）：1．氮元素在自然界中的存在形式：既有游离态又有化合态。空气中含N2占78％（体积分数）或75％（质量分数）；化合态氮存在于多种无机物和有机物中，氮元素是构成蛋白质和核酸不可缺少的元素。2．物理性质：纯净的氮气是无色无味的气体，密度比空气略小，难溶于水。3．氮气的分子结构：氮分子（N2）的电子式为，结构式为N≡N。由于N2分子中的N≡N键很牢固，所以通常情况下，氮气的化学性质稳定、不活泼。4．氮气的化学性质：常温下氮气很稳定，很难与其它物质发生反应，但这种稳定是相对的，在一定条件下（如高温、放电等），也能跟某些物质（如氧气、氢气等）发生反应。⑴N2的氧化性：①与H2化合生成NH3N2+3H22NH3〖说明〗该反应是一个可逆反应，是工业合成氨的原理。②镁条能在N2中燃烧N2+3Mg====Mg3N2（金属镁、锂均能与氮气反应）Mg3N2易与水反应：Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2+2NH3↑〖拓展延伸〗镁条在空气中点燃发生的反应有：2Mg+O2====2MgON2+3Mg====Mg3N22Mg+CO2====2MgO+C⑵N2与O2化合生成NO：N2+O22NO〖说明〗在闪电或行驶的汽车引擎中会发生以上反应。5．氮气的用途：⑴合成氨，制硝酸；⑵代替稀有气体作焊接金属时的保护气，以防止金属被空气氧化；⑶在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发；⑷保存粮食、水果等食品，以防止腐烂；⒆O2(加热、催化剂)4HNO3(浓)==4NO2↑+2H2O+O2↑强氧化性不稳定性HNO3NaNO2⑽NaOH⒄MgN2O4⒃H2ONH3.H2ONH3N2NONO2Ag(NH3)2+NH4Cl⒀AgNO3⒁NaOH⒂HCl⑿Δ⑾H2OMg3N2⑵Cl2、(23)CuO⑴H2⑶O2(放电)⑷NH3⑸O2⑹⑺⑻Cu⒅HCl⒇Cu、(21)Fe2+、、(22)I—①与金属反应:Cu、Fe②与非金属反应：C、S③Fe、Al在冷、浓HNO3钝化④Pt、Au能溶解于王水(浓HNO3:浓HCl=1:3）⑤与还原性化合物反应：Fe2+、SO2、H2S、HI有机物硝化反应：C6H6酯化反应：C3H5(OH)3⑼Δ(24)Δ点燃点燃点燃点燃初高中理科专业教学机构咨询电话18858670432150572961602⑸医学上用液氮作冷冻剂，以便在冷冻麻醉下进行手术；⑹利用液氮制造低温环境，使某些超导材料获得超导性能。6．制法：⑴实验室制法：加热NH4Cl饱和溶液和NaNO2晶体的混合物。NaNO2+NH4Cl===NaCl+N2↑+2H2O⑵工业制法：液氮（沸点-195.8℃）N2空气────→───→液氧（沸点-183℃）O27．氮的固定：游离态氮转变为化合态氮的方法。自然固氮→闪电时，N2转化为NO生物固氮→豆科作物根瘤菌将N2转化为化合态氮工业固氮→工业上用N2和H2合成氨气8．氮的循环：〖说明〗在自然界，通过氮的固定，使大气中游离态的氮转变为化合态的氮进入土壤，植物从土壤中吸收含氮的化合物制造蛋白质。动物则靠食用植物得到蛋白质。动物的尸体残骸，动物的排泄物以及植物腐败物等在土壤中被细菌分解，变为含氮化合物，部分被植物吸收；而土壤中的硝酸盐也会被细菌分解成氮气，氮气可再回到大气中。这一过程保证了氮在自然界的循环。三、氮的氧化物：各种价态氮氧化物：1N（N2O）、2N（NO）、3N（N2O3）、4N（NO2、N2O4）、5N（N2O5），其中N2O3和N2O5分别是HNO2和HNO3的酸酐。气态的氮氧化物几乎都是剧毒性物质，在太阳辐射下还会与碳氢化物反应形成光化学烟雾。1．NO、NO2性质：氮的氧化物一氧化氮(NO)二氧化氮(NO2)物理性质为无色、不溶于水、有毒的气体为红棕色、有刺激性气味、有毒的气体，易溶于水化学性质①极易被空气中的O2氧化：2NO+O2=2NO2②NO中的氮为+2价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性①与H2O反应：3NO2+H2O＝2HNO3+NO(工业制HNO3原理．在此反应中，NO2同时作氧化剂和还原剂)②平衡体系：2NO2N2O4氮氧化物对环境的污染、危害及防治措施①硝酸型酸雨的产生及危害②造成光化学烟雾的主要因素：氮氧化物（NxOy）和碳氢化合物（CxHy）在大气环境中受到强烈的太阳紫外线照射后，发生复杂的化学反应，主要生成光化学氧化剂（主在是O3）及其他多种复杂的化合物，这是一种新的二次污染物，统称为光化学烟雾。光化学烟雾刺激呼吸器官，使人生病甚至死亡。光化学烟雾主要发生在阳光强烈的夏、秋季节。△净化、液化分馏初高中理科专业教学机构咨询电话18858670432150572961603③破坏臭氧层措施：空气中的NO、NO2污染物主要来自于石油产品和煤燃烧的产物、汽车尾气以及制硝酸工厂的废气，因此使用洁净能源，减少氮氧化物的排放；为汽车安装尾气转化装置；处理工厂废气可以减少排放。2．NO、NO2的制取：⑴实验室NO可用Cu与稀HNO3反应制取：3Cu＋8HNO3（稀）＝3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O，由于NO极易与空气中的氧气作用，故只能用排水法收集。⑵实验室NO2可用Cu与浓HNO3反应制取：Cu＋4HNO3（浓）＝Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O，由于NO2可与水反应，故只能用排空气法收集。3．2NO2N2O4△H0的应用四、氨和铵盐：1．氨的合成：N2+3H22NH32．氨分子的结构：NH3的电子式为，结构式为，氨分子的结构为三角锥形，N原子位于锥顶，三个H原子位于锥底，键角107°18′，是极性分子。3．氨气的物理性质：氨气是无色、有刺激性气味的气体，在标准状况下，密度是0.771g·L—1，比空气小。氨易液化，液氨气化时要吸收大量的热，使周围温度急剧下降，所以液氨可作致冷剂。氨气极易溶于水，常温常压下，1体积水中大约可溶解700体积的氨气。氨的水溶液称氨水。计算氨水的浓度时，溶质应为NH3。〖实验〗选修1P97实验4—8氨对人的眼、鼻、喉等粘膜有刺激作用，若不慎接触过多的氨而出现病症，要及时吸入新鲜空气和水蒸气，并用大量水冲洗眼睛。4．氨的化学性质：⑴跟水反应：氨气溶于水时（氨气的水溶液叫氨水），大部分的NH3分子与H2O分子结合成NH3·H2O（一水合氨）。NH3·H2O为弱电解质，只能部分电离成NH4＋和OH－。NH3+H2ONH3·H2ONH4＋+OH－a．氨水的性质：氨水具有弱碱性，使无色酚酞试液变为浅红色，使红色石蕊试液变为蓝色。氨水的浓度越大，密度反而越小（是一种特殊情况）。NH3·H2O不稳定，故加热氨水时有氨气逸出：NH3·H2ONH3↑+H2Ob．氨水的组成：氨水是混合物（液氨是纯净物），其中含有3种分子（NH3、NH3·H2O、H2O）和3种离子（NH4＋和OH－、极少量的H＋）。c．氨水的保存方法：氨水对许多金属有腐蚀作用，所以不能用金属容器盛装氨水。通常把氨水盛装在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里。d．有关氨水浓度的计算：氨水虽然大部分以NH3·H2O形式存在，但计算时仍以NH3催化剂高温高压初高中理科专业教学机构咨询电话18858670432150572961604作溶质。★e．NH3是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，常用此性质检验NH3。★比较液氨与氨水：⑵氨与酸（硫酸、硝酸、盐酸等）反应，生成铵盐。反应原理：NH3+H+===NH4+〖说明〗a．当蘸有浓氨水的玻璃棒与蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时，产生大量白烟。这种白烟是氨水中挥发出来的NH3与盐酸挥发出来的HCl化合生成的NH4C1晶体小颗粒。反应的方程式：NH3+HCl===NH4Clb．氨气与挥发性酸（浓盐酸、浓硝酸等）相遇，因反应生成微小的铵盐晶体而冒白烟，这是检验氨气的方法之—。c．氨气与不挥发性酸（如H2SO4、H3PO4等）反应时，无白烟生成。⑶与氧化剂反应（具有还原性）4NH3+5O2催化剂△4NO+6H2O〖说明〗氨气在催化剂（如铂等）、加热条件下，被氧气氧化生成NO和H2O。此反应是放热反应，叫做氨的催化氧化（或叫接触氧化）是工业制硝酸的反应原理之一。4NH3+3O2（纯氧）====2N2+6H2O（黄绿色火焰）2NH3+3Cl2====N2+6HCl8NH3+3Cl2====N2+6NH4Cl5．氨气的用途：①是氮肥工业及制造硝酸、铵盐、纯碱的原料；②是有机合成工业如合成纤维、塑料、染料、尿素等的常用原料；③用作冰机中的致冷剂。6．氨的实验室制法：（必修1P99）①反应原理：2NH4Cl+Ca(OH)2△CaCl2+2NH3↑+2H2O②发生装置：固固反应加热装置，与制取氧气的发生装置相同。③干燥：用碱石灰干燥。〖说明〗不能用浓H2SO4、P2O5等酸性干燥剂和CaCl2干燥氨气，因为它们都能与氨气发生反应（CaCl2与NH3反应生成CaCl2·8NH3）。④收集方法：由于氨极易溶于水，密度比空气小，所以只能用向下排空气法收集。⑤检验：a．用湿润的红色石蕊试纸放试管口或者瓶口（变蓝）b．蘸有浓盐酸的玻璃棒接近试管口或者瓶口（产生白烟）。⑥棉花团的作用：是为了防止试管内的NH3与试管外的空气形成对流，以期在较短时间内收集到较为纯净的氨气。〖注意〗①制氨气所用的铵盐不能用NH4NO3、NH4HCO3、(NH4)2CO3等代替，因为NH4NO3名称液氨氨水形成氨降温加压液化氨溶于水物质分类纯净物混合物成分NH3NH3、NH3·H2O、H2O、NH4+、OH—、H+点燃初高中理科专业教学机构咨询电话18858670432150572961605在加热时易发生爆炸，而NH4HCO3、(NH4)2CO3极易分解产生CO2气体使制得的NH3不纯。②消石灰不能用NaOH、KOH等强碱代替，因为NaOH、KOH具有吸湿性，易潮解结块，不利于生成的氨气逸出，而且NaOH、KOH对玻璃有强烈的腐蚀作用。③NH3极易溶于水，制取和收集的容器必须干燥。④实验室制取氨气的另一种常用方法：将浓氨水滴到生石灰或烧碱固体上。有关反应的化学方程式为：CaO+NH3·H2O====Ca(OH)2+NH3↑烧碱或生石灰的作用：一是增大溶液中的OH－浓度，二是溶解或反应放热，促使NH3·H2O转化为NH3，这种制氨气的发生装置与实验室制O2（H2O2为原料）、C2H2气体的装置相同。7．铵盐：由铵离子和酸根离子构成的盐。如：硫酸铵【（NH4）2SO4，俗称硫铵，又称肥田粉】，氯化铵【NH4Cl，俗称氯铵】，硝酸铵【NH4NO3，俗称硝铵】，碳酸氢铵【NH4HCO3，俗称碳铵】铵盐属于铵态氮肥。常用氮肥有铵态氮肥和尿素【CO（NH2）2】。★铵盐的性质①铵盐都是无色或白色的晶体晶体，且都易溶于水。②与碱作用：(NH4)2SO4+2NaOH△Na2SO4+2NH3↑+2H2ONH3NO3+NaOH△NaNO3+NH3↑+H2O实质：NH4++OH—△NH3↑+H2O〖说明〗铵盐与碱共热都能产生NH3，这是铵盐的共同性质。有关系式：NH4+NH3，相互之间可以转化。a．若是铵盐溶液与烧碱溶液共热，则可用离子方程式表示为：NH4＋+OH－NH3↑+H2Ob．若反应物为稀溶液且不加热时，则无氨气逸出，用离子方程式表示为：NH4＋+OH－＝NH3·H2Oc．若反应物都是固体时，则只能用化学方程式表示。③受热发生分解反应：固态铵盐受热都易分解．根据组成铵盐的酸根阴离子对应的酸的性质的不同，铵盐分解时有以下两种情况：a．组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是非氧化性的挥发性酸时，则加热时酸与氨气同时挥发，冷却时又重新化合生成铵盐。例如：NH4Cl(固)NH3↑+HCl↑NH3+HCl＝NH4Cl（试管上端又有白色固体附着）又如：NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑b．组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是氧化性酸，加热时则发生氧化还原反应，无氨气逸出．例如：NH3NO3△N2O↑+2H2O（发生复杂的反应，爆炸）〖