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第11讲氮及其化合物考纲定位选项示例1.掌握氮单质及其主要化合物的主要性质，了解氮及其化合物的应用。2.了解NO、NO2等对环境质量的影响。1.过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成。(2012年重庆高考T7—C)2.25℃时，某浓度的氯化铵溶液的pH＝4，下列叙述中正确的是：溶液中的c(H＋)＋c(NH4+)＝c(Cl－)＋c(OH－)。(2011年广东佛山模拟T22—C)一、氮族元素N(氮)、P(磷)、As(砷)第ⅤA1．氮族元素包括____________________、Sb(锑)、Bi(铋)五种元素。在元素周期表中位于________族，最高正化合价为________，最高价氧化物的通式为________，其对应水化物的通式为________或________。最低负化合价为________，其氢化物的通式为________。＋5R2O5HRO3H3RO4－3RH35增多增大2．氮族元素原子结构的异同点相同点是最外层都是________个电子；不同点是电子层数逐渐________，原子半径逐渐________。3．氮族元素化学性质上主要递变规律从上到下，元素的非金属性逐渐________，金属性逐渐________；最高价氧化物的水化物的酸性逐渐________；气态氢化物(RH3)的热稳定性逐渐________，还原性逐渐________。减弱增强减弱减弱增强二、氮气与氮的固定1．物理性质无无难78%______色、______味的气体，______溶于水，难液化，空气中含________(体积分数)的氮气。沸点为－195.8℃，熔点为－209.9℃。∶N⋮⋮N∶N≡N2．分子结构氮气的电子式为________________；结构式为________；氮氮三键键能很高。3．化学性质NO2NH3常温稳定，高温活泼。放电(1)还原性：N2＋O2=====________。(2)氧化性：N2＋3H2________。4．用途氮的固定自然固氮人工固氮合成氨、制硝酸、作保护气等。5．氮的固定使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的方法叫做__________。氮的固定主要有__________和__________。三、一氧化氮和二氧化氮的性质氮的氧化物NONO2色、态、味____色、____味的气体________色、有__________气味的气体水溶性____溶于水与____反应化学性质常温下易被氧气氧化：2NO＋O2===__________①与水反应：3NO2＋H2O===__________________________；②自身化合生成____色的N2O4：2NO2________；③较强氧化性：可使湿润的淀粉－KI试纸变________无无红棕刺激性难水2HNO3＋NO无2NO2N2O4蓝四、氨______色有________气味的气体，密度比空气______，易液化，________溶于水(通常1体积水能溶解700体积氨气)。(1)与水反应：NH3＋H2O__________NH＋4＋OH－。(氨溶于水所得的溶液叫氨水，呈碱性，密度小于1g·cm－3，氨水有挥发性)1．物理性质无刺激性小极易2．化学性质NH3·H2O(2)与酸反应：得到相应的铵盐。NH3＋HCl===____________(两种气体相遇产生白烟，可用于两者检验)；2NH3＋H2SO4===______________(硫铵、肥田粉)；NH3＋HNO3===______________(硝铵、炸药)；NH3＋CH3COOH===____________；NH3＋CO2＋H2O===____________(碳铵)。(3)还原性。4NH3＋5O2=====催化剂△____________(工业制硝酸)。4NO＋6H2ONH4Cl(NH4)2SO4NH4NO3CH3COONH4NH4HCO3(4)与某些盐反应。Al3＋＋3NH3·H2O===________________[实验室制Al(OH)3]。3．制法CaCl2＋2H2O＋2NH3↑2NH3(1)实验室制法：用氯化铵晶体和氢氧化钙固体混合加热。加热2NH4Cl＋Ca(OH)2=====________________________。(2)工业制法：N2＋3H2__________。4．用途：制氮肥、铵盐、硝酸、纯碱、作致冷剂等。Al(OH)3↓＋3NH＋4五、铵盐从反应上看，铵盐都是氨与酸反应的产物；从构成上看，1．物理性质铵盐都是______溶于水的离子化合物。2．化学性质(1)热稳定性差，受热分解。NH4HCO3NH4Cl管上端内壁有白色固体附着)铵盐都是由铵根离子(NH＋4)和酸根离子构成的离子化合物。易H2O＋NH3↑＋CO2↑NH3↑＋HCl↑____________________；冷________________。(NH3＋HCl====NH4Cl，试溶液：NH4＋OH______________。(可用于NH4的(2)与碱反应：铵盐与碱共热都能产生NH3。固态：NH4Cl＋NaOH____________________(不能写离子方程式)；＋－＋检验或铵盐的鉴别)3．铵盐的检验(1)化学原理：铵盐与碱加热产生氨气。(2)检验方法：把NaOH溶液加到某物质(固体或溶液)中，加热后产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，即判断该物质是铵盐(或含有NH＋4)。NaCl＋H2O＋NH3↑H2O＋NH3↑六、硝酸1．物理性质无刺激性纯硝酸是______色、易挥发(沸点83℃)、有_________气浓硝酸(市售)的质量分数为69%，易挥发出HNO3，通常为无色或黄色液体(因HNO3分解产生的NO2溶在其中而呈黄色)，密度为1.42g·cm－3。味的液体，密度为1.50g·cm－3。2．化学性质(1)硝酸具有酸的通性：HNO3＋NaOH===______________；2HNO3＋CuO===________________；稀硝酸能使紫色石蕊溶液变红，浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红，后褪色。(2)硝酸不稳定，受热或见光易分解。4HNO3(浓)===______________________(浓度越高、温度越高、光越强，硝酸越易分解)。2H2O＋4NO2↑＋O2↑NaNO3＋H2OCu(NO3)2＋H2O(3)硝酸的强氧化性。3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O硝酸能与除金、铂以外的所有金属反应，产物中没有氢气，硝酸被还原的产物与硝酸的浓度有关。Cu＋4HNO3(浓)===________________________________。现象：迅速剧烈反应，放出大量红棕色气体，溶液变绿色。注意：试管口应塞上用碱液润湿的棉团。3Cu＋8HNO3(稀)===______________________________。现象：反应较缓慢，放出无色气体，在试管口变成红棕色，溶液变蓝色。注意：试管口应塞上用碱液润湿的棉团。Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O(4)与有机物反应。＋HNO3___________________。3．用途：制炸药、染料、塑料、硝酸盐。—NO2＋H2O考点1氮的氧化物1．氮元素有＋1、＋2、＋3、＋4、＋5五种正价态，五种正价对应六种氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5。其中N2O3和N2O5分别是HNO2和HNO3的酸酐；NO是一种无色、还原性较强的气体，易被O2氧化生成NO2；NO2是一种红棕色、易溶于水且能与水反应的气体，氧化性强，能氧化SO2，能使湿润的淀粉－KI试纸变蓝。2．NO、NO2都是大气污染物，空气中的NO、NO2主要来自化石燃料的燃烧、汽车尾气以及制硝酸工厂的废气。其中空气中的NO2是造成光化学烟雾的主要因素。3．NO、NO2的制法(1)NO的实验室制法。①原理：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。②装置：铁架台、铁夹、铁圈、烧瓶、分液漏斗、胶塞、导管、酒精灯等。③收集：排水集气法。④检验：无色气体和空气接触立即变成红棕色。(2)NO2的实验室制法。①原理：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。②装置：锥形瓶(或烧瓶)、分液漏斗、带导管胶塞等。③收集：向上排空气法。【例1】(2013年山西太原模拟)如图2-11-1所示，试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物)，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试)。管内完全被水充满，原来试管中盛装的气体是(A．可能是N2与NO2的混合气体B．只能是O2与NO2的混合气体C．可能是NO与NO2的混合气体D．只能是NO2一种气体图2-11-1解析：经多次重复通O2，试管内完全充满水，所以不可能有N2，排除A；气体显红棕色，应有NO2，可能的组合是NO2或NO2与O2或NO2与NO等。答案：C【例2】对二氧化氮的下列说法不正确的是()。A．二氧化氮不是硝酸的酸酐B．二氧化氮不是造成大气污染的气体之一C．二氧化氮不是硝基D．在通常状况下测得的NO2的相对分子质量是不准确的解析：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO是氧化还原反应，NO2与HNO3中氮元素不是同价态，故A正确；NO2属氮的氧化物，是大气污染气体之一，B不正确；NO2与硝基(—NO2)所带的总电子数不等，C正确；通常状况下，2NO2N2O4，两种气体同时存在，故D正确。答案：B考点2氨气1．氨气的实验室制法(1)原理：固态铵盐与碱加热反应：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。(2)发生装置：固体加热型，与制备O2相似。(3)收集：向下排空气法。(4)干燥：在干燥管中盛放碱石灰作干燥剂。不能用浓硫酸、P2O5、无水氯化钙作干燥剂，如CaCl2吸收氨气会生成CaCl2·8NH3。(5)验满：①用湿润的红色石蕊试纸放在瓶口，若变蓝，则已集满；②蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口，若产生白烟，则已集满。2．喷泉实验原理减小容器内压强，使容器内外产生较大压强差，在这种压强差的作用下，液体迅速流动，通过带尖嘴的导管喷出来，即形成喷泉。实验室制氨气的的注意事项(1)制氨气所用铵盐不能用硝铵、碳铵，因加热过程中NH4NO3可能发生爆炸性的分解反应，发生危险；而碳铵受热分解产生CO2，使生成的NH3中混有较多的CO2杂质。(2)消石灰不能用NaOH、KOH代替，原因：①NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于产生NH3；②NaOH、KOH腐蚀性太强，在高温下能腐蚀试管。(3)因氨气比空气轻，易与空气发生对流，所以收集氨气时，导气管应插入收集气体的试管底部附近，管口塞一团干燥的棉花团，来防止NH3与空气对流，确保收集到纯净的氨气。(4)快速制备NH3也可以通过加热浓氨水的方法，利用NH3·H2ONH3↑＋H2O原理制备。也可以用往生石灰中滴加浓氨水的方法制备，原理：生石灰与水反应为放热反应，可促进NH3·H2O的分解。【例3】都能用图2-11-2所示装置进行喷泉实验的一组气)。图2-11-2体是(注：烧杯内为NaOH溶液)(A．HCl和CO2B．NH3和CH4C．SO2和COD．NO2和NO思路指导：烧瓶内满足下列条件时，均能形成美丽的喷泉：①液体为水时，烧瓶内装NH3、HBr、HCl、HI、SO2等易溶于水的气体，或NO2、NO2＋O2、NO＋O2、NO2＋NO＋O2等易与水反应的气体；②液体是NaOH、KOH等强碱性溶液时，烧瓶内装CO2、SO2、NO2、H2S等酸性气体；③液体是盐酸或硫酸时，烧瓶内装NH3等碱性气体。解析：在题目所给气体中，CH4、NO、CO不溶于NaOH溶液，也不与NaOH溶液反应，所以不能做喷泉实验，而HCl、SO2、CO2不仅可溶于NaOH溶液而且还可与NaOH溶液反应，所以能形成喷泉。答案：A【例4】(创新题)将足量NH3通入硝酸酸化的AgNO3溶液中，生成沉淀的物质的量(n)和通入NH3的体积(V)的关系正确的是()。解析：首