學習內容：1、氮氣與氮的固定2、一氧化氮和二氧化氮3、氨和銨鹽4、硝酸、酸雨及防治第二節

氮及其化合物01氮氣與氮的固定一、氮氣和氮的固定1.氮原子在周期表中的位置氮元素位于元素周期表第

二

周期第

ⅤA

族。氮原子的最外電子層有5個電子,既

不容易

得到3個電子,也

不容易

失去5個電子,一般通過

共用電子對

與其他原子相互結合構成物質。

2.氮氣的性質（1）、物理性質色、態氣味密度水中溶解性毒性無色氣體無臭比空氣的略小難溶無毒(2)化學性質在一定條件下,可以與氧氣、氫氣、鎂等反應,分別寫出反應的化學方程式。通常情況下N2化學性質穩定的原因是什么?提示:氮分子是由氮原子構成的雙原子分子,兩個氮原子之間共用三對電子,使每個氮原子均達到穩定結構,要破壞這種牢固的結合需要很高的能量,所以通常情況下N2的化學性質很穩定。3.氮的固定將大氣中游離態的氮轉化為氮的化合物的過程叫做氮的固定。(1)自然固氮:大自然通過閃電釋放的能量將空氣中的氮氣轉化為含氮的化合物,或

者通過豆科植物的根瘤菌將氮氣轉化成氨。(2)人工固氮:人類通過控制條件,將氮氣氧化或還原為氮的化合物。最重要的人工

固氮途徑是工業合成氨。1.下列變化中不屬于氮的固定的是()。A.豆科植物的根瘤菌把氮氣變為NH3B.閃電時,空氣中的O2和N2化合成NOC.工業上將NH3與CO2在高溫、高壓下制成CO(NH2)2D.工業上用N2和H2合成NH32.下列關于氮氣的說法中錯誤的是()。A.通常情況下N2性質很穩定,所以N2可以在電焊時作保護氣B.N2+O22NO,該反應是汽車尾氣造成污染的主要因素之一C.N2在空氣中約占質量比的D.在反應3Mg+N2Mg3N2中N2作氧化劑3.下列說法中錯誤的是()。A.氮在自然界中既有游離態又有化合態B.通常情況下,氮氣性質很不活潑C.與氫氣在一定條件下發生反應,氮氣是還原劑D.大氣、陸地和水體中的氮元素在不停地進行著氮的循環02一氧化氮和二氧化氮一氧化氮和二氧化氮物理性質顏色狀態氣味毒性水溶性NO無色氣態無臭有毒不溶NO2①

紅棕

色氣態有②

刺激性

氣味有毒易溶(反應)相互轉化(1)NO→NO2:

2NO+O2=2NO2。

(2)NO2→NO:

3NO2+H2O=2HNO3+NO。(3)若NO和O2通入水中,恰好完全反應的化學方程式為③

4NO+3O2+2H2O=4HNO3

。(4)若NO2和O2通入水中,恰好完全反應的化學方程式為④

4NO2+O2+2H2O=4HNO3

。NO、NO2與堿溶液反應(1)NO不能與NaOH溶液反應。(2)NO和NO2的混合氣體能與NaOH溶液反應,化學方程式為NO+NO2+2NaOH

2NaNO2(亞硝酸鈉)+H2O。氮的氧化物與氧氣混合溶于水的反應規律1.NO2或NO2和N2的混合氣體溶于水時可依據:3NO2+H2O==2HNO3+NO,利用氣體體積差值進行計算。2.NO2和O2的混合氣體、NO和O2的混合氣體與水反應的化學方程式為3NO2+H2O==2HNO3+NO①

2NO+O2==2NO2

②

由方程式①×2+②得:4NO2+O2+2H2O==4HNO3

③

由方程式①×2+②×3得:4NO+3O2+2H2O==4HNO3

④3.NO2和O2混合后溶于水時,由4NO2+O2+2H2O==4HNO3可知,當體積比4.NO和O2混合后溶于水時,其反應關系式是4NO+3O2+2H2O==4HNO3,5.NO、NO2、O2三種氣體混合后通入水中時,可先求出NO2與H2O反應生成的NO的體積,再加上原混合氣體中的NO的體積即為NO的總體積,再進行計算。比較NO和NO2的收集方法。提示:氣體收集要考慮到氣體密度大小、溶解性、能否發生反應等方面。常溫下NO易與O2反應,收集NO只能用排水法而不能用排空氣法。NO2易與水反應且密度比空氣大,收集NO2不能用排水法,只能用向上排空氣法。1.(2020江蘇淮安高一開學考試)下列有關NO2的說法正確的是()A.NO2可由N2與O2反應直接制備B.NO2有毒,但因其易溶于水且與水反應,因此不屬于大氣污染物C.NO2既有氧化性也有還原性D.NO2為紅棕色氣體,因此將NO2通入水中,溶液顯紅棕色2.(雙選)(2020陜西西安一中高一期末,)如圖所示,試管中盛裝的是紅棕色氣體(可能是混合物),當倒扣在盛有水的水槽中時,試管內液面上升,但不能充滿試管,當向試管內鼓入氧氣后,可以觀察到試管中水柱繼續上升,經過多次重復后,試管內完全被水充滿,則原來試管中盛裝的氣體()A.可能是N2與NO2的混合氣體B.只可能是NO2一種氣體C.可能是NO2與NO的混合氣體D.可能是O2與NO2的混合氣體03

氨和銨鹽顏色氣味密度水中溶解性沸點無色刺激性氣味小于空氣極易溶于水(常溫常壓下,1體積水大

約可溶解700體積氨)較低(易液化)氨氣的物理性質噴泉實驗的原理是什么?提示:當氣體接觸外部的水或溶液時,由于氣體大量溶解或與溶液中的溶質發生化學反應,從而使容器內氣壓迅速降低,在外界大氣壓作用下,外部液體迅速進入容器,通過尖嘴導管噴出,形成噴泉。氨氣的化學性質。NH3—氨的用途a.氨氣是氮肥工業、有機合成工業及制造硝酸、銨鹽和純堿的原料。b.氨氣易液化,液氨可用作⑥

制冷劑

。銨鹽1.概念:銨根離子和酸根離子構成的化合物。2.物理性質:都是無色或白色晶體,絕大多數銨鹽易溶于水。3.化學性質（1）不穩定性NH4Cl受熱分解:NH4Cl

NH3↑+HCl↑。現象:白色固體消失,在試管口處重新凝華成白色固體。NH4HCO3受熱分解:NH4HCO3

NH3↑+H2O+CO2↑。現象:白色固體消失,在試管口處有無色液體。（2）與堿反應知識拓展若銨鹽中酸根離子所對應的酸具有強氧化性,如硝酸、重鉻酸等,則加熱分解生成的氨氣和酸之間會發生氧化還原反應,生成物中就不再有NH3,而一般得到的是N2。

氨氣的實驗室制備方法1.實驗原理:固體氯化銨與氫氧化鈣混合加熱制得。2.實驗裝置3.收集:用向下排空氣法(因為氨氣的密度小于空氣的密度)。4.干燥:堿石灰(CaO和NaOH的混合物)。5.檢驗是否收集滿的兩種方法:一種是將濕潤的紅色石蕊試紙靠近試管口,若試紙變藍,則說明已收集滿;另一種方法是用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口,若有白煙產生,則說明已收集滿。！特別提醒1.制氨氣所用的銨鹽不能用硝酸銨、碳酸銨等。因為加熱過程中NH4NO3可能發生爆炸性分解反應(2NH4NO32N2↑+O2↑+4H2O),發生危險;而碳酸銨受熱易分解產生CO2,使生成的氨氣中有較多CO2雜質。

2.Ca(OH)2不能用NaOH、KOH代替,原因是:

①NaOH、KOH具有吸濕性,易結塊,不利于產生NH3。

②NaOH、KOH在高溫下均能腐蝕試管。3.干燥劑可用堿石灰或CaO固體或NaOH固體,不能用酸性干燥劑(如濃硫酸、P2O5)、無水CaCl2等,因為它們均能與NH3發生反應。

4.NH3極易溶于水,制備時盡可能使其不與水接觸以減少損失和防止倒吸現象發生。

5.管口塞棉花的目的是防止氨與空氣發生對流而使收集的氨氣不純。6.氨氣的發生裝置還可以用來制取O2等。1.(2020河北邯鄲高一期中)關于氨的下列敘述中,不正確的是()A.液氨是純凈物B.實驗室制氨氣的方法是加熱NH4ClC.氨易液化,可用作制冷劑D.氨極易溶于水,因此可用來做噴泉實驗2.下列有關氨的敘述中,正確的是()A.氨氣極易溶于水,故只能用向上排空氣法收集B.氯化銨受熱易分解,故可用加熱氯化銨固體的方法制取氨氣C.氨氣是一種重要的化工產品,工業上用氮氣和氫氣合成氨氣D.檢驗氨氣可用濕潤的藍色石蕊試紙接近產生氣體的導管口,觀察試紙顏色變化3.(2020黑龍江大慶高一月考)下列關于銨鹽的敘述中正確的是()①所有銨鹽中,氮元素化合價都是-3價②所有銨鹽都溶于水③銨態氮肥不宜與堿性物質混合使用④銨鹽都是離子化合物⑤銨鹽都能與堿反應,不能與酸反應A.①③④ B.②③④C.①②③④ D.①②③④⑤04硝酸、酸雨及防治1.物理性質顏色狀態氣味特性無色液態刺激性氣味易揮發2.化學性質(1)酸性:屬于強酸,具有酸的通性,如CaCO3與HNO3反應的化學方程式為CaCO3+2HNO3(稀)

Ca(NO3)2+CO2↑+H2O。(2)不穩定性:濃硝酸見光或受熱易分解,化學方程式為4HNO3

4NO2↑+O2↑+2H2O硝酸(3)強氧化性硝酸具有強氧化性,能與除金、鉑、鈦以外的大多數金屬反應。a.Cu與濃HNO3反應的化學方程式為Cu+4HNO3(濃)

Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。Cu與稀HNO3反應的化學方程式為3Cu+8HNO3(稀)

3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。b.與Fe、Al反應:常溫下濃硝酸或濃硫酸可使鐵、鋁表面形成致密的氧化膜而鈍化

,所以可以用鐵容器或鋁容器盛放濃硝酸、濃硫酸。知識拓展濃硝酸和濃鹽酸的混合物(體積比為1∶3)叫做王水,能溶解一些不溶于硝酸的金屬,如金、鉑等。3.用途硝酸是一種重要的化工原料,可用于制造炸藥、染料、硝酸鹽等。

判斷正誤,正確的畫“√”,錯誤的畫“?”。1.農諺“雷雨發莊稼”和“塘泥泥豆紅花草,農家做田三件寶”均包含著自然固氮過程,其中起到“固氮”作用的分別是“雷雨”和“紅花草”。“雷雨”將空氣中的N2最終轉化成硝酸,“紅花草”中的根瘤菌則將N2最終轉化為NH3,所以“雷雨”固氮是一個氮元素的氧化過程,“紅花草”固氮是一個氮元素的還原過程

(√)提示:“雷雨”固氮是將氮氣氧化為氮氧化物,最終轉化為硝酸,是一個氮元素的氧

化過程;“紅花草”固氮是將氮氣最終還原為氨氣,是一個氮元素的還原過程。2.碳銨(NH4HCO3)常用作“追肥”,但施肥不當會造成燒苗。燒苗現象的出現與碳

銨受熱易分解產生NH3有關

(√)提示:由于碳銨(NH4HCO3)受熱易分解,分解產生的氨氣會燒傷秧苗。3.硝酸是一種重要的無機化工原料。由于常溫下鋁遇濃硝酸會發生鈍化,所以鋁是濃、稀硝酸理想且經濟的容器

(

?)提示:常溫下鋁遇濃硝酸發生鈍化。但稀硝酸與鋁會不斷反應,使鋁溶解。4.常溫下,NO與O2混合能生成NO2,此過程中氮元素被氧化;NO2與H2O反應部分能轉變為NO,此過程中氮元素僅被還原

(

?

)提示:NO與O2反應生成NO2,此過程中氮元素被氧化,而NO2與H2O反應生成硝酸和

NO,氮元素既被氧化,又被還原。5.NO2有毒性,實驗室進行有關實驗時所產生的NO2可用濃NaOH溶液吸收除去

(√)提示:NO2能與NaOH溶液完全反應,生成硝酸鈉和亞硝酸鈉。6.將NO2通入水中,NO2與水反應生成HNO3,所以NO2屬于酸性氧化物,為硝酸的酸酐(

?)提示:酸性氧化物與水