2013-2014学年 新课标高中化学总复习课件：第4单元第20讲 氮及其化合物

第 元

四

单

常见无机物第 20 讲氮及其化合物

热点知识剖析 氮族元素是高考的常考内容之一，新高考更 注重环保意识，如氮的氧化物与大气污染的 问题和磷的化合物与水污染的问题是热点知 识。氮的氧化物、氨气、铵盐、硝酸是本部 分的重点知识，这些知识常与化学基本概念、 反应原理、化学实验、化学计算相结合，突 出运用知识的综合能力。在复习中，要依靠 物质结构、元素周期律等理论作指导，抓住 分子结构，从结构上认识物质的性质，抓住 化合价的变化，从氮元素的不同价态认识物 3 质的氧化性与还原性。

基础知识回顾 一、氮及其氧化物 1.氮的存在自然界中N元素大部分以游离 态存在于空气中，也有一部分以化合态存 在于动、植物体内，土壤及无机盐中。氮 气在空气中约占总体积的78%。氮气分子 · · ·N · · N· 是双原子分子；电子式为 ，结构式 N≡N ·· · · 为 。由于氮分子的键能很大，所以氮 气的性质很稳定，只在高温条件下才能发 生一些化学反应。 4

(1)与H2反应： N2+3H2

高温、高压催化剂

2NH3

(2)与O2的反应：放电

N2+O2 = 2NO (3)与Mg的反 应： N2+3Mg = Mg3N25

点燃

氮的固定是指将空气中的氮气转变为氮的 化合物的过程，可分为自然固氮和人工固 氮。如工业合成氨为人工固氮，雷雨天产 生NO气体就属于自然固氮。 2.氮氧化物 (1)“雷雨发庄稼”的反应原理 放电 N2+O2 = 2NO . , 2NO+O2 = 2NO2 . , 3NO2+H2O=2HNO3+NO . 。 雨水中的HNO3进入土壤与矿物质作用 生成硝酸盐，其中NO-3被植物根系吸收。

(2)氮元素有+1、+2、+3、+4、+5五种 正价态，对应有N2O、NO、N2O3、NO2、 N2O4、N2O5六种氧化物 NO为无色有毒气体，不溶于水，极易与 O2反应：2NO+O2=2NO2,NO被氧化，颜 色由无色变为红棕色。实验室制法： 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+4H2O+2NO ↑;NO只能用排水法收集，不能用排空气法。

NO2是红棕色有刺激性气味的有毒气体，极 易与水反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO。 NO2自身结合成无色的N2O4 : 2NO 2 N 2 O 4 ΔH<0。 实验室制法： Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑; NO2只能用向上排空气法，不能用排水法集成。

(3)氮氧化物产生 氮肥的生产、金属的冶炼和汽车等交通工 具的广泛使用，使大量氮氧化物排放到空 气中，形成酸雨和光化学烟雾；为了预防 和控制氮氧化物对空气的污染，应使用清 洁能源，减少氮氧化物排放；为汽车安装 尾气转化装置；对生产化肥、硝酸工厂进 行废气处理等。9

二、氮肥的生产和使用 1.NH3的生产德国化学家哈伯首次合成出 了氨，反应方程式为 N2+3H2高温、高压 2NH3。 催化 剂

2.NH3的

物理性质 颜色：无色，气味：有刺激性，密度： 比空气小，溶解性：极易溶于水，1体积水可 溶解700体积NH3,易液化，常用作制冷剂。10

3.NH3的化学性质 (1)与H2O反应氨气溶于水形成的水溶液 称为氨水，大部分与水结合成NH3· 2O,部 H 分电离显碱性，化学方程式为： NH3+H2O NH3· 2O H NH+4+OH- 。 . (2)与酸反应与HCl、H2SO4、HNO3 反应的化学方程式分别为 NH3+HCl = NH4Cl; 2NH3+H2SO4 = (NH4)2SO4; NH3+HNO3 = NH4NO3。11

(3)与氧气反应化学方程式为 4NH3+5O2 催化剂高温4NO+6H2O (4)实验室制 法 ①原 理： △ Ca(OH)2+2NH4Cl = CaCl2+2H2O+2NH3↑ ②收集：向下排空气法。 ③检验：使润湿的红色石蕊试纸变蓝色； 和HCl相遇产生白烟。 ④干燥：用碱石灰(CaO和NaOH的固体 混合物)等碱性干燥剂。12

4.铵盐 (1)物理性质 铵盐是由铵根离子和酸根离子构成的化合 物，铵盐都易溶于水，呈白色或无色晶体。 碳铵指NH4HCO3,氯铵指NH4Cl,硫铵(肥 田粉)是指(NH4)2SO4,硝铵指 NH4NO3。 (2)化学性质 ①受热分解：如NH 4 Cl、NH 4 HCO 3 受 热分解，化学方程式分别为 △ NH4Cl = NH3↑+HCl↑; △ NH4HCO3 = NH3↑+H2O+CO2↑。 13

②与碱反应：如NH4Cl与Ca(OH)2反应， 产生NH3化学方程式为 △ 2NH4Cl+Ca(OH) 2 = CaCl2+2NH3↑+2H2O ________________________________________

发生装置与制氧气装置相同，收集NH3采 用向下排空气法；干燥NH3用碱石灰，不 能用浓硫酸或无水氯化钙作干燥剂。检验 NH3的方法有湿润的红色石蕊试纸变蓝或 遇浓盐酸有白烟。

三、硝酸的性质 1.硝酸的物理性质 硝酸是一种无色，具有挥发性的液体，工 业硝酸的质量分数为69%,常因溶有少量 NO2而略带黄色，质量分数在98%以上的 硝酸称为发烟硝酸。 2.硝酸的化学性质HNO3的化学性质主要表 现为“三性”: (1)酸性——酸的通性15

(2)不稳定性硝酸 不稳定，见光或受热易分解，其反应方程式： △ 4HNO3(浓) 或光照 2H2O+4NO2↑+O2↑ 因此，浓硝酸应盛放在棕色细口试剂瓶中， 。 . 应贮存在避光、低温处。 (3)强氧化性 ①与金属(除Pt、Au外)的反应Cu与浓、稀 HNO3反应的化学方程式分别为： Cu+4HNO3(浓)= Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)= 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O16