无机8高一学生版 氮.doc

高中化学加油站 主讲：岳阿娟老师
态度决定高度
细节决定成败

氮及其化合物
（一）氮气（N2）
(1) 分子结构：电子式为∶N┇┇N∶，结构式为N≡N，氮氮叁键键能大，分子结构稳
定，化学性质不活泼。
(2) 物理性质：纯净的氮气是无色无味的气体，难溶于水，空气中约占总体积的78%。
(3) 化学性质：常温下性质稳定，可作保护气；但在高温、放电、点燃等条件下能与H2、O2、IIA族的Mg、Ca等发生化学反应，即发生氮的固定（将空气中的氮气转变为含氮化合物的过程，有自然固氮和人工固氮两种形式）N2中N元素0价，为N的中间价态，既有氧化性又有还原性

①与H2反应：
②与O2反应：
③与活泼金属反应
(4) 氮气的用途：化工原料；液氮是火箭燃烧的推进剂；还可用作医疗、保护气等。
（二）氮的氧化物
(1) 氮的氧化物简介：氮元素有+1、+2、+3、+4、+5五种正价态，对应有六种氧化物
种 类
色 态
化学性质
N2O
气体
较不活泼
NO
气体
，不溶于水
N2O3（亚硝酸酐）
液体（-20℃）
常温极易分解为NO、NO2
NO2
气体
较活泼，与水反应
N2O4
气体
较活泼，受热易分解
N2O5（硝酸酸酐）
固体
气态时不稳定，易分解
例1. 将22.4L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后，气体体积11.2L（体积均在相同条件下测定），则该氮氧化合物的化学式为 ( )
A．NO2 B.N2O2 C.N2O D.N2O4
解析：

NO和NO2的重要性质和制法
(2) ①性质： （易被氧气氧化,无色气体转化为红棕色）；
（平衡体系）；
（工业制硝酸）；
尾气吸收）；
NO2有较强的氧化性,能使湿润的KI淀粉试纸变蓝。
②制法：
NO2：
(3) 氮的氧化物溶于水的计算：
(4) ①NO2或NO2与N2（非O2）的混合气体溶于水可依据
(5) 3NO2 + H2O ＝ 2HNO3 + NO利用气体体积变化差值进行计算。
(6) ②NO2和O2的混合气体溶于水时由4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3进行计算，当体积比V（NO2）：V（O2）=4：1时，恰好反应；
>4：1时，NO2过量，剩余NO；
<4：1时，O2过量，剩余O2。
③NO和O2同时通入水中时，由4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3进行计算，原理同②方法。
④NO、NO2、O2的混合气体通入水中，先按①求出NO的体积，再加上混合气体中NO的体积再按③方法进行计算。
(7) 氮的氧化物（NO、NO2）对环境的影响：氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因，同时也可造成水体污染。汽车尾气中的氮氧化物（燃料在发动机内高温燃烧时，空气中的氮气与氧气反应生成的）与碳氢化合物经紫外线照射发生反应生成形成的一种有毒的烟雾，称为光化学烟雾。光化学烟雾具有特殊气味，刺激眼睛、伤害植物并使大气能见度降低。另外，氮氧化物与空气中的水反应生成硝酸和亚硝酸，是酸雨的成分。大气中氮氧化物主要来源于化石燃料的燃烧、汽车尾气和植物体的焚烧，以及农田土壤和动物排泄物中含氮化合物的转化。因此必须减少氮氧化物的排放，控制进入大气、陆地和海洋的含氮的氧化物。
在工业上含氮氧化物的尾气吸收常用以下反应：
，既可以回收尾气，生成的亚硝酸盐又是重要的化工原料。
（三）硝酸(HNO3)
(1) 物理性质：无色、刺激性气味、易挥发液体，能与水以任意比例互溶，常用浓硝
酸的质量分数大约为69%。
(2) 化学性质：硝酸为强酸，具有以下性质：
① 具有酸的通性
② 不稳定性：
③强氧化性：无论浓稀硝酸均具有强氧化性，与金属反应时不放出氢气
a.与金属反应：

常温下浓硝酸与铁、铝发生钝化
b.与非金属反应：
c.与其他还原剂反应,如H2S、SO2、Fe2+等
d.与有机物反应:硝化反应、酯化反应、与蛋白质发生颜色反应等。
(3) 制法：
①实验室制法：
硝酸盐与浓硫酸微热
（不能用强热和稀硫酸）；
②工业制法：
氨的催化氧化法

尾气处理：
用途：制硝酸盐、氮肥、炸药、染料等。
【典型例题】
例1．已知A、B、C、D、E五种物质有如图
所示的转化关系（部分反应物及反应条件未列出，若解+Cu
题时需要，可作合理假设），且五种物质中均含有A元素。若A为一种气体单质
① D的化学式为
D
A
C
B
E
② D→E的化学方程式为
③ B→C的化学方程式
④ E→C的离子方程式为 。

解析：

例2．汽车安全气囊是德国安全的重要保障。当车辆发生碰撞的瞬间，安全装置通电点火使其中的粉末分解释放出大量的氮气形成气囊，从而保护司机及乘客免受伤害。为研究安全气囊工作的化学原理，取安全装置中的粉末进行实验。经组成分析，确定该粉末仅Na、Fe、N、O四种元素。水溶性试验表明，固体粉末部分溶解。经检测，可溶物为化合物甲；不溶物为红棕色固体，可溶于盐酸。
取13.0g化合物甲，加热使其完全分解，生成氮气和单质乙，生成的氮气折合成标准状况下的体积为6.72L。单质乙在高温隔绝空气的条件下与不溶物红棕色粉末反应生成化合物丙和另和一种单质。化合物丙与空气接触可转化为可溶性盐。
请回答下列问题：
（1）甲的化学式为 ，丙的电子式为 。
（2）若丙在空气中转化为碳酸氢盐，则反应的化学方程式为 。
（3）单质乙与红棕色粉末发生反应的化学方程式为 ，安全气囊中红棕色粉末的作用是 。
（4）以下物质中，有可能作为安全气囊中红棕色粉末替代品的是 。
A. KCl B. KNO3 C. Na2S D. CuO
解析：

四、随堂练习
1. 区别NO2和溴蒸气应当选用的试剂是（　　）
A．淀粉碘化钾试纸　　B．硝酸银溶液　　C．石蕊试液　　D．酚酞试液

2．下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述，正确的是 (　　)
A．常温下都用铜容器贮存 B．露置在空气中，容器内酸液的质量都减轻
C． 常温下都能与铜较快反应 D．露置在空气中，容器内酸液的浓度都降低
解析：

3．从绿色化学的理念出发，下列实验不宜用如图所示装置进行的是 (　　)
A．不同浓度的硝酸与铜反应
B．稀硫酸与纯碱或小苏打反应
C．铝与氢氧化钠溶液或盐酸反应
D．H2O2在不同催化剂作用下分解
解析：

4．烧瓶中放入铜片和稀硝酸，来制取较纯净的一氧化氮，反应开始后发现烧瓶中充满红棕色气体，这时的操作应是 (　　)
A．立即接上收集容器，用向上排空气法收集
B．待烧瓶中红棕色气体消失后，用向上排空气法收集
C．待烧瓶中红棕色气体消失后，用排水法收集
D．立即用排水法收集
解析：

5．如右图所示为装有活塞的密闭容器，内盛22.4 mL一氧化氮。若通入11.2 mL氧气(气体体积均在标准状况下测定)，保持温度和压强不变，则容器内的气体密度是 (　　)
A．等于1.369 g·L－1 B．等于2.054 g·L－1
C．在1.369 g·L－1和2.054 g·L－1之间 D．大于2.054 g·L－1
解析：

6．用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火。其原因是 ( )
①幕布的着火点升高 ②幕布的质量增加
③氯化铵分解吸收热量，降低了温度 ④氯化铵分解产生的气体隔绝了空气
A．①② B．③④ C．③④ D．②④

【解析】

7．某金属单质跟一定浓度的硝酸反应，假定只产生单一的还原产物，当参加反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为2∶1时，还原产物是 (　　)
A．NO2 B．NO C．N2O D．N2
解析：

8．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解9.6 g。向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列
分析或结果错误的是 (　　)
A．原混合酸中NO物质的量为0.1 mol
B．OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段产生氢气
C．第二份溶液中最终溶质为FeSO4
D．H2SO4浓度为2.5 mol·L－1
解析：

9．从某些性质看：NH3和H2O，NH和H3O＋，NH和OH－，N3－和O2－两两相似，据此判断下列反应：
①2Na＋2NH3===2NaNH2＋H2↑ 　②CaO＋2NH4Cl===CaCl2＋2NH3↑＋H2O　
③3Mg(NH2)2Mg3N2＋4NH3↑　④NH4Cl＋NaNH2NaCl＋2NH3↑
其中正确的是 (　　)
A．③ B．② C．②③ D．①②③④
解析：

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人生不可能永远幸福，也不可能长久地陷入不幸福