最新高中化学氮的循环5 精品Word下载.docx

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（二）氮循环的重要物质及其变化

1.氮气

（1）物理性质

无色无味的难溶于水的气体；

密度比空气小，在空气中约占总体积的78%，占其它质量的75%。

（2）分子结构

两个氮原子之间的强烈作用，要破坏这种牢固的结合，需要很高的能量。

常温下，N2的化学性质很不活泼，但在高温、放电、点燃等条件下能与O2、Mg、H2等反应。

（3）化学性质

①与O2反应：

N2+O2＝2NO②与H2反应：

N2+3H2＝2NH3

③与Mg的反应：

N2+3Mg＝Mg3N2

温馨提示：

●由于N2的化学性质不活泼，所以N2与其它物质的反应，需特别注意标明条件。

●N2和O2反应后，“最初产物”是NO，而不是NO2。

●一般情况下，N2不能燃烧，也不助燃，但Mg条却可以在N2中燃烧。

（4）用途：

a.保护气b.液氮作深度冷冻剂c.合成氨等

思考：

相同质量的镁条分别在O2、N2和空气中充分燃烧，所得固体产物的质量m1，m2，m3由大到小的顺序是

（解答：

m1>

m3>

m2）

重要补充：

①氮的固定

概念：

使空气中游离的氮转变为含氮化合物的方法。

分类：

自然固氮和人工固氮

②可逆反应

在相同条件下，能同时正反两个方向进行的反应，为可逆反应，化学方程式中用“

”代替“＝”。

特点：

相同条件下，相反方向的两个化学反应；

与化学反应有关的各种物质共存，如N2+3H2

2NH3反应体系中就存在N2、H2、NH3分子。

2、氮的氧化物—NO、NO2的重要性质

NO：

无色无味难溶于水的气体有毒

NO2：

红棕色有刺激性气味的气体有毒

（2）化学性质

2NO+O2＝2NO26NO+4NH3＝5N2+6H2O

3NO2+H2O＝2HNO3＋NO6NO2+8NH3＝7N2+12H2O

（3）计算中用到的两个重要化学方程式

4NO+3O2+2H2O＝4HNO3；

4NO2+O2+2H2O＝4HNO3

①NO有毒，为什么在1992年被世界著名学术期刊《科学》（Seience，美国）评为明星分子？

②NO2为什么能使多种织物退色，损坏多种织物和尼龙制品，对金属和非金属材料也有腐蚀作用？

③实验室如何收集NO、NO2？

为什么？

解答：

①NO作为一种神经系统的信使分子，在使血管扩张、免疫、增强记忆力等方面有着及其重要的作用。

②NO2溶于水生成了硝酸，使织物退色、腐蚀材料。

③收集NO用排水法，收集NO2用向上排空气法；

前者易与氧气反应，后者易与水反应

3、氮的氢化物——NH3

（1）分子结构

立体结构（三角锥形）

（2）物理性质

无色、有刺激性气味的气体，标况下密度为0.771g·

L－1，比空气轻，极易溶于水（1:

700），且快速溶解，易液化得液氨，液氨气化时要吸收大量的热，使物质的温度急剧下降，所以液氨常用作制冷剂。

关于喷泉实验：

①氨气能形成喷泉的本质原因是氨极易溶于水。

②用教材中的装置进行喷泉实验，引发水上喷的操作是挤压胶头滴管，使少量水进入烧瓶。

该实验的原理是，少量水进入烧瓶时，氨迅速溶解，瓶内压强迅速降低，水在外界大气压作用下，压入烧瓶。

如果把胶头滴管去掉，如何引发水上喷？

③氨溶解于水不是简单的溶解过程，有化学反应，生成碱性物质。

①氨与水的反应NH3+H2O

NH3·

H2O

说明：

●氨的溶解中更重要的是生成了NH3·

H2O，但溶质为NH3

●氨的水溶液显弱碱性，NH3·

H2O

NH4++OH—

●氨水易挥发，要密封保存，对许多金属有腐蚀作用，不能用金属容器盛装。

●氨水的密度小于水的密度，且质量分数越大，密度越小。

●氨水的成分：

NH3、H2O、NH3·

H2O、NH4+、OH—H+

②氨与HCl反应

NH3+HCl＝NH4Cl

练习：

写出NH3与硝酸、硫酸、磷酸的化学方程式

NH3+HNO3＝NH4NO3；

2NH3+H2SO4＝（NH4）2SO4；

3NH3+H3PO4＝（NH4）3PO4）

③氨与某些盐溶液的反应

FeCl3+3NH3·

H2O＝Fe（OH）3↓+3NH4Cl；

MgCl2+2NH3·

H2O＝Mg（OH）2↓+2NH4Cl

④氨的还原性

a.氨与O2的反应

催化氧化：

4NH3+5O2＝4NO+6H2O；

与纯O2反应：

4NH3+3O2＝2N2+6H2O

b.与Cl2反应

①氨气不足（Cl2过量）2NH3+3Cl2＝N2+6HCl

②氨气足量8NH3+3Cl2＝N2+6NH4Cl

c.与CuO的反应2NH3+3CuO＝3Cu+N2+3H2O（可用于制N2）

小结：

●NH3是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，可用于氨气的检验

●氨水与液氨为不同物质，氨水为混合物，液氨为纯净物;

NH3为非电解质，而NH3·

H2O为弱电解质。

●与浓氨水靠近，能产生白烟现象的物质：

①挥发性酸如浓HNO3、浓HCl②酸性气体HCl、HBr、HI、H2S等；

③Cl2。

但浓H2SO4、浓H3PO4因难挥发而无此现象。

●NH3可在纯氧中燃烧，不是在空气中燃烧，故NH3不属于可燃烧气体。

4.铵盐的主要性质

（1）概念：

由铵根离子和酸根离子组成的盐

（2）物理性质：

都是无色晶体，都易溶于水

①受热易分解

a.热不稳定酸的铵盐为NH3和酸的分解产物NH4HCO3

NH3↑+CO2↑+H2O

（对热不稳定酸：

H2CO3、H2SO3、H2SiO3）

b.挥发性酸对应的铵盐的分解产物是NH3和相应的酸NH4Cl

NH3↑+HCl↑

（挥发性酸：

HCl、HBr、H2S、HI）

c.高沸点酸的铵盐的分解产物为NH3和相应的酸（NH4）3PO4

3NH3↑+H3PO4

d.氧化性酸的铵盐的分解产物随温度而异2NH4NO3

2N2↑+O2↑+4H2O

②与碱反应NH4Cl+NaOH

NaCl+NH3↑+H2O

（4）NH4+的检测：

在未知溶液中加入强碱并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验，若试纸变蓝，则证明原溶液中含NH4+

①铵盐都能受热分解，能不能用此种方法检验NH4+的存在？

②铵盐与浓碱溶液，铵盐与稀碱溶液反应并加热，铵盐与稀碱溶液反应不加热的离子方程式有何不同？

①不能。

②生成氨气、生成氨气、生成一水合氨。

5.硝酸的重要性质

（1）物理性质：

纯HNO3是无色，易挥发（沸点83℃），有刺激性气味的液体。

易溶于水密度比水大，常用的浓HNO3质量分数为69%，98%的硝酸称“发烟硝酸”）

①酸的通性

②特性

a.不稳定性：

4HNO3

4NO2+O2+2H2O并且越多越易分解

b.强氧化性：

浓硝酸可以与不活泼金属如铜、银等以及碳、磷等非金属反应。

①浓、稀HNO3均有强氧化性②氧化性：

浓HNO3>

稀HNO3

③金属与硝酸反应不产生H2，而是与浓硝酸反应生成NO2，与稀HNO3生成NO

4HNO3（浓）+Cu＝Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O

8HNO3（稀）+3Cu＝3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O

小知识：

●常温下浓HNO3可使铁、铝表面形成致密的氧化物膜而钝化，（浓H2SO4也有此性质）因此可用铁、铝容器盛放浓H2SO4、HNO3。

●氧化性酸和酸的氧化性：

酸的氧化性是指H+的氧化性；

氧化性酸是酸根离子中心原子获得电子的性质。

①分别将盛有浓HCl，浓H2SO4，浓HNO3的烧杯置于空气中，其中质量增加的是，质量减少的是，原因分别是。

②浓HNO3为什么常是黄色？

浓HNO3如何保存？

①浓H2SO4；

浓HCl、浓HNO3；

浓H2SO4有吸水性，吸收空气中的水蒸气；

浓HCl、浓HNO3都有挥发性。

②浓硝酸易分解产生NO2，NO2溶于水显黄色；

浓硝酸通常保存在棕色瓶中，置于冷暗处。

【典型例题】

例1.下列过程属于人工固氮的是（）

A.分离液态空气制氮气B.闪电时N2转化为NO

C.合成氨D.豆科作物根瘤菌将N2转化为NH3

答案：

C

解析：

该题目考查氮的固定知识，将空气中游离态的氮转化为化合物的方法，统称为氮的固定，分为自然固氮和人工固氮，B、D属于自然固氮，C属于人工固氮。

点评：

本题属于基本概念应用题

例2.采用不同的分类方法，可将非金属氧化物分为不同的类别。

例如，从某种意义讲P2O5、SO2、SO3、CO2、Cl2O7等归为一类，则下列氧化物中与它们同属一类的是（）

A.COB.NOC.N2O5D.NO2

本题考查了基本概念。

题目中所给氧化物都是酸酐，而所给选项中CO、NO、NO2都是不成盐氧化物，只有N2O5是硝酸的酸酐。

解答本题关键是从题干中准确分析、判断、归纳出几种物质的共同规律，分析选项时，明确非金属氧化物可能是酸性氧化物，也可能不是。

结合平时积累的知识解决问题。

例3.有关氨的性质的叙述中正确的是（）

A.氨不能在空气中燃烧

B.氨水呈碱性

C.氨气和酸相遇能产生白色烟雾

D.在反应NH3+H+＝NH4+中，氨失去电子被氧化

AB

氨只能在纯氧中燃烧，不能在空气中燃烧，A正确；

因为NH3·

H2O＝NH4++OH-，故氨水呈碱性，并视为一元弱碱，B正确；

氨气只有与挥发性酸相遇才能生成白烟，C错；

反应NH3+H+＝NH4+为非氧化还原反应，D错。

综上分析，本题答案为A、B。

氨是一种重要的物质，学习中应全面掌握氨的重要性质。

例4.为了测定某铜银合金的成分，将30.0g合金溶于80mL13.5mol·

L-1的浓HNO3中，待合金完全溶解后，收集到气体6.72L（标准状况），并测得溶液中c（H+）＝1mol·

L-1。

假设反应后溶液的体积仍为80mL，试计算：

（1）被还原的HNO3的物质的量；

（2）合金中银的质量分数。

（1）0.3mol

（2）36%

（1）HNO3被还原生成NO或NO2气体