第七讲 氮及其重要化合物的性质和应用.docx

1、第七讲 氮及其重要化合物的性质和应用第七讲 氮及其重要化合物的性质和应用一、知识梳理1知识结构 2氮及其化合物转化关系图：3氮族元素 （1）氮族元素 包括氮（N）、磷（P）、砷（As）、锑（Sb）、铋（Bi）五种元素，最外层有5个电子，电子层数不同， 是VA族元素。 （2）氮族元素性质比较 在周期表中从上到下性质相似，最高价态为+5，负价为-3，Sb、Bi无负价；最高价氧化物水化物（HRO3或H3RO4）呈酸性。但非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强，从非金属元素逐渐过渡到金属元素。具体表现为：如氢化物的稳定性：NH3PH3AsH3，最高价氧化物水化物的酸性：HNO3H3PO4等；这是由于它们的原

2、子中最外层都有5个电子（性质相似），而在周期表中按从上到下的顺序电子层数逐渐增多（得电子能力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强）引起的。4氮元素单质及其重要化合物的主要性质、制法及应用氮元素是一种典型的变价元素，掌握氮元素形成的单质和化合物的有关知识，应抓住以下线索（N元素化合价为线索） 化合价 -3 0 +2 +4 +5 物 质 NH3 N2 NO NO2 HNO3 （铵盐） （硝酸盐） 而对其中每种物质都从结构、性质（物理、化学）、制法、用途四方面来认识理解记忆，最后在各物质（不同价态间）间形成相互转化的知识网络。氨气（NH3）（1）分子结构：由极性键形成的三角锥形的极性分子，N原子有一孤对电子

3、；N -3价，为N元素的最低价态（2）物理性质：无色、刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，常温常压下1体积水能溶解700体积的氨气，易液化（可作致冷剂）（3）化学性质：与H2O反应：NH3 + H2O NH3H2O+，溶液呈弱碱性，氨水的成份为：NH3、 H2O、NH3H2O、H+，氨水易挥发； 与酸反应：NH3 + HClNH4Cl NH3 + HNO3NH4NO3 （有白烟生成）； 还原性（催化氧化）：4NH3 + 5O24NO + 6H2O（N为-3价，最低价态，具有还原性）（4）实验室制法 Ca(OH)2 + 2NH4ClCaCl2 + 2NH3 + 2H2O； 工业上采取N2

4、与H2在高温高压催化剂条件下合成氨气（5）用途：化工原料，制硝酸、氮肥等，作致冷剂铵盐（1）物理性质：白色晶体，易溶于水（2）化学性质：受热分解： NH4HCO3NH3 + H2O + CO2（30以上可分解）， NH4ClNH3+ HCl 与碱反应：Ca(OH)2+ 2NH4ClCaCl2 + 2NH3 + 2H2O 铵盐与碱溶液反应的离子方程式： + NH3+ H2O（该性质可用于 氨气的制取和铵根离子的检验） 氮气（N2）（1） 分子结构：电子式为NN，结构式为NN，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

5、%。（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）。高温、高压 催化剂 N2中N元素0价，为N的中间价态，既有氧化性又有还原性与H2反应： N2 + 3H2 2NH3 点燃 与O2反应： N2 + O2 2NO 与活泼金属反应： N2 +3 MgMg3N2（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。 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

6、 类色 态化学性质N2O无色气体较不活泼NO无色气体活泼，不溶于水N2O3（亚硝酸酐）蓝色液体（-20）常温极易分解为NO、NO2NO2红棕色气体较活泼，与水反应N2O4无色气体较活泼，受热易分解N2O5（硝酸酸酐）无色固体气态时不稳定，易分解 （2）NO和NO2的重要性质和制法 性质：2NO + O2 2NO2（易被氧气氧化，无色气体转化为红棕色）；2NO2 （红棕色） = N2O4（无色）（平衡体系）；3NO2 + H2O2HNO3 + NO （工业制硝酸）；NO + NO2 + 2NaOH2NaNO2 + H2O（尾气吸收）；NO2有较强的氧化性，能使湿润的KI淀粉试纸变蓝。制法：NO：

7、 3Cu + 8HNO3（稀）3Cu（NO3）2 + 2NO + 4H2O（必须_ 法收集NO）； NO2：Cu + 4HNO3（浓）Cu（NO3）2 + 2NO2 + 2H2O （必须_法收集NO2） （3）氮的氧化物溶于水的计算 NO2或NO2与N2（非O2）的混合气体溶于水可依据3NO2 + H2O2HNO3 + NO 利用气体体积变化差值进行计算。 NO2和O2的混合气体溶于水时由4NO2 + O2 + 2H2O4HNO3进行计算，当体积比V（NO2）V（O2）=41时，恰好反应；41时，NO2过量，剩余NO；b若abO2搭配课堂训练题【题目】：某化学课外小组欲用固体与液体反应(不需加热)，快速简便地制取一满瓶(125 mL)干燥的氧气。（1）从所提供的仪器(或装置)A至G中，选出所需要的(填序号)_。 （2）选用的试剂为_，化学反应方程式_。 （3）用上述所选的气体发生装置，除可制取O2、H2、CO2外，请于下表中写出还可用此装置制取的2种其他气体及制取该气体所需的试剂。气体所需试剂三、课后自我检测A类题（10道题）：1