1、氮及其化合物氮及其化合物1 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质的氧化性与还原性。2 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
2、约占总体积的78%。氮气分子是双原子分子；电子式为 ，结构式为 。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。N NNN3(1)与与H2反应：反应：(3)与与Mg的反的反 应：应：N2+3Mg=Mg3N2点燃点燃(2)与与O2的反应：的反应：N2+O2=2NO放电放电N2+3H2 2NH3高温、高压催化剂高温、高压催化剂 4 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.氮氧化物氮氧化物(1)“雷雨发庄稼雷雨发庄稼”的反应原理的反应原理.,.,.。雨水中的雨水中的HN
3、O3进入土壤与矿物质作用进入土壤与矿物质作用生成硝酸盐，其中生成硝酸盐，其中NO-3被植物根系吸收。被植物根系吸收。3NO2+H2O=2HNO3+NON2+O2=2NO放电放电2NO+O2=2NO25（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。6 NO2是红棕色有刺激性气味的有毒气体，极易与水反应：3N
4、O2+H2O=2HNO3+NO。NO2自身结合成无色的N2O4：2NO2 N2O4H0。实验室制法：实验室制法：Cu+4HNO3（浓）（浓）=Cu(NO3)2+2H2O+2NO2；NO2只能用向上排空气法，不能用排水法集成。只能用向上排空气法，不能用排水法集成。7（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。8 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2
5、.NH3的物理性质的物理性质颜色：无色，气味：有刺激性，密度：颜色：无色，气味：有刺激性，密度：比空气小，溶解性：极易溶于水，比空气小，溶解性：极易溶于水，1体积水可体积水可溶解溶解700体积体积NH3，易液化，常用作制冷剂。，易液化，常用作制冷剂。N2+3H2 2NH3。催化催化 剂剂 高温、高压高温、高压9 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NH3H2O，部分电离显碱性，化学方程式为：NH3+HCl=NH4Cl;2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4;NH3+HNO3=NH4NO3。（2）与酸反应与）与酸反应与HCl、H2SO4、HNO
6、3反应的化学方程式分别为反应的化学方程式分别为.。NH3+H2O NH3H2O NH+4+OH-10 收集：向下排空气法。检验：使润湿的红色石蕊试纸变蓝色；和HCl相遇产生白烟。干燥：用碱石灰（CaO和NaOH的固体混合物）等碱性干燥剂。(3)与氧气反应化学方程式为与氧气反应化学方程式为(4)实验室制实验室制 法法原原 理：理：催化剂高温催化剂高温4NH3+5O2 4NO+6H2OCa(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2H2O+2NH311 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
7、）是指（NH4）2SO4，硝铵指NH4NO3。(2)化学性质化学性质受热分解：如受热分解：如NH4Cl、NH4HCO3受受热分解，化学方程式分别为热分解，化学方程式分别为NH4Cl=NH3+HCl;NH4HCO3=NH3+H2O+CO2。12 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。与碱反应：如与碱反应：如NH4Cl与与Ca(OH)2反应，反应，产生产生NH3化学方程式为化学方程式为_2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3+2H2O13 三、硝酸的性质 1.
8、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14(2)不稳定性硝酸 不稳定，见光或受热易分解，其反应方程式：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 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：3Cu+8HNO3(稀）稀）=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O4HNO3(浓浓)2H2O+4NO2+O2或光照或光照Cu+4HNO3(浓）浓）=Cu(NO3)2
9、+2NO2+2H2O.。15 铁、铝遇冷的浓HNO3能发生钝化，故可用铁、铝的容器贮存或运输冷的浓HNO3。HNO3能氧化含S2-、I-、Fe2+、Br-、SO2-3的化合物。与非金属反应。如：C、S等.;C+4HNO3(浓浓)=CO2+4NO2+2H2O16(4)其他性质 与某些有机物反应：例如，苯的硝化反应。*稀硝酸与少量铁：Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO+2H2O稀硝酸稀硝酸与足量铁：与足量铁：3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O17 3.硝酸的工业制法工业上制备硝酸一般分为三个过程（1）NH3的催化氧化，在热交换器中进行，方程式为:4NH3+5O2 4NO
10、+6H2O。（2）生成NO2：2NO+O2=2NO2(写反应方程式)。（3）水吸收NO2，在吸收塔中进行，反应的方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO。高温催化剂高温催化剂18 4.硝酸的用途：是一种重要的化工原料，用于制备氮肥、染料、塑料、炸药、硝酸盐等。19 重点知识归纳 一、氮及其化合物20 二、氮的氧化物溶于水的计算 1.NO2或NO2与N2(无O2)的混合气体溶于水时可依据：3NO2+H2O=2HNO3+NO，利用气体体积变化差值进行计算。2.NO2和O2的混合气体溶于水时，由4NO2+O2+2H2O=4HNO3知，当体积比：=4 1，恰好完全反应，恰好完全反应4 1，NO2过
11、量，剩余气体过量，剩余气体为为NO,V(NO)=13V余余(NO2)4 3，剩余为NO 途径(1)途径(2)D.所消耗的硝酸的物质的量是途径(1)途径(2)途径(3)D31 若生成3 mol Cu(NO3)2，可得消耗原料量及生成污染物NOx的量(见下表)：本题是评价制备方案的优劣。本题是评价制备方案的优劣。从绿色化学角度看要节约原料；是副产品从绿色化学角度看要节约原料；是副产品对环境污染小。对环境污染小。(1)Cu+4HNO3(浓浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O(2)3Cu+8HNO3(稀稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O(3)2Cu+O22CuO,CuO+2HNO3Cu(NO
12、3)2+H2O32上表知：上表知：(1)耗耗HNO3最多，生成污染物最多，生成污染物最多；最多；(3)耗耗HNO3最少，没有污染物。最少，没有污染物。33 方法指导：本题考查对硝酸性质、用途的理解及氧化还原反应知识，通过分析比较选择出最佳途径的能力。从不同浓度硝酸与铜的反应可以看出，在硝酸与铜的反应中，硝酸充当了氧化剂和提供硝酸根两种作用，因稀硝酸与铜反应时，氮元素的化合价由+5降为+2价，故作为氧化剂消耗的硝酸较少，而(3)中氧气为氧化剂，硝酸全部用于提供酸根，故消耗硝酸的物质的量为(1)(2)(3)。34 85.每一年，我都更加相信生命的浪费是在于：我们没有献出爱，我们没有使用力量，我们表
13、现出自私的谨慎，不去冒险，避开痛苦，也失去了快乐。约翰B塔布 86.微笑，昂首阔步，作深呼吸，嘴里哼着歌儿。倘使你不会唱歌，吹吹口哨或用鼻子哼一哼也可。如此一来，你想让自己烦恼都不可能。戴尔卡内基 87.当一切毫无希望时，我看着切石工人在他的石头上，敲击了上百次，而不见任何裂痕出现。但在第一百零一次时，石头被劈成两半。我体会到，并非那一击，而是前面的敲打使它裂开。贾柯瑞斯 88.每个意念都是一场祈祷。詹姆士雷德非 89.虚荣心很难说是一种恶行，然而一切恶行都围绕虚荣心而生，都不过是满足虚荣心的手段。柏格森 90.习惯正一天天地把我们的生命变成某种定型的化石，我们的心灵正在失去自由，成为平静而没
14、有激情的时间之流的奴隶。托尔斯泰 91.要及时把握梦想，因为梦想一死，生命就如一只羽翼受创的小鸟，无法飞翔。兰斯顿休斯 92.生活的艺术较像角力的艺术，而较不像跳舞的艺术；最重要的是：站稳脚步，为无法预见的攻击做准备。玛科斯奥雷利阿斯 93.在安详静谧的大自然里，确实还有些使人烦恼.怀疑.感到压迫的事。请你看看蔚蓝的天空和闪烁的星星吧!你的心将会平静下来。约翰纳森爱德瓦兹 94.对一个适度工作的人而言，快乐来自于工作，有如花朵结果前拥有彩色的花瓣。约翰拉斯金 95.没有比时间更容易浪费的,同时没有比时间更珍贵的了，因为没有时间我们几乎无法做任何事。威廉班 96.人生真正的欢欣，就是在于你自认正
15、在为一个伟大目标运用自己；而不是源于独自发光.自私渺小的忧烦躯壳，只知抱怨世界无法带给你快乐。萧伯纳 97.有三个人是我的朋友爱我的人.恨我的人.以及对我冷漠的人。爱我的人教我温柔；恨我的人教我谨慎；对我冷漠的人教我自立。JE丁格 98.过去的事已经一去不复返。聪明的人是考虑现在和未来，根本无暇去想过去的事。英国哲学家培根 99.真正的发现之旅不只是为了寻找全新的景色，也为了拥有全新的眼光。马塞尔普劳斯特 100.这个世界总是充满美好的事物，然而能看到这些美好事物的人，事实上是少之又少。罗丹 101.称赞不但对人的感情，而且对人的理智也发生巨大的作用，在这种令人愉快的影响之下，我觉得更加聪明了
16、，各种想法，以异常的速度接连涌入我的脑际。托尔斯泰 102.人生过程的景观一直在变化，向前跨进，就看到与初始不同的景观，再上前去，又是另一番新的气候。叔本华 103.为何我们如此汲汲于名利，如果一个人和他的同伴保持不一样的速度，或许他耳中听到的是不同的旋律，让他随他所听到的旋律走，无论快慢或远近。梭罗 104.我们最容易不吝惜的是时间，而我们应该最担心的也是时间；因为没有时间的话，我们在世界上什么也不能做。威廉彭 105.人类的悲剧，就是想延长自己的寿命。我们往往只憧憬地平线那端的神奇【违禁词，被屏蔽】，而忘了去欣赏今天窗外正在盛开的玫瑰花。戴尔卡内基 106.休息并非无所事事，夏日炎炎时躺在
17、树底下的草地，听着潺潺的水声，看着飘过的白云，亦非浪费时间。约翰罗伯克 107.没有人会只因年龄而衰老，我们是因放弃我们的理想而衰老。年龄会使皮肤老化，而放弃热情却会使灵魂老化。撒母耳厄尔曼 108.快乐和智能的区别在于：自认最快乐的人实际上就是最快乐的，但自认为最明智的人一般而言却是最愚蠢的。卡雷贝C科尔顿 109.每个人皆有连自己都不清楚的潜在能力。无论是谁，在千钧一发之际，往往能轻易解决从前认为极不可能解决的事。戴尔卡内基 110.每天安静地坐十五分钟倾听你的气息，感觉它，感觉你自己，并且试着什么都不想。艾瑞克佛洛姆 111.你知道何谓沮丧-就是你用一辈子工夫，在公司或任何领域里往上攀爬
18、，却在抵达最高处的同时，发现自己爬错了墙头。坎伯 112.伟大这个名词未必非出现在规模很大的事情不可；生活中微小之处，照样可以伟大。布鲁克斯 113.人生的目的有二：先是获得你想要的；然后是享受你所获得的。只有最明智的人类做到第二点。罗根皮沙尔史密斯 114.要经常听.时常想.时时学习，才是真正的生活方式。对任何事既不抱希望，也不肯学习的人，没有生存的资格。阿萨赫尔帕斯爵士 115.旅行的精神在于其自由，完全能够随心所欲地去思考.去感觉.去行动的自由。威廉海兹利特 116.昨天是张退票的支票，明天是张信用卡，只有今天才是现金；要善加利用。凯里昂 117.所有的财富都是建立在健康之上。浪费金钱是
19、愚蠢的事，浪费健康则是二级的谋杀罪。BC福比斯 118.明知不可而为之的干劲可能会加速走向油尽灯枯的境地，努力挑战自己的极限固然是令人激奋的经验，但适度的休息绝不可少，否则迟早会崩溃。迈可汉默 119.进步不是一条笔直的过程，而是螺旋形的路径，时而前进，时而折回，停滞后又前进，有失有得，有付出也有收获。奥古斯汀 120.无论那个时代，能量之所以能够带来奇迹，主要源于一股活力，而活力的核心元素乃是意志。无论何处，活力皆是所谓“人格力量”的原动力，也是让一切伟大行动得以持续的力量。史迈尔斯 121.有两种人是没有什么价值可言的：一种人无法做被吩咐去做的事，另一种人只能做被吩咐去做的事。CHK寇蒂斯
20、 122.对于不会利用机会的人而言，机会就像波浪般奔向茫茫的大海，或是成为不会孵化的蛋。乔治桑 123.未来不是固定在那里等你趋近的，而是要靠你创造。未来的路不会静待被发现，而是需要开拓，开路的过程，便同时改变了你和未来。约翰夏尔 124.一个人的年纪就像他的鞋子的大小那样不重要。如果他对生活的兴趣不受到伤害，如果他很慈悲，如果时间使他成熟而没有了偏见。道格拉斯米尔多 125.大凡宇宙万物，都存在着正、反两面，所以要养成由后面.里面，甚至是由相反的一面，来观看事物的态度。老子 126.在寒冷中颤抖过的人倍觉太阳的温暖，经历过各种人生烦恼的人，才懂得生命的珍贵。怀特曼 127.一般的伟人总是让身边的人感到渺小；但真正的伟人却能让身边的人认为自己很伟大。G.K.Chesteron 128.医生知道的事如此的少，他们的收费却是如此的高。马克吐温 129.问题不在于：一个人能够轻蔑、藐视或批评什么，而是在于：他能够喜爱、看重以及欣赏什么。约翰鲁斯金
