1、专题十七 氮及其化合物,高考化学（天津专用）,考点一 氮的单质、氧化物和硝酸 基础知识 (一)氮单质的性质 通常情况下,N2化学性质很稳定,只在高温、放电、催化剂等条件下才 能发生一些化学反应。 写出相关反应的化学方程式:,考点清单,(二)氮的氧化物,(三)硝酸 1.物理性质 纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体,能跟水以任意比互溶。 2.化学性质 (1)具有酸的通性,但与活泼金属反应时不能生成H2。 (2)不稳定性,化学方程式为 4HNO3 4NO2+O2+2H2O 。 久置的浓硝酸呈黄色,是因为溶解了NO2,故实验室保存浓硝酸,应注意: 低温、避光、密封。,1)能与除Au、Pt以外的所
2、有金属反应,如Cu与浓、稀硝酸均可反应,化 学方程式分别为: Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2+2H2O , 3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O 。 有些金属(如Fe、Al等)在冷的浓硝酸中发生钝化。 2)与不活泼的木炭反应的化学方程式为: C+4HNO3(浓) CO2+4NO2+2H2O 。 3)与某些还原性化合物(如FeO)反应的化学方程式为: 3FeO+10HNO3 3Fe(NO3)3+NO+5H2O 。,(3)强氧化性,重点难点 1.2NO2(g) N2O4(g) H0的应用 通常“纯净”的NO2或N2O4并不纯,因为发生反应2NO2 N2
3、O4。此平 衡的存在,导致一些物理量的理论值与实验值有一定的差异。例如: (1)标准状况下,1 mol NO2的体积应小于22.4 L。 (2)标准状况下,22.4 L NO2的质量大于46 g。 (3)温度影响“2NO2(g) N2O4(g)”平衡体系,其他条件不变,体系颜 色随温度改变而改变。升高温度,气体颜色变深;降低温度,气体颜色变 浅。 (4)恒容时,在“2NO2(g) N2O4(g)”平衡体系中,增加NO2时,相当于增 大压强。,2.溶液酸碱性对N 性质的影响 在溶液中,N 几乎与所有离子都能大量共存,但当溶液的酸性较强时 相当于形成硝酸溶液,具有还原性的某些离子则不能与其大量共存
4、,如 N 、H+、Fe2+中任意两者能大量共存,但三者则不能大量共存,即N 在 中性或碱性溶液中不表现氧化性,而在酸性溶液中表现强氧化性。,考点二 氨和铵盐 基础知识 (一)氨的结构与性质 1.结构:电子式为H： ：H,分子空间构型为 三角锥形 。 2.物理性质:无色、有刺激性气味的气体,密度比空气小,易液化,极易溶 于水。 3.化学性质 (1)与水反应 NH3+H2O NH3H2O N +OH- NH3是中学化学中唯一能使湿润的红色石蕊试纸 变蓝 的气体,常 用此性质检验NH3。,(2)与氧气反应(氨的催化氧化) 4NH3+5O2 4NO+6H2O (写化学方程式)。 (二)铵盐的性质和N
5、的检验 1.铵盐的性质 (1)易溶于水的离子化合物 (2)与碱反应 N +OH- NH3+H2O (3)受热分解 如NH4Cl NH3+HCl,(4)水解反应 N +H2O NH3H2O+H+ 2.N 的检验 (1)取样品与碱共热,用湿润的 红色石蕊 试纸检验产生的气体,观 察试纸是否变蓝; (2)取样品与碱共热,用蘸有 浓盐酸 的玻璃棒检验产生的气体,观 察是否有白烟产生。 (三)氨气的制法 1.氨气的实验室制法 (1)原理: 铵盐与碱 共热,产生氨气。,实验室常用反应的化学方程式为 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH 3+2H2O 。 (2)制取装置 (3)收集:由于氨气 易
6、溶 于水,密度比空气 小 ,所以只能用向下排空气法收集。,(4)检验:a.用湿润的 红色 石蕊试纸(变蓝);b.将蘸有浓盐酸的玻璃 棒接近管口(产生 白烟 )。 (5)棉花团的作用:在收集NH3的试管口放置一团松软的干棉花,是为了 防止试管内的NH3与试管外的空气形成对流,以便在较短时间内收集到 较为纯净的氨气。 2.氨气的工业制法 N2+3H2 2NH3,重点难点 (1)制取NH3宜用NH4Cl,不宜用(NH4)2SO4、NH4HCO3、NH4NO3等。 (2)消石灰不能用KOH或NaOH代替,因KOH、NaOH易吸湿,易结块,不 利于产生NH3,且高温下腐蚀试管。 (3)干燥氨气不能用P2
7、O5和浓硫酸,也不能用无水CaCl2(8NH3+CaCl2 CaCl28NH3),通常用碱石灰。 (4)欲快速制NH3,可将浓氨水滴入NaOH固体或生石灰中,其装置如图所 示。,方法 硝酸与金属反应的有关实验题的解题策略 1.硝酸与金属的反应是相当复杂的,在这类氧化还原反应中,可以得到多 种还原产物。硝酸的还原产物除取决于硝酸的浓度、还原剂的还原能 力外,还与反应温度有关。在金属活动性顺序中,位于氢后面的金属如 铜、汞、银等,跟浓硝酸反应时,主要得到NO2;跟稀硝酸反应时,主要得 到NO。随着金属活泼性的增强和硝酸浓度的降低,还可能得到N2O、 NH4NO3等。 2.验证铜与稀硝酸反应有NO生
8、成或实验室制取NO,涉及的核心问题是 防止NO被空气中的O2氧化,具体的方法有充入保护气(如N2、CO2),排尽 装置中原有的空气或改进装置,通过适当的操作使装置充满液体等。,方法技巧,3.因NO、NO2有毒,会污染空气,实验时应注意尾气的处理。 例 下图是实验室制取气体的装置,其中发生装置相同,干燥和集气装 置有两套,分别用图1和图2表示。下列选项中正确的是 ( ),解析 A项,应该用亚硫酸钠与硫酸反应制取二氧化硫;B项,二氧化碳不 能用碱石灰干燥,且二氧化碳的密度大于空气的密度,应采用向上排空 气法收集;C项,一氧化氮不能用排空气法收集;D项,氨气可用碱石灰干 燥,且氨气的密度小于空气的密度,可用向下排空气法收集。 答案 D,
