高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)知識點梳理13氮及其重要化合物

（十三）氮及其重要化合物知識點01氮氣的性質(zhì)及應(yīng)用1．氮原子結(jié)構(gòu)（1）原子結(jié)構(gòu)示意圖：SKIPIF1<0（2）在周期表中位置：第二周期第VA族（3）原子的軌道表示式：，單電子數(shù)：3（4）第一電離能：I1（N）＞I1（O）2．氮氣的結(jié)構(gòu)（1）結(jié)構(gòu)式N≡N，電子式SKIPIF1<0①化學(xué)鍵：1個SKIPIF1<0鍵2個SKIPIF1<0鍵②穩(wěn)定性：SKIPIF1<0鍵＜SKIPIF1<0鍵（2）分子極性：非極性分子3．氮元素的自然存在4．自然界中氮的循環(huán)5．氮氣的物理性質(zhì)（1）色味態(tài)：無色無味氣體（2）密度：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下ρ（N2）＝SKIPIF1<0＝1.25g?L－1，比空氣的?。O為接近）（3）溶解性：難溶于水（4）收集方法：只能用排水法（密度與空氣接近，不能用排空氣法）6．氮氣的化學(xué)性質(zhì)（1）穩(wěn)定性：N≡N鍵能很大，通常情況下很難發(fā)生反應(yīng)（2）氧化性：N2+3H22NH3（工業(yè)固氮反應(yīng)）（3）還原性①除去中H2的N2：3Mg+N2Mg3N2②高能固氮反應(yīng)：N2+O22NO7．氮化鎂（1）電子式：（2）與水反應(yīng)：Mg3N2+6H2O3Mg（OH）2↓+2NH3↑（3）與過量鹽酸反應(yīng)：Mg3N2+8HCl3MgCl2+2NH4Cl8、氮氣的用途（1）工業(yè)上合成氨，制硝酸（2）代替稀有氣體作焊接金屬時的保護氣，以防止金屬被空氣氧化（3）在燈泡中填充氮氣以防止鎢絲被氧化或揮發(fā)（4）保存糧食、水果等食品，以防止腐爛（5）醫(yī)學(xué)上用液氮作冷凍劑，以便在冷凍麻醉下進行手術(shù)（6）高科技利用液氮制造低溫環(huán)境，使某些超導(dǎo)材料獲得超導(dǎo)性能（1）氮元素在自然界中主要以N2的形式存在于大氣中，在空氣中占體積分數(shù)約為0.78，N2的相對分子質(zhì)量與空氣接近，故N2的密度與空氣接近，實驗室只能用排水法收集。（2）N2化學(xué)性質(zhì)不活潑，在一般條件下不與氧氣反應(yīng)，經(jīng)常作為食品包裝袋的填充劑隔絕空氣，避免食品被氧化變質(zhì)。在一定條件下能與部分活潑金屬、非金屬反應(yīng)，表現(xiàn)出氧化性或還原性。（3）氮的固定是指氮元素由游離態(tài)變?yōu)榛蠎B(tài)，如NH3轉(zhuǎn)化為NO就不是氮的固定。知識點02氮的氧化物的性質(zhì)及應(yīng)用1．氮元素的六種氧化物化合價+1+2+3+4+5化學(xué)式N2ONON2O3NO2N2O4N2O5含氧酸HNO2HNO32．NO的性質(zhì)（1）色味態(tài)：無色無味氣體（2）溶解性：難溶于水（3）強還原性①與O2反應(yīng)：2NO+O22NO2②與酸性H2O2反應(yīng)：2NO+3H2O22H++2NO3－+2H2O③酸性KMnO4溶液：5NO+3MnO4－+4H+5NO3－+3Mn2++2H2O④除去NO2中的NO：NO+2HNO3（濃）3NO2↑+H2O3．NO2的性質(zhì)（1）色味態(tài)：紅棕色有刺激性氣味氣體（2）溶解性：易溶于水，不溶于四氯化碳（3）與H2O反應(yīng)：3NO2+H2O2HNO3+NO（4）雙聚反應(yīng)：2NO2N2O4；△H＜0①加熱：紅棕色變深②加壓：顏色先變深后變淺，比加壓前深（5）強氧化性：能夠?qū)⒛承┻€原性微粒氧化，自身被還原成NO還原性微粒SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0氧化產(chǎn)物SSO3或SO42－I2Fe3+①2NO2+2KI＝2KNO2+I2（濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍，可用于檢驗NO2）②NO2+SO2SO3+NO③H2S+NO2S+NO+H2O④2Fe2++4H++NO22Fe3++2H2O+NO↑（6）鑒別NO2和溴蒸氣方法現(xiàn)象二氧化氮溴蒸汽水溶解法氣體由紅棕色變成無色，得到無色溶液溶液變?yōu)槌壬獳gNO3沉淀法氣體由紅棕色變成無色，溶液無明顯變化產(chǎn)生淺黃色沉淀CCl4溶解法無明顯現(xiàn)象得到橙紅色溶液密閉加熱法顏色明顯加深無明顯現(xiàn)象密閉冷卻法顏色明顯變淺得到深紅棕色液體濕潤的淀粉碘化鉀試紙法變藍變藍4．氮氧化物的危害（1）形成硝酸型酸雨含氮物質(zhì)NONO2HNO3（2）形成光化學(xué)煙霧NO2和O2O3有毒煙霧（3）破壞臭氧層：NO催化O3分解為O2NO+O3＝NO2+O，NO2+O＝NO+O2（4）水體富營養(yǎng)化：水中含氮化合物引起水體污染5．常見的處理氮氧化物的方法（1）NaOH溶液吸收法①2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O②NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O（2）純堿溶液吸收法①2NO2+Na2CO3NaNO3+NaNO2+CO2↑②NO2+NO+Na2CO32NaNO2+CO2↑（3）CH4還原法①2CH4+2NO2N2+2CO2+4H2O②CH4+4NO2N2+CO2+2H2O（4）NH3還原法①6NO2+8NH37N2+12H2O②6NO+4NH35N2+6H2O（5）H2還原法①4H2+2NO2N2+4H2O②2H2+2NON2+2H2O（6）CO還原法①4CO+2NO24CO2+N2②2CO+2NO2CO2+N26.氮氧化物溶于水的問題分析（1）相關(guān)反應(yīng)原理3NO2＋H2O=2HNO3＋NO①2NO＋O2=2NO2②由方程式①×2＋②得：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3③由方程式①×2＋②×3得：4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3④（2）氮的氧化物溶于水的三種類型Ⅰ.NO2氣體：NO2氣體溶于水時僅涉及反應(yīng)①，剩余氣體為NO。Ⅱ.NO2和O2的混合氣體：NO2和O2的混合氣體溶于水時涉及反應(yīng)③：x＝eq\f(V（NO2）,V（O2）)0<x<eq\f(4,1)x＝eq\f(4,1)x>eq\f(4,1)反應(yīng)情況O2過量，剩余氣體為O2恰好完全反應(yīng)，無氣體剩余NO2過量，又發(fā)生反應(yīng)①，只剩余NOⅢ.NO和O2的混合氣體：NO、O2的混合氣體溶于水時涉及反應(yīng)④：x＝eq\f(V（NO）,V（O2）)0<x<eq\f(4,3)x＝eq\f(4,3)x>eq\f(4,3)反應(yīng)情況O2過量，剩余O2恰好完全反應(yīng)，無氣體剩余NO過量，剩余NO7.實驗室制一氧化氮和二氧化氮1)反應(yīng)原理及裝置（1）裝置類型：“固體+液體氣體”型或或（2）藥品：銅和稀（濃）硝酸（3）反應(yīng)①NO2：Cu+4HNO3（濃）Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O②NO：3Cu+8HNO3（?。?Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O2)氣體的凈化：一般用無水氯化鈣或P2O5或硅膠除水蒸氣。3)氣體的收集（1）NO：只能用排水法收集或排“惰性”氣體法（2）NO2：向上排空氣法或排四氯化碳法。4)氣體的檢驗（1）NO：通入空氣，無色氣體變成紅棕色氣體。（2）NO2：通過濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍。5)尾氣吸收（1）NO：一般用酸性的H2O2、酸性高錳酸鉀溶液等強氧化性溶液吸收。（2）NO2：一般用NaOH、Na2CO3等堿性溶液吸收。6)特別提醒：制NO前，先通氮氣、二氧化碳等氣體將裝置內(nèi)的空氣排盡。易錯點01NO2、N2O4的轉(zhuǎn)化在實驗測定NO2、N2O4的相對分子質(zhì)量、比較相同條件下相同物質(zhì)的量的氣體體積大小，以及涉及到NO2氣體的顏色深淺、壓強、密度等方面時要考慮2NO2N2O4反應(yīng)易錯點02區(qū)別NO2氣體和溴蒸氣由于NO2氣體和溴蒸氣都為紅棕色氣體，都能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{，溴蒸氣和NO2通入NaOH溶液均形成無色溶液。故不能用淀粉碘化鉀試紙或NaOH溶液來區(qū)別NO2氣體和溴蒸氣，可用水來區(qū)別。知識點03氨和銨鹽的性質(zhì)一、氨氣的性質(zhì)1．物理性質(zhì)（1）色味態(tài)：無色、有刺激性氣味的氣體（2）密度：比空氣的?。?）溶解性：極易溶于水，1∶700，難溶于CCl4（4）物理特性：易液化（沸點－33.5℃）2．堿性氣體（1）水：NH3+H2ONH3·H2O（2）指示劑：能夠使紫色石蕊試液變藍，酚酞試液變紅（3）與酸化合成銨鹽①HCl：HClNH4Cl，產(chǎn)生白煙②HNO3：HNO3NH4NO3，產(chǎn)生白煙，同濃硝酸③H2SO4：H2SO4（濃）（NH4）2SO4，產(chǎn)生白色沉淀3．氨氣的還原性：NH3eq\o(→,\s\up7(O2、Cl2、CuO),\s\do5())N2或NO（1）催化氧化：4NH3+5O24NO+6H2O（2）熱的CuO：2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O（3）還原氯氣①少量NH3：2NH3+3Cl26HCl+N2②過量NH3：8NH3+3Cl26NH4Cl+N2（檢驗輸送氯氣的管道是否泄漏）4．氧化性：2Na+2NH32NaNH2+H2↑5．氨氣的用途（1）制硝酸和硝酸銨：N2NH3NONO2HNO3NH4NO3（2）致冷劑：液氨氣化吸熱，使環(huán)境溫度急劇降低（3）制化肥：制備硝銨、硫銨、氯銨、碳銨等銨態(tài)氮肥二、氨水的性質(zhì)1．氨水的密度（1）比水小，濃度越大，密度越?。?）質(zhì)量分數(shù)為a和b的兩種氨水混合①等質(zhì)量混合，所得氨水的質(zhì)量分數(shù)c＝SKIPIF1<0②等體積混合，所得氨水的質(zhì)量分數(shù)c＜SKIPIF1<02．氨水的揮發(fā)性：易揮發(fā)出氨氣，所以氨水應(yīng)密封保存3．氨水的組成（1）三個可逆反應(yīng)①氨氣和水的反應(yīng)：NH3+H2ONH3·H2O②一水合氨的電離：NH3·H2ONH4++OH－③水的電離：H2OH++OH－（2）“三分子”、“三離子”成分①三分子：NH3、H2O、NH3·H2O②三離子：NH4+、OH－、H+4．氨水的化學(xué)性質(zhì)（1）不穩(wěn)定性：NH3·H2ONH3↑+H2O（2）弱堿性①H2SO4：2NH3·H2O+H2SO4（NH4）2SO4+2H2O②少量CO2：2NH3·H2O+CO2（NH4）2CO3+H2O③過量CO2：NH3·H2O+CO2NH4HCO3④AlCl3：AlCl3+3NH3·H2OAl（OH）3↓+3NH4Cl三、銨鹽的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1.性質(zhì)：都是無色，易溶于水的晶體2．結(jié)構(gòu)：NH4+的電子式SKIPIF1<0（1）所含化學(xué)鍵：離子鍵、共價鍵和配位鍵（2）化合物類型：離子化合物3．熱不穩(wěn)定性（1）非氧化性酸銨鹽氨氣和相應(yīng)的酸①碳酸銨：（NH4）2CO32NH3↑+H2O↑+CO2↑②碳酸氫銨：NH4HCO3NH3↑+H2O↑+CO2↑③亞硫酸銨：（NH4）2SO32NH3↑+H2O↑+SO2↑④亞硫酸氫銨：NH4HSO3NH3↑+H2O↑+SO2↑⑤氯化銨：NH4ClNH3↑+HCl↑（2）氧化性酸銨鹽復(fù)雜的氧化還原反應(yīng)，一般不放氨氣①NH4NO3N2O↑+2H2O②5NH4NO32HNO3+4N2↑+9H2O③2NH4NO32N2↑+O2↑+4H2O④3（NH4）2SO44NH3↑+3SO2↑+N2↑+6H2O4．銨鹽和堿反應(yīng)（1）條件不同，產(chǎn)物不同①常溫：NH4++OH－NH3·H2O②加熱：NH4++OH－NH3↑+H2O（2）注意事項①銨態(tài)氮肥不能與堿性物質(zhì)混合使用，以免生成氨氣，降低肥效。②銨鹽固體和堿固體反應(yīng)時，不能拆寫成離子形式③酸式銨鹽和堿溶液反應(yīng)時，注意堿過量時，NH4+和酸式酸根離子都參與反應(yīng)5．銨鹽的檢驗（1）步驟：取樣，加堿，加熱，加濕潤的紅色石蕊試紙（2）現(xiàn)象：濕潤的紅色石蕊試紙變藍四、實驗室制取氨氣1．反應(yīng)原理及裝置（1）裝置類型：“固體+固體氣體”型①方法：氯化銨固體與氫氧化鈣固體混合加熱②反應(yīng)：2NH4Cl+Ca（OH）22NH3↑+2H2O+CaCl2（2）裝置類型：“液體+液體氣體”型①方法：加熱濃氨水②反應(yīng)：NH3·H2ONH3↑+H2O（3）裝置類型：“固體+液體氣體”型方法原理濃氨水與NaOH固體混合①NaOH溶于水放熱，促使氨水分解②NaOH固體吸水，使c（OH－）增大，有利于NH3的生成③加入NaOH，使c（OH－）增大，有利于NH3的生成濃氨水與CaO固體混合①CaO與水反應(yīng)放熱，促使氨水分解。②CaO與水反應(yīng)，使水減少，使c（OH－）增大，有利于NH3的生成③生成Ca（OH）2，使c（OH－）增大，有利于NH3的生成2．氣體的凈化：一般用堿石灰吸水3．氣體的收集（1）方法：向上排空氣法和排四氯化碳液體法（2）凈化：試管口堵棉花的作用：防止氨氣和空氣發(fā)生對流，提高氨氣的收集速率和純度4．驗滿方法（1）最佳方法：用濕潤的紅色石蕊試紙放在集氣瓶口，若試紙變藍，則說明氨氣收集滿了（2）其他方法：用玻璃棒蘸取濃鹽酸或濃硝酸放在集氣瓶口，若產(chǎn)生白煙，則說明氨氣收集滿了5．尾氣吸收（1）吸收劑：棉花最好用稀硫酸浸濕，防止污染空氣（2）注意防倒吸6．噴泉實驗的原理及操作（1）典型實驗裝置及變形設(shè)計（2）操作步驟：先打開止水夾→再擠膠頭滴管（3）形成條件：容器內(nèi)外產(chǎn)生較大的壓強差①氣體完全被液體吸收劑溶解或反應(yīng)②氣體和氣體完全反應(yīng)生成固體或液體③氣體冷凝成液體使氣壓減小④液體變成氣體使氣壓增大⑤外界氣壓壓縮氣體五、氨的催化氧化實驗1．反應(yīng)原理：4NH3+5O24NO+6H2O2．氨氣的提供（1）濃氨水①向濃氨水中通入空氣，使氨揮發(fā)出來，從而使氧氣和氨充分混合。②向濃氨水中加入Na2O2，使?jié)獍彼纸猱a(chǎn)生氨氣，從而使氧氣和氨充分混合。（2）銨鹽分解法提供氨氣3．氧氣的提供（1）直接通入空氣法（2）雙氧水在二氧化錳的催化作用下分解：2H2O22H2O+O2↑（3）過氧化鈉和水反應(yīng)：2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑（4）氯酸鉀和二氧化錳混合加熱：2KClO32KCl+3O2↑（5）高錳酸鉀固體加熱：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑（6）過氧化鈉和碳酸（氫）銨混合加熱：①NH4HCO3NH3↑+H2O↑+CO2↑或（NH4）2CO32NH3↑+H2O↑+CO2↑②2Na2O2+2CO22Na2CO3+O24．典型現(xiàn)象（1）錐形瓶中氣體呈紅棕色：這是因為NH3被氧化為NO，NO遇到空氣中的O2又迅速被氧化為紅棕色的NO2。（2）通常瓶內(nèi)有白煙出現(xiàn)：這是由于錐形瓶里有水蒸氣存在，水蒸氣和NO2反應(yīng)生成了HNO3：3NO2+H2O2HNO3+NO，HNO3再跟NH3反應(yīng)生成微小的白色NH4NO3晶體：NH3+HNO3NH4NO3。（3）鉑絲呈紅色：這是因為NH3與O2在鉑絲的表面上進行的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)放出的熱量足以使鉑絲繼續(xù)保持紅熱狀態(tài)。知識點04硝酸的性質(zhì)1．物理性質(zhì)（1）色味態(tài)：純硝酸是一種無色有刺激性氣味的液體（2）密度：比水的大，密度越大，濃度越越大，常見濃硝酸濃度為68%~70%（3）溶解性：以任意比和水互溶①主要原因：硝酸和水之間可以形成氫鍵②次要原因：硝酸和水都是極性分子（4）揮發(fā)性：易揮發(fā)，濃度為95%以上的硝酸稱為發(fā)煙硝酸2．不穩(wěn)定性（1）反應(yīng)：4HNO34NO2↑+O2↑+H2O（2）通常所見的濃硝酸因含NO2而呈黃色①除去黃色最簡單的方法：加水，3NO2+H2O2HNO3+NO②除去黃色最環(huán)保的方法：通足量氧氣，4NO2+O2+2H2O4HNO33．與金屬單質(zhì)反應(yīng)（1）Al、Feeq\o(→,\s\up7(濃硝酸),\s\do5(常溫))鈍化；Al、Feeq\o(→,\s\up7(濃硝酸),\s\do5(加熱))劇烈反應(yīng)放NO2氣體（2）Au、Pt：任何情況下都不反應(yīng)（3）其他金屬與硝酸反應(yīng)不生成H2，硝酸的濃度不同，還原產(chǎn)物不同①濃硝酸與銅反應(yīng)：Cu+4HNO3（濃）Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O②稀硝酸與銅反應(yīng)：3Cu+8HNO3（?。?Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O③3Zn+10HNO3（稀）4Zn（NO3）2+N2O↑+5H2O④3Mg+10HNO3（極?。?Mg（NO3）2+NH4NO3+3H2O（4）Feeq\o(→,\s\up7(稀硝酸),\s\do5(過量))Fe（NO3）3；Feeq\o(→,\s\up7(稀硝酸),\s\do5(少量))Fe（NO3）2①Fe+4HNO3（?。〧e（NO3）3+NO↑+2H2O②3Fe+8HNO3（?。?Fe（NO3）2+2NO↑+4H2O4．濃硝酸與非金屬單質(zhì)加熱反應(yīng)（1）碳與濃硝酸加熱反應(yīng)：C+4HNO3（濃）CO2↑+4NO2↑+2H2O（2）碳與稀硝酸不反應(yīng)5．硝酸與還原性化合物反應(yīng)：HNO3eq\o(→,\s\up7(S(-2)、S(+4)),\s\do5(I－、Fe2+