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高三一轮复习 氮及其化合物


氮及其化合物

氮化硅

氮化硅刀具

硼氮化合物

氮化镓

2、氮气
?结 构:

纯净的氮气是一种无色、无味的气体。 ?物理性质: 难溶于水,密度比空气略小。 N2+ 3H2
高温、高压 催 化 剂
放电

r />2 NH3

N2+O2==2NO
?化学性质:

2NO+O2==2NO2 3NO2+H2O==2HNO3+NO
点燃

N2+3Mg==Mg3N2

在新疆与青海交界处有一山谷,人称“魔鬼 谷”。经常电闪雷鸣,狂风暴雨,把人畜击 毙。然而谷内却是牧草茂盛,四季常青。这 是为什么?
放电

N2+O2==2NO 2NO+O2==2NO2 3NO2+H2O==2HNO3+NO

雷雨发庄稼

?制 ?用

备: 途:

空气液化

空气分离装置
雷电发庄稼
与O2反应 稳定性

作保护气

液态气化吸热

N2

与H2反应

作致冷剂

科技领域的应用

工业制氨、制硝酸、制氮肥

为超导体提供低温环境

3.氮的氧化物NO、NO2性质的对比

NO

NO2
红棕色 有刺激性气味 可溶于水 刺激器官病变, 常温下不反应 3NO2+H2O=2HNO3+NO 弱 强,使KI碘化钾淀粉试纸变蓝,使石 蕊试纸先变红后褪色

物 理 性 质

颜色 气味

无色 无味 不溶于水 与CO相似 2NO+O2=2NO2 不反应 强 弱

水溶性 毒性
与O2反应

化 学 性 质

与H2O反应

还原性
氧化性

把盛有48mLNO、NO2混合气体的容器倒置 在水中(同温同压),待液面稳定后,容器内 气体体积变为24mL,则:
1、原混合气体中,NO是 mL,NO2是 mL

2、若在剩余的24mL气体中,通入6mLO2,待液面 稳定后,容器内气体体积变为 mL 3、若在剩余的24mL气体中,通入24mLO2,待液 面稳定后,容器内气体体积变为 mL

4、若在原48 mL的NO、NO2气体中,通入 倒置于水面上,气体会全部被 吸收

mLO2,

氮的氧化物的危害
汽车尾气的主要有害成份为氮的氧化物

在紫外线的照射下产生光化学烟雾

│ 要点深化

喷泉是一种常见的自然现象,其产生原因是存在压强差。 (1)如图1为喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥气体,胶 头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列组合中不可能形成喷泉 的是( ) A、HCl和H2O B、O2和H2O C、NH3和H2O D、CO2和NaOH

(2)某学生积极思考产生喷泉的其他办法,并 设计了图乙所示装置,在锥形瓶中分别加入足 量的下列物质,反应后可产生喷泉的是 ( ) A、Cu与稀硫酸 B、NaHCO3与NaOH溶液 C、CaCO3与稀硫酸 D、NH4HCO3与稀盐酸

这种方法产生喷泉的原理是



②在图2中锥形瓶外放一大烧杯,锥形瓶中加入酒精,大烧杯 中加入冷水后,再加入足量的下列物质,结果也产生了喷泉, 大烧杯中加入的物质可能是 (填序号) A、食盐 B、硝酸铵 C、浓硫酸 D、(NH4)2SO4 这种方法产生喷泉的原理是 。

2、铵盐
?物理性质: 多数为白色固体,均溶于水 ?化学性质: 1、与碱反应

NH4++OH-====NH3 +H2O
2、受热分解

NH4HCO3===NH3 +H2O+CO2

思考:NH4+怎样检验?

?制

备:

合成氨

工业: N2+3H2

高温、高压 催化剂

2NH3

收集氨气时为什么要在管口放置一团棉花?

用下列装置制取一试管干燥的氨气,并检验:

(1)写出A装置中实验室制取氨气的化学方程式 __________________________________________。 (2)装置B中所盛药品的名称为___________。 (3)小试管口堵一团棉花的作用是_____________。

(4)检验生成气体是氨气的方法是____________。
(5)为了防止生成的氨气逸出污染空气,常将小试管 口的棉花用某种溶液浸湿,该溶液最好选用_______。

【例2】(2010·宁波模拟)某同学用如图装置(固定、

加热仪器和橡胶管略)进行有关氨气制取的实验探究。

回答下列问题:
(1)若用装置①制取NH3,其反应的化学方程式为__ _________________________________________; 若要测定生成的NH3的体积,则必须选择的装置是____ (填装置序号),装置中所盛试剂应具有的性质是

_____。
(2)若用装置②制取并收集干燥的NH3,烧瓶内装的试

剂是________,分液漏斗中装的试剂是_______,收集
装置应选择_________(填装置序号)。

【标准解答】(1)装置①适用于固—固加热制取气体,

制取NH3时试剂是NH4Cl和Ca(OH)2。若测定NH3的体积,
必须用排液体法,而NH3极易溶于水,故不能用排水法, 所用的液体必须不与NH3反应,也不溶解NH3才行。 (2)装置②是固—液反应,不需加热的装置,制取NH3 时,可用浓氨水和碱石灰作用。

答案:(1)2NH4Cl+Ca(OH)2 ==== 2NH3↑+CaCl2+2H2O



③⑦
气反应

氨气难溶于该试剂,该试剂不易挥发,不与氨

(2)CaO(或NaOH或碱石灰) 浓氨水(或浓NH4Cl溶液) ⑥

13.(12分)(探究创新题)某课外活动小组在实验室 用如图装置快速制取氨气并验证氨气的某些性质,同时 收集少量纯净的氮气,请回答:

(1)写出用熟石灰和氯化铵反应制氨气的化学方程式: _________________________________。 (2)本实验进行一段时间后,观察到加热的硬质玻璃 试管内黑色氧化铜粉末变为红色,盛无水硫酸铜的干燥

管内出现蓝色,并且在最后的出气导管处收集到纯净、
干燥的氮气。根据这些现象,写出在硬质玻璃试管内发 生反应的化学方程式:______________________, 这个反应说明氨气具有___________(填编号)。 A.碱性 B.还原性 C.氧化性 D.不稳定性

(3)洗气瓶中盛浓硫酸的主要作用是__________。 (4)在最后的出气的导管口收集干燥、纯净的氮气,

收集方法是_______(填编号)。
A.排空气法 B.排水法 C.用气囊收集

(5)装置E的作用是____。装置F的作用是_____。

【解析】(1)2NH4Cl+Ca(OH)2 ==== 2NH3↑+CaCl2+2H2O。 (2)无水CuSO4变蓝说明生成了H2O,黑色粉末变红说明



生成了Cu,则反应的化学方程式为
3CuO+2NH3 ==== 3Cu+3H2O+N2,NH3表现还原性。 (3)浓H2SO4的作用是吸收NH3,防止污染空气。 (4)N2密度与空气接近,故用气囊收集。 (5)E的作用是除去NH3中的水蒸气,防止对F中现象产


生干扰。

答案:(1)2NH4Cl+Ca(OH)2 ==== 2NH3↑+CaCl2+2H2O (2)3CuO+2NH3 ==== 3Cu+3H2O+N2 (3)吸收氨气,防止空气污染




B

(4)C
(5)吸收NH3中的水蒸气,避免影响后续实验 应生成了水 验证反



途: NH +H O+SO ===NH HSO 3 2 2 4 3
铵盐

2NH3+H2O+SO2===(NH4)2SO3

用氨水吸收硫酸 生产中的SO2

硝酸

纯碱

用稀氨水治疗 蚊虫叮咬

NH3

有机合成工业原料

消除 二氧化氮 的污染

吸收硫酸 生产中的 二氧化硫

致冷剂

?氨、铵、液氨、氨水

氧化制硝酸

工业硝酸的制取--氨的催化氧化法
生产原料: NH3 、空气、水 通入O2

氧化炉: 产生NO
生 产 流 程 图 示

吸收塔: NO2 与水 反应产生 HNO3

产生的NO 循环利用 催化 有关反应:4NH3(气)+5O2(气)==4NO(气)+6H2O(气)+907kJ 2NO+ O2=2NO2 3 NO2+H2O=2HNO3+NO

氨的催化氧化

?制

备:

实验室: NaNO3(固体)+H2SO4 (浓)
_

微热

NaHSO4+HNO3

NO3 的检验: 晶体或浓溶液与浓硫酸、Cu共热时,若 _ 产生红棕色气体则含有NO3 ;若为稀溶 液则先浓缩后再检验。

硝酸小结
无色、易挥发、有刺激性气味的液体, ?物理性质: 能以任意比溶解于水。 强酸性 HNO3
_ 3

H++NO

不稳定性 4HNO3

4NO2 +O2

+2H

2O

Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+ 2NO2

+2H O 2

?化学性质:
特性

强 3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+ 2NO +4H2O 氧 化 C+ 4HNO3 (浓) CO2 + 4NO2 +2H2O 性
3H2S+2HNO3(稀) 3S 硝化反应:与苯 + 2NO
+4H 2O

酯化反应:与纤维素
颜色反应:与蛋白质

小结:氮及其重要化合物的性质

NH3· 2O H

NH3 NH4Cl

-3

N2 Mg3N2

0

+2

NO

+4

NO2

HNO3

+5

N2O4


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