氮及化合物 基础与方法全集!从零开始,高中化学


氮及其氧化物
一.氮
氮气 N≡N(N以共价三键结合,化学性质稳定。在高温,放电条件下可以与某些物质发生化合反应。)
- 与氧气反应

- 与镁反应(Mg在空气中燃烧生成氮化镁和氧化镁)

- 与氢气反应(工业合成氨)

氮的固定:将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程,包括人工固氮(工业合成氨,豆科植物的根瘤菌)和自然固氮(雷雨发庄稼)。
氮的循环

二.一氧化氮和二氧化氮
一氧化氮
- 物性 无色,无味,难溶于水的有毒气体
- 化性 与氧气反应

- 实验室制法 铜与稀硝酸(不用加热)

- 只能用排水法收集,尾气吸收混合氧气通入氢氧化钠溶液
二氧化氮
- 物性 红棕色,有刺激性气味,易溶于水且与水反应的有毒气体
- 化性 与水反应

- 实验室制法 铜与浓硝酸(不用加热)

- 只能用向上排空气法收集,用氢氧化钠吸收尾气

- 二氧化氮双聚

三.酸雨
- 正常雨水pH值约为5.6,酸雨的pH值小于5.6
- 成因:主要是大气中的二氧化硫和氮氧化合物以及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水形成的。
- 氮氧化合物

3.类型
- 硫酸型

- 硝酸型

4.二氧化硫和氮氧化物的吸收处理方法
二氧化硫
- 钙基固硫法

- 氨水法

二氧化氮
- 催化转化法

四.光化学烟雾(氮氧化物和氮氢化合物造成)

水体富营养化
氨+铵盐+硝酸
一.氨(相对分子质量17<空气28.8)
- 物性
- 氨是无色,有刺激性气味的气体,密度比空气小
- 氨很容易液化(氢键),液化时放热。液氨汽化时要吸收大量的热,可用作制冷剂。
- 氨极易溶于水,常温常压下,1体积水可溶解700体积氨(500体积氯化氢)。
- 化性
- 与水反应:极易溶于水也易与水反应

氨水的成分和性质

2.氨可以与酸发应生成铵盐(产生白烟)

3.氨中氮元素的化合价为-3价。氨有还原性,在一定条件下,能与氧气反应。(氨的催化氧化,是工业制硝酸的基础。)

二.铵盐
- 铵盐大多是无色晶体,绝大多数铵盐都易溶于水,易于被农作物吸收,因此广泛用于化肥(氮磷钾)中。
- 铵盐受热易分解

在储存铵态氮肥时,应密封保存并放在阴凉通风处;施肥时应埋在土里保持肥效。铵盐能与碱反应,因此不能与碱性物质草木灰(碳酸钾)混用。
三.硝酸
- 物性 硝酸是无色,易挥发(在空气中形成白雾),有刺激性气味的液体。
- 不稳定性

- 浓硝酸一般呈黄色,是由于硝酸分解产生的二氧化氮溶于硝酸的缘故。
- 硝酸浓度越大越易分解,因此,浓硝酸应放入棕色瓶(避光),在阴凉处保存(避免受热易分解),用玻璃塞而不能用橡胶塞(硝酸腐蚀橡胶)。
3.硝酸与金属的反应
- 铜与稀硝酸

- 铜与浓硝酸

- 常温下,浓硝酸与浓硫酸使铁,铝钝化(铁,铝表面被氧化生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止铁,铝进一步被氧化)。故常温下,可以用铁,铝制容器来盛放浓硝酸或浓硫酸。
4.与非金属单质反应

5.硝酸是一元强酸,具有酸的通性,能与碱性氧化物,碱,盐等反应
6.硝酸的工业制法
原理是将氨经过一系列反应得到硝酸

氨与铵盐的重要实验
教材实验一:氨溶于水的喷泉实验

- 实验操作

- 实验结论
- 氨气极易溶于水
- 氨气溶于水呈碱性
教材实验二:铵根离子的检验
- 实验操作

教材实验三:氨的实验室制法
在实验中,常利用铵盐与强碱反应共热放出氨气来制备氨。

- 干燥方法

- 尾气处理

- 其他方法

浓氨水+固体氢氧化钠/生石灰
- 练习题

氨的重要性质之高考二十问
不同价态含氮物质通过氧化还原反应相互转化

- 加热分解产生的氨气和氯化氢会再次结合,生成氯化铵固体堵塞导管。
- 铝会钝化。
- 可能是浓硝酸受热分解产生二氧化氮。
- 二氧化氮会发生双聚变为四氧化二氮。
- 氧化性之与得电子的能力有关,与得电子的数目无关。
- 生成亚硫酸铵和亚硫酸氢铵。
- 二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,属于歧化反应。
- 工业合成氨,从0价到-3价。
- 铵根离子与氢氧根离子生成氨气和水。
- 歧化反应。
- 二氧化氮虽然易溶于水但是会与水反应生成一氧化氮。
- 镁与氮气氧气都反应。
- 氯化铵会与氢氧化钠溶液发生反应。
- 氧气与硝酸无法发生反应。
- 常温下不行。
- 产生白烟。
- 会发生氧化还原反应。
- 化学变化。
- 红色石蕊试纸。
- 氨极易溶于水,常温常压下,1体积水可溶解700体积氨(500体积氯化氢)。
氮氧化物溶于水的计算题型
题型一:二氧化氮溶于水/二氧化氮+一氧化氮溶于水/二氧化氮+氮气溶于水
- 关键是找物质的变化量
例题一

例题二

题型二:二氧化氮+氧气溶于水

例题

题型三:一氧化氮+氧气溶于水

例题

题型四:一氧化氮+二氧化氮+氧气
- 剩余气体只可能是氧气或一氧化氮
例题

金属与硝酸的计算题型
技巧一:善用化合价升降解题
例题

技巧二:善用电子得失守恒解题
例题

技巧三:电子得失守恒+原子守恒解题
例题

金属与稀硝酸+浓硝酸的反应题型
例题

金属与浓硝酸反应综合计算题型
例题
