2015-2016学年化学一轮精品复习学案4.4 氮及其重要化合物.doc

第四节氮及其重要化合物
【高考新动向】
考点梳理
1.了解氮单质及其重要化合物的主要性质及应用。

2.了解氮单质及其重要化合物对环境质量的影响。

【考纲全景透析】
一、氮的单质及其氧化物
1.氮在自然界中的存在与转化
(1)氮元素的存在与氮的固定
2氮气
(1)物理性质
颜色：无色；气味：无味；状态：气体；密度：比空气小；溶解性：难溶于水。

(2)化学性质
3.NO和NO2的性质比较
二、氨和铵盐 1．氨气物理性质
无色、刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，常温常压下1体积水能溶解700体积的氨气，易液化（可作致冷剂） 2. 氨气化学性质
（1）与水反应：
氨水呈碱性，原理：NH 3+H 2O
NH 3·H 2O
NH 4++OH -
氨气是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，常用此性质检验氨气。

（2）与酸反应与挥发性酸(如浓盐酸、硝酸)的反应
NH 3+HCl=NH 4Cl 现象：产生白烟 与硫酸反应：2NH 3+H 2SO 4=(NH 4)2SO 4
（3）与盐反应：向AlCl 3溶液中滴加氨水反应的离子方程式为：Al 3++3 NH 3·H 2O=Al(OH)3↓+3 NH 4+
（4）氨气的还原性
NH 3中的N 呈—3价，所以NH 3具有还原性，能被O 2、CuO 、NO x 、Cl 2等物质氧化。

3.实验室制法：
2NH 4Cl ＋Ca(OH)2=====△
2NH 3↑＋CaCl 2＋2H 2O 。

4用途：制HNO 3、铵盐、纯碱、尿素，制冷剂等。

5.铵盐
（1）物理性质：都是无色或白色晶体，易溶于水。

（2）化学性质：
①不稳定性： NH 4HCO 3 ＝ NH 3↑ + H 2O + CO 2↑（30℃以上可分解），
NH 4Cl ＝ NH 3↑+ HCl ↑ ②与碱反应：
a. 在稀溶液中不加热：
+-+====⋅432NH OH NH H O b.加热时或浓溶液：
+-+↑+432NH OH NH H O
（3）NH 4+的检验：取少量样品，与碱混合于试管中，加热。

将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，试纸变蓝色，说明样品中含有NH 4+；也可以将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口，若有白烟产生，说明样品中含有NH 4+。

未知液――→OH －
呈碱性――→△
湿润红色石蕊试纸变蓝色，则证明含NH ＋4。

三、硝酸 1、物理性质
无色、易挥发（在空气中遇水蒸气呈白雾状），有刺激性气味的液体。

2、化学性质
（1）不稳定性 ①
②市售浓硝酸呈黄色的原因是：硝酸分解生成的NO 2溶解在硝酸里 ③硝酸保存在棕色试剂瓶中，置于冷暗处，不能用橡胶塞。

（2）强氧化性：硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大氧化性越强 ①能与Au 、Pt 以外的所有金属反应，如Cu 与浓、稀硝酸的反应方程式： Cu+4HNO 3(浓)= Cu(NO 3)2+2NO 2↑+2H 2O 、3Cu+8HNO 3(稀)=3Cu(NO 3)2+2NO↑+4H 2O 注意：有些金属(如Al 、Fe 等)在冷的浓硝酸中发生钝化。

故可以用铁、铝容器运输冷的浓
△
△
硝酸。

②与非金属的反应
碳与浓硝酸反应的化学方程式：C+4HNO 3
CO 2↑+4NO 2↑+2H 2O
③与某些还原性物质反应（如FeO ）
化学方程式：3FeO+ 10HNO 3(稀)= 3Fe(NO 3)3+NO↑+5H 2O
3、NO 3-
离子的检验：晶体或浓溶液与浓硫酸、Cu 共热时，若产生红棕色气体则含NO 3-
；若为稀溶液则先浓缩。

(3)与有机物反应
①硝化反应(与C 6H 6反应)： C 6H 6+HNO 3C 6H 5NO 2+H 2O ②颜色反应：蛋白质遇到浓硝酸时变黄色 3.用途：化工原料，用于制化肥、染料、炸药等。

【热点难点全析】
一、氨气的实验室制法与性质 1．加热固态铵盐和碱的混合物
(1)反应原理： 2NH 4Cl ＋Ca(OH)2=====△
2NH 3↑＋CaCl 2＋2H 2O 。

(2)装置：“固体＋固体――→△
气体”(与用KClO 3或KMnO 4制O 2的装置相同)。

(3)收集：只能用向下排空气法。

(4)干燥：用碱石灰(NaOH 和CaO 固体的混合物)。

(5)验满方法：①用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生。

(6)环保措施：收集时，一般在管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花
浓
硫
酸
球，可减小NH 3与空气的对流速度，收集到纯净的NH 3，同时也可避免污染空气。

2．加热浓氨水
(1)反应原理：NH 3·H 2O=====△
NH 3↑＋H 2O 。

(2)装置：右图
3．浓氨水中加固态碱性物质 (1)原理：
浓氨水中存在以下平衡：NH 3＋H 2O NH 3·H 2O NH ＋4 ＋OH －
，加入固态碱性物质(如CaO 、NaOH 、碱石灰等)， 使平衡逆向移动，促进了NH 3·H 2O 的分解。

(2)装置：
[特别提醒]
加热铵盐和碱制氨气时：(1)不宜选用NH 4NO 3和NH 4HCO 3，NH 4NO 3受热易爆炸，NH 4HCO 3受热易分解产生CO 2。

(2)Ca(OH)2不宜用NaOH 、KOH 代替，原因是NaOH 、KOH 易吸湿，结块，不利于NH 3的逸出。

4.氨气的性质
(1)氨气的催化氧化实验探究
装置
作用或现象
① 提供氨气和氧气
② 使氨气被催化氧化，红热状态的铂铑合金丝更加红热 ③ 吸收剩余的氨气和生成的水蒸气 ④ 看到有红棕色的气体产生 (2)氨气的溶解性实验问题 ①喷泉实验的基本原理
气体在液体中溶解度很大，在短时间内产生足够的压强差(负压)，则打开止水夹后，大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中，在尖嘴导管口形成喷泉。

②形成喷泉的气体与液体组合
a.NH 3、HCl 、SO 2、NO 2 与水组合能形成喷泉。

b.酸性气体与NaOH 溶液组合能形成喷泉。

【典例1】实验室里可按下图所示的装置干燥、贮存某气体R ，多余的气体可用水吸收，则R 是
( )
A ．NO 2
B ．HCl
C ．CH 4
D ．NH 3
解析：由储气瓶的连接方式知，瓶内只能收集密度小于空气的气体，排除NO 2、HCl ；由尾气吸收装置知，该气体极易溶于水，排除CH 4。

答案： D
二、硝酸与金属、非金属反应的一般规律 1．硝酸与金属反应的一般规律
(1)金属与HNO 3反应一般不生成H 2，浓HNO 3一般被还原为NO 2，稀HNO 3一般被还原为NO 。

(2)足量金属与一定量浓硝酸反应时，随着硝酸浓度的降低，产物也发生改变。

(3)金属与HNO 3反应的一般通式为
①金属＋浓硝酸―→金属硝酸盐＋NO 2↑＋H 2O
反应中，表现氧化性(被还原)的HNO 3占12；表现酸性生成硝酸盐的HNO 3占1
2。

②金属＋稀硝酸―→金属硝酸盐＋NO↑＋H 2O
反应中，表现氧化性(被还原)的HNO 3占14；表现酸性生成硝酸盐的HNO 3占3
4。

2．硝酸与非金属反应的规律
(1)浓硝酸能与碳、硫、磷等非金属单质反应，一般生成最高价含氧酸或最高价氧化物、二氧化氮和水。

(2)与非金属反应，HNO 3表现强氧化性，不表现酸性。

3．计算中的守恒思想的应用 (1)原子守恒法
HNO 3与金属反应时，一部分HNO 3起酸的作用，以NO －3的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO 3中氮原子的物质的量。

(2)得失电子守恒法
HNO 3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO 3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。

(3)电荷守恒法
HNO 3过量时反应后溶液中(不考虑OH －
)则有：
c(NO －3)＝c(H ＋
)＋nc(M n ＋
)(M n
＋
代表金属离子)。

(4)离子方程式计算法
金属与H 2SO 4、HNO 3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO －3在H 2SO 4提供H ＋
的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H ＋
或NO －3进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。

【典例2】1.92 g Cu 投入一定量的浓HNO 3溶液中，Cu 完全溶解，生成气体颜色越来越浅，共收集到标准状况下的气体672 mL ，将盛有此气体的容器倒扣在水槽中，通入标准状况下一定体积的氧气，恰好使气体完全溶于水，则通入的氧气的体积为 ( ) A ．504 mL B ．336 mL C ．224 mL
D ．168 mL
[解析] 从整个反应来看，Cu→Cu 2＋
；HNO 3→NO 、NO 2→HNO 3，O 2→H 2O ，N 元素的化合价在整个反应前后没有变化，则Cu 失去电子的物质的量等于氧气得到电子的物质的量。

所以O 2在标准状况下的体积为
1.92 g
64 g/mol×2
4×22.4 L/mol×103 mL/L＝336 mL。

[答案] B。