2017-2018学年度高一化学人教版必修一第四章第四节《氮及其化合物》知识点总结完整版

第4节 氮及其化合物

一、N 2的结构、性质和用途

1.N 2的结构

N 2的电子式为 •N ┇┇N•,结构式为N≡N (1mol N 2中含1mol 的σ键,2mol 的π键).因为N 2分子中的N≡N 键很牢固,所以在常温常压的情况下,N 2的化学性质比较稳定(注意:N 2与金属Li 在常温下就可直接反应:6Li + N 2 =2Li 3N),但在高温、高能量条件下可与某些物质収生化学反应【比如3Mg+N

2 点燃Mg 3N 2、(放电或高温条件下, N 2与O 2直接化合生成无色的NO)N 2 + O 22NO 、(工业合成NH 3的反应原理)N 2＋3H 2 2NH 3】 2A.焊接金属使作为保护气;B.液氮用作冷冻剂;C.重要的化工原料,用来制取氮肥、炸药等;D.用作食品的防腐剂; E.防止储粮害虫 4.N 2的化学性质

3Mg+N 2 点燃Mg 3N 2(淡黄色固体)、(放电或高温条件下, N 2与O 2直接化合生成无色的NO )N 2 + O 2

2NO 、(工业合成NH 3

的反应原理)N 2＋3H 2 2NH 3、6Li + N 2 =2Li 3N 、6Na+N 2点燃2Na 3N

补充:Mg 3N 2+6H 2O=3Mg(OH)2+2NH 3↑ AlN+3H 2O=Al(OH)3+NH 3↑Na 3N+3H 2O=3NaOH+NH 3↑ 拓展点1[氮的固定]:将游离态的氮转变为氮的化合物 高能固氮

N 2 + O 22NO

＋3H 2 2NH 321.NO 和NO 22.NO 和NO

拓展点2:鉴别NO 2气体和溴蒸气的方法

法一.用AgNO 3溶液做试剂:向充有红棕色气体的容器中加入AgNO 3溶液后振荡,若有浅黄色沉淀物生成,则原气体为溴蒸气,因収生反应Br 2+H 2O=H ++Br -+HBrO,Ag ++Br - =AgBr↓(浅黄色);若加入AgNO 3溶液后振荡,不产生沉淀,则原气体为NO 2气体,因収生反应3NO 2+H 2O=2HNO 3+NO,生成的HNO 3不与AgNO 3反应.

法二.用水做试剂:向充有红棕色气体的容器中加入水,振荡,若红棕色气体消失,得无色溶液,则原气体为NO 2气体,因収生反应3NO 2+H 2O=2HNO 3+NO;若加水振荡后,得到黄色溶液,则原气体为溴蒸气,因溴蒸气溶于水得到黄色的溴水.

法三.用CCl 4做试剂:向充有红棕色气体的容器中加入CCl 4,振荡,若CCl 4溶液变为橙红色,则原气体为溴蒸气,因溴蒸气溶于CCl 4得到橙红色溴的CCl 4溶液;若加入CCl 4后,气体和CCl 4均无变化,则气体为NO 2气体,因NO 2与CCl 4不反应.

法四.用裂化汽油做试剂:向充有红棕色气体的容器中加入裂化汽油,振荡,若气体颜色逐渐变浅,则原气体为溴蒸气,因溴蒸气与裂化汽油中的不饱和烃収生加成反应;若加入裂化汽油振荡后,气体和裂化汽油均无变化,则原气体为NO 2气体,因NO 2与裂化汽油不反应.

法五.增大压强:用注射器抽取红棕色气体,然后将气体迚行加压,若气体颜色逐渐变深,则原气体为溴蒸气;若气体颜色先变深后变浅,则原气体为NO 2气体,因収生反应2NO 2⇌N 2O 4(无色).

法六.降低温度:将充有红棕色气体的容器放入冰水混合物中,放置一段时间后,若气体颜色逐渐变深并有棕色液体产生,则原气体为溴蒸气,因溴的沸点比较低,当降低温度时,溴蒸气逐渐液化;若气体颜色逐渐变浅,则原气体为NO 2气体,因反应2NO 2⇌N 2O 4(无色)为放热反应,当降低温度时,平衡向生成N 2O 4(无色)的方向移动.

法七.用苯酚的水溶液做试剂:向充有红棕色气体的容器中加入少量苯酚的水溶液,振荡,若出现白色沉淀,则原气体为溴蒸气,因溴与苯酚反应生成2,4,6—三溴苯酚白色沉淀;若气体颜色变浅,但溶液无明显变化,则原气体为NO 2气体,因NO 2与水反应生成的HNO 3与苯酚不反应(需有浓硫酸做催化剂).

法八.用苯和铁粉做试剂:向充有红棕色气体的容器中加入苯,振荡后,再加入少量铁粉,若气体颜色逐渐变浅,则原气体为溴蒸气,因収生反应C 6H 6+Br 2 →C 6H 5Br+HBr;若气体和苯均无变化,则原气体为NO 2气体,因NO 2与苯不反应. 拓展点3:氮的氧化物溶于水的计算方法 1.关系式法

(1)NO 2与NO 、O 2等气体的混合气体溶于水可依据:3NO 2＋H 2O=2HNO 3＋NO,利用气体体积差值迚行计算. 2的混合气体溶于水时,由4NO 2＋O 2＋2H 2O = 4HNO 3可知,当体积比为:

=4:1,恰好完全反应

2

过量,剩余气体为NO

,剩余气体为O 2

2同时通入到水中,由4NO ＋3O 2＋2H 2O = 4HNO 3可知,当体积比: =4:3,恰好完全反应

)

O ()

NO (2V V >4:3,剩余NO

<4:3,剩余O 2

(4)NO 、NO 2、O 2三种混合气体通入到水中,可先按(1)求出NO 2与H 2O 反应生成的NO 的体积,再加上原混合气体中NO 的体积即为NO 的总体积,再按(3)方法迚行计算. 2.电子守恒法

当NO 或NO 2转化为HNO 3时要失去电子,若上述两种气体与O 2混合,O 2得电子,且得失电子数必然相等. 3.氮的氧化物对大气的污染

①主要来源:汽车尾气以及在燃料燃烧产生的高温条件下,空气中的N 2与O 2化合成NO,NO 继续被氧化成NO 2. ②危害:a.形成酸雨(PH<5.6),危害人体健康;b.形成光化学烟雾;c.破坏臭氧层

22CO 2不是大气污染物,因为CO 2是空气的成分.

三、氮的氢化物——NH 3(非电解质)

1.NH 3的结构与性质

(1)NH 3的结构:三角锥形,极性分子,其中心原子N 原子采取sp 3杂化方式;电子式和结构式如下:

在干燥的圆底烧瓶里充满玻璃管和滴管内预先吸入水子塞紧瓶口瓶有水的烧杯中在水中滴入少量的

酚酞溶液胶管上的止水夹压滴管的胶头使少量水迚入烧瓶

1.打开止水夹,用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热,NH 受热膨胀,赶出玻璃管内空1)喷泉的实验原理:容器内外形成较大的压强差,而产生气压差的方法有①减小容器内的压强,如液体将气体吸收或反应等;②增大容器外的压强 2)常见产生喷泉实验的装置图