氮的知识点总结

氮的知识点总结

【思维导图】

二、氮气（N 2）：

1．氮元素在自然界中的存在形式：既有游离态又有化合态。空气中含N 2 占78％（体积分数）或75％（质量分数）；化合态氮存在于多种无机物和有机物中，氮元素是构成蛋白质和核酸不可缺少的元素。

2．物理性质：纯净的氮气是无色无味的气体，密度比空气略小，难溶于水。

3．氮气的分子结构：氮分子（N 2）的电子式为，结构式为N ≡N 。由于N 2分子中的N ≡N 键很牢固，所以通常情况下，氮气的化学性质稳定、不活泼。

4．氮气的化学性质：常温下氮气很稳定，很难与其它物质发生反应，但这种稳定是相对的，在一定条件下（如高温、放电等），也能跟某些物质（如氧气、氢气等）发生反应。 ⑴ N 2的氧化性：

① 与H 2化合生成NH 3 N 2 +3H 22NH 3

〖说明〗 该反应是一个可逆反应，是工业合成氨的原理。

② 镁条能在N 2中燃烧 N 2 + 3Mg ==== Mg 3N 2（金属镁、锂均能与氮气反应）

Mg 3N 2易与水反应：Mg 3N 2 + 6H 2O === 3Mg(OH)2 + 2NH 3↑

〖拓展延伸〗镁条在空气中点燃发生的反应有： 2Mg + O 2 ==== 2MgO N 2 + 3Mg ==== Mg 3N 2 2Mg + CO 2 ==== 2MgO + C

⑵ N 2与O 2化合生成NO ： N 2 + O 22NO

〖说明〗 在闪电或行驶的汽车引擎中会发生以上反应。

5．氮气的用途：

⑴ 合成氨，制硝酸；

⑵ 代替稀有气体作焊接金属时的保护气，以防止金属被空气氧化；

⑶ 在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发；

⑷ 保存粮食、水果等食品，以防止腐烂；

⑸ 医学上用液氮作冷冻剂，以便在冷冻麻醉下进行手术；

⒆O 2(加热、催化剂) 4HNO 3(浓)==4NO 2↑+2H 2O+O 2↑ 强氧化性 不稳定性 HNO 3 NaNO 2 ⑽NaOH ⒄Mg N 2O 4 ⒃H 2O NH 3.H 2O NH 3 N 2 NO NO 2 Ag(NH 3)2+ NH 4Cl ⒀AgNO 3 ⒁NaOH ⒂HCl ⑿Δ ⑾H 2O Mg 3N 2 ⑵Cl 2、(23)CuO ⑴H 2 ⑶O 2(放电) ⑷NH 3 ⑸O 2 ⑹ ⑺ ⑻Cu ⒅HCl ⒇Cu 、(21)Fe 2+、、(22)I — ①与金属反应:Cu 、Fe ②与非金属反应：C 、S ③Fe 、Al 在冷、浓HNO 3 钝化

④Pt 、Au 能溶解于王水(浓HNO 3:浓HCl=1:3） ⑤与还原性化合物反应：Fe 2+、SO 2、H 2S 、HI 有机物 硝化反应：C 6H 6 酯化反应：C 3H 5(OH)3 ⑼ Δ (24)Δ 点燃 点燃 点燃 点燃

⑹ 利用液氮制造低温环境，使某些超导材料获得超导性能。

6．制法：

⑴ 实验室制法：加热NH 4Cl 饱和溶液和NaNO 2晶体的混合物。 NaNO 2 + NH 4Cl === NaCl + N 2↑+ 2H 2O

⑵ 工业制法：

液氮（沸点-195.8℃） N 2 空气 ────→ ───→

液氧（沸点-183℃） O 2

7．氮的固定：游离态氮转变为化合态氮的方法。

自然固氮 → 闪电时，N 2 转化为NO

生物固氮 → 豆科作物根瘤菌将N 2 转化为化合态氮

工业固氮 → 工业上用N 2 和H 2合成氨气

8．氮的循环：

〖说明〗在自然界，通过氮的固定，使大气中游离态的氮转变为化合态的氮进入土壤，植物从土壤中吸收含氮的化合物制造蛋白质。动物则靠食用植物得到蛋白质。动物的尸体残骸，动物的排泄物以及植物腐败物等在土壤中被细菌分解，变为含氮化合物，部分被植物吸收；而土壤中的硝酸盐也会被细菌分解成氮气，氮气可再回到大气中。这一过程保证了氮在自然界的循环。

三、氮的氧化物：

各种价态氮氧化物：1N +（N 2O ）、2N +（NO ）、3N +（N 2O 3）、4N +（NO 2、N 2O 4）、5N +（N 2O 5），其中N 2O 3和N 2O 5分别是HNO 2和HNO 3的酸酐。气态的氮氧化物几乎都是剧毒性物质，在太阳辐射下还会与碳氢化物反应形成光化学烟雾。

1．NO 、NO 2性质：

氮的氧化物

一氧化氮(NO) 二氧化氮(NO 2) 物理性质 为无色、不溶于水、有毒的气体

为红棕色、有刺激性气味、有毒的气体，易溶于水 化学性质

①极易被空气中的O 2氧化：

2NO + O 2= 2NO 2

②NO 中的氮为+2价，处于中间价

态，既有氧化性又有还原性 ①与H 2O 反应： 3NO 2 + H 2O ＝2HNO 3 + NO (工业制HNO 3原理．在此反应中，NO 2同时作氧化剂和还原剂)

②平衡体系：2NO 2 N 2O 4 氮氧化物对环境的污染、危害及防治措施 ①硝酸型酸雨的产生及危害

②造成光化学烟雾的主要因素：氮氧化物（N x O y ）和碳氢化合物（C x H y ）

在大气环境中受到强烈的太阳紫外线照射后，发生复杂的化学反应，主要生成光化学氧化剂（主在是O 3）及其他多种复杂的化合物，这是一种新的二次污染物，统称为光化学烟雾。光化学烟雾刺激呼吸器官，使人生病甚至死亡。光化学烟雾主要发生在阳光强烈的夏、秋季节。

③破坏臭氧层

措施：空气中的NO 、NO 2污染物主要来自于石油产品和煤燃烧的产物、

△ 净化、液化 分馏

汽车尾气以及制硝酸工厂的废气，因此使用洁净能源，减少氮氧化物

的排放；为汽车安装尾气转化装置；处理工厂废气可以减少排放。

2．NO 、NO 2的制取：

⑴ 实验室NO 可用Cu 与稀HNO 3反应制取：

3Cu ＋8HNO 3（稀）＝3Cu （NO 3）2＋2NO ↑＋4H 2O ，由于NO 极易与空气中的氧气作用，故只能用排水法收集。

⑵ 实验室NO 2可用Cu 与浓HNO 3反应制取：

Cu ＋4HNO 3（浓）＝Cu （NO 3）2＋2NO 2↑＋2H 2O ，由于NO 2可与水反应，故只能用排空气法收集。

3．2NO 2 N 2O 4 △H <0 的应用

四、氨和铵盐：

1．氨的合成： N 2 + 3H 2 2NH 3 2．氨分子的结构：NH 3的电子式为，结构式为，氨分子的结构为三角锥形，N 原子位于锥顶，三个H 原子位于锥底，键角107°18′，是极性分子。

3．氨气的物理性质：

氨气是无色、有刺激性气味的气体，在标准状况下，密度是0.771g ·L —1，比空气小。

氨易液化，液氨气化时要吸收大量的热，使周围温度急剧下降，所以液氨可作

致冷剂。

氨气极易溶于水，常温常压下，1体积水中大约可溶解700体积的氨气。氨

的水溶液称氨水。计算氨水的浓度时，溶质应为NH 3 。

〖实验〗选修1P97实验4—8

氨对人的眼、鼻、喉等粘膜有刺激作用，若不慎接触过多的氨而出现病症，要及时吸入新鲜空气和水蒸气，并用大量水冲洗眼睛。

4．氨的化学性质：

⑴ 跟水反应：氨气溶于水时（氨气的水溶液叫氨水），大部分的NH 3分子与H 2O 分子结

合成NH 3·H 2O （一水合氨）。NH 3·H 2O 为弱电解质，只能部分电离成NH 4＋和OH －。

NH 3 + H 2O NH 3·H 2O NH 4＋ + OH －

a ．氨水的性质：氨水具有弱碱性，使无色酚酞试液变为浅红色，使红色石蕊试液变为蓝色。氨水的浓度越大，密度反而越小（是一种特殊情况）。NH 3·H 2O 不稳定，故加热氨水时有氨气逸出： NH 3·H 2O NH 3↑+ H 2O

b ．氨水的组成：氨水是混合物（液氨是纯净物），其中含有3种分子（NH 3、NH 3·H 2O 、

H 2O ）和3种离子（NH 4＋和OH －、极少量的H ＋）。

c ．氨水的保存方法：氨水对许多金属有腐蚀作用，所以不能用金属容器盛装氨水。通常把氨水盛装在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里。

d ．有关氨水浓度的计算：氨水虽然大部分以NH 3·H 2O 形式存在，但计算时仍以NH 3作溶质。

★e ．NH 3是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，常用此性质检验NH 3。

★比较液氨与氨水： 催化剂 高温高压