氮及氮的化合物的知识点

第四讲氮及氮的化合物

（一）氮

1. 氮元素的存在

既有游离态又有化合态。它以双原子分子（N2）存在于大气中，约占空气总体积的78%或总质量的75%。氮是生命物质中的重要组成元素，是构成蛋白质和核酸不可缺少的元素。是农作物生长所必需的元素.充足的氮肥使植物枝叶茂盛.叶片增大，从而提高农作物的产量和质量。

2. 氮气的结构和性质

（1）物理性质

纯净的氮气是一种无色、无味、密度比空气稍小的气体，熔点为－209.86℃。沸点为－195.8℃，难溶于水。（思考N2的收集方法?）

（2）结构：电子式为：______________ 结构式为___________，氮氮叁键的键能高达946kJ·mol－1，键能大，分子结构稳定，化学性质不活泼。

（3）化学性质

常温下，N2的化学性质很不活泼，可代替稀有气体做保护气，但在高温、放电、点燃等条件下，N2能与H2、O2等发生化学反应。

①N2+3H2 2NH3（可逆反应）是工业上合成氨的反应原理。

②与O2反应：

③与Mg反应： N2 +3 Mg Mg3N2； Mg3N2 + 6H2O=3Mg（OH）2↓+ 2NH3↑

3. 氮气的用途与工业制法

（1）氮气的用途：合成氨；制硝酸；用作保护气；保护农副产品；液氮可作冷冻剂。

（2）氮气的工业制法：工业上从液态空气中，利用液态氮的沸点比液态氧的沸点低加以分离而制得氮气。

4. 氮的固定

将空气中游离的氮气转变为氮的化合物的方法，统称为氮的固定。氮的固定有三种途径：（1）生物固氮：豆科作物根瘤菌将N2转化为化合态氮。

（2）自然固氮：天空中打雷闪电时，N2转化为NO。N2+02放电 2NO

（3）工业固氮：在一定的条件下，N2和H2人工合成氨。N2+3H2 2NH3（可逆反应）

（二）氮的氧化物

各种价态氮氧化物：1N+（N2O）、2N+（NO）、

3

N

+

（N2O3）、

4

N

+

（NO2、N2O4）、

5

N

+

（N2O5），其中N2O3和N2O5分别是HNO2和

HNO3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和NO2性质比较

（1）物理性质

NO：无色、无味的气体，难溶于水，有毒。

NO2：红棕色、有刺激性气味的气体，有毒。

（2）化学性质

NO：不与水反应，易被氧气氧化为NO2。 2NO+ O2=== 2NO2

NO2：①易与水反应生成硝酸和NO，在工业上利用这一反应制取硝酸。 3NO2+ H2O=2HNO3+NO

②有较强的氧化性，可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。

③氮氧化物溶于水计算方法

涉及的可能相关化学反应方程式分别为：3NO2+H2O=2HNO3+NO、4NO+3O2+2H2O=4HNO3、4NO2+O2+2H2O=4HNO3、NO2+NO+O2+H2O=2HNO3。

（三）氨

氨的物理性质

1、氨是无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易液化.极易溶于水，常温常压下1体积水能溶解约700体积的氨.

2、分子结构

化学式NH3；电子式 ___________；结构式：__________________ 氨分子为三角锥形

3、氨的化学性质

（1）氨与水反应氨溶于水的水溶液称为氨水，其中大部分NH3与水结合成一水合氨（NH3·H2O），但氨水的溶质仍然为NH3.一水合氨可以部分电离成NH4+和 OH－，故氨水显弱碱性，能使酚酞试液变红。NH3·H2O受热又容易分解为NH3和H2O。氨水的密度小于1g·mL－1，且溶质的质量分数越大，溶液的密度越小。NH3是中学化学中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NH3的存在。

NH3 +H2O NH3·H2O NH4+ + OH－

（2）氨与酸反应

a.氨与氯化氢反应 NH3+HCl===NH4Cl （产生大量白烟）

b.氨与硫酸反应 2NH3+H2SO4===（NH4）2SO4

c.氨与硝酸反应 NH3+HNO3=== NH4NO3（产生大量白烟）

※⑴可用浓盐酸检验氨气

⑵氨气与挥发性酸反应有白烟产生，遇难挥发性酸无此现象

具有还原性

4NH3 + 5O2 6 H2O + 4NO

（氨的催化氧化，是工业上制硝酸的基础，也是工业上制NO的方法）

2 NH

3 +3Cl2=N2 + 6HCl；8 NH3 +3Cl2=N2 + 6NH4Cl

2 NH

3 +3CuO N2 +3Cu+3H2O

4、液氨与氨水的区别

液氨氨水

形成氨气液化氨气溶于水

物质分类纯净物混合物

微粒种类NH3 NH3、NH3·H2O、H2O、NH4+、OH-、H+

存在条件常温常压下不能存在常温常压下可存在

5、氨的用途与保存

（1）用途：

①氨是氮肥工业及制造硝酸、铵盐、纯碱等的重要原料。

②氨也是有机合成工业的常用原料（如制尿素合成纤维、染料等）。

③氨还可用作制冷剂。

（2）保存：

氨水盛装在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁桶内。

6、氨的实验室制法

（1）实验原理：用铵盐与碱共热。

2NH4Cl+ Ca（OH）2CaCl2+ 2NH3↑+2H2O

（2）装置：（见下图）

（3）收集：向下排空气法。

（4）检验：

①用红色的石蕊试纸检验是否变蓝。

②用粘有浓盐酸的玻璃棒检验，产生白烟。

（5）干燥：用碱石灰干燥。

注意：也可用浓氨水与强碱混合；或向浓氨水中加生石灰：2NH3·H2O+CaO=Ca（OH）2+2NH3↑+ H2O