高中化学 氮元素在自然界中的存在形式

氮气的性质和用途
①合成氨，制硝酸；
②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；
⑧在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发；
④保存粮食、水果等食品，以防止腐烂；
⑤医学上用液氮作冷冻剂，以便在冷冻麻醉下进行手术；
⑥利用液氮制造低温环境，使某些超导材料获得超导性能。

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N278％(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•氮气的物理性质和化学性质：
(1)物理性质：纯净的氮气是无色气体，密度比空气略小，氮气在水中的溶解度很小，在常压下101kPa，-195.8℃氮气变成无色液体，-209.9℃变成雪花状固体。

氮气的分子结构：氮分子(N2)的电子式为，结构式为N≡N，由于N2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。

(2)化学性质：氮分子化合价为0价，既可以升高也可以降低，说明氮气既有氧化性又有还原性。

①N2与H2化合生成NH3：
说明：该反应是一个可逆反应，是工业合成氨的原理。

②N2与金属反应(Mg Ca Sr Ba)反应：
③N2与O2化合生成NO：
说明：在闪电或行驶的汽车引擎中会发生以上反应。

1．氮气
(1)氮的固定
使空气中游离态的氮转化为化合态氮的过程。

(2)氮气的性质
①物理性质
纯净的N2是一种无色无味的气体，难溶于水，在空气中约占总体积的4/5。

②化学性质
通常情况下，N2化学性质很稳定，只在高温、放电、催化剂等条件下才能发生一些化学反应。

a．与H2反应：N2＋3H2高温、高压催化剂2NH3。

b．与O2反应：N2＋O2放电或高温2NO。

2．氮的氧化物
氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。

完成NO和NO2的比较表：
特别提醒(1)氮的氧化物都是大气污染物。

(2)空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素。

(4)NO2：既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。

NO2能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝。

【氮及其化合物知识点总结】
1、氮气的性质：氮气是无色无味的难溶于水的气体；密度比空气小，在空气中约占总体积的78%，占其它质量的75%。

化学性质（1）与O2反应：N2+O2＝2NO ；（2）与H2反应：N2+3H2＝2NH3 ；（3）与Mg的反应：N2+3Mg＝Mg3N2 。

2、氮的常见氧化物——NO、NO2的重要性质
（1）物理性质NO：无色无味难溶于水的有毒气体；NO2：红棕色有刺激性气味的有毒气体。

（2）化学性质：2NO+O2＝2NO2；6NO+4NH3＝5N2+6H2O；3NO2+H2O＝2HNO3 ＋NO ；6NO2+8NH3＝7N2+12H2O ；
（3）计算中用到的两个重要化学方程式：4NO+3O2+2H2O＝4HNO3 ；4NO2+O2+2H2O＝4HNO3
3、氨气的物理性质：无色、有刺激性气味的气体，标况下密度为0.771g•L－1，比空气轻，极易溶于水（1：700），且快速溶解，易液化得液氨，液氨气化时要吸收大量的热，使物质的温度急剧下降，所以液氨常用作制冷剂。

4、氨气的化学性质：
5、液氨和氨水的区别：氨水与液氨为不同物质，氨水为混合物，液氨为纯净物;NH3为非电解质，而NH3•H2O为弱电解质。

6、氨气的实验室制法：实验室制取氨气通常有两种方法：一是利用铵盐的的性质，使其铵根转化为氨气，另一中方法是利用氨水的不稳定性，使一水合氨分解产生氨气。

7、硝酸的性质：
（1）物理性质：纯HNO3是无色，易挥发（沸点83℃），有刺激性气味的液体。

易溶于水密度比水大，常用的浓HNO3质量分数为69%，98%的硝酸称"发烟硝酸"）
（2）化学性质
①酸的通性
b. 强氧化性：浓硝酸可以与不活泼金属如铜、银等以及碳、磷等非金属反应。

浓、稀HNO3均有强氧化性；氧化性：浓HNO3>稀HNO3；金属与硝酸反应不产生H2，而是与浓硝酸反应生成NO2，与稀HNO3生成NO；
4HNO3（浓）+Cu＝Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
8HNO3（稀）+3Cu＝3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
【氮及其化合物考点分析】
【氮及其化合物知识点误区】
1、一般情况下，N2不能燃烧，也不助燃，但Mg条却可以在N2中燃烧。

2、收集NO用排水法，收集NO2用向上排空气法；前者易与氧气反应，后者易与水反应。

3、NH3是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，可用于氨气的检验。

4、与浓氨水靠近，能产生白烟现象的物质：①挥发性酸如浓HNO3、浓HCl ②酸性气体HCl、HBr、HI、H2S等；③Cl2。

但浓H2SO4、浓H3PO4因难挥发而无此现象。

5、常温下浓HNO3可使铁、铝表面形成致密的氧化物膜而钝化，（浓H2SO4也有此性质）因此可用铁、铝容器盛放浓H2SO4、HNO3。

6、氧化性酸和酸的氧化性：酸的氧化性是指H+的氧化性；氧化性酸是酸根离子中心原子获得电子的性质。

【典型例题】
例1、下列过程属于人工固氮的是（）
A. 分离液态空气制氮气
B. 闪电时N2 转化为NO
C. 合成氨
D. 豆科作物根瘤菌将N2 转化为NH3
解析：该题目考查氮的固定知识，将空气中游离态的氮转化为化合物的方法，统称为氮的固定，分为自然固氮和人工固氮，B、D 属于自然固氮，C属于人工固氮。

答案：C
例2、有关氨的性质的叙述中正确的是（）
A. 氨不能在空气中燃烧
B. 氨水呈碱性
C. 氨气和酸相遇能产生白色烟雾
D. 在反应NH3 + H+＝NH4+ 中，氨失去电子被氧化
解析：氨只能在纯氧中燃烧，不能在空气中燃烧，A 正确；因为NH3·H2O＝NH4++OH-，故氨水呈碱性，并视为一元弱碱，B 正确；氨气只有与挥发性酸相遇才能生成白烟，C错；反应NH3 + H+ ＝NH4+为非氧化还原反应，D错。

综上分析，本题答案为A、B。

答案：AB。