高三化学一轮复习《氮及其化合物》

高三化学一轮复习氮及高三化学一轮复习氮及其化合物其化合物氮及其化合物之间的转化氮及其化合物之间的转化N2NH3NONO2HNO3Mg3N2催化剂催化剂电子式为电子式为 ，结构式为结构式为，氮氮叁键的键能高达氮氮叁键的键能高达 ，键能键能 ，分子结构，分子结构 ，化学性质化学性质 。难溶于水，在空气中约占总体积的难溶于水，在空气中约占总体积的78%78%。一、氮气一、氮气【分子结构分子结构】NN946kJmol1大大稳定稳定不活泼不活泼与活泼金属反应：与活泼金属反应：N23MgMg3N2常温下，常温下，N2的化学性质稳定，可做的化学性质稳定，可做，与与H2反应：反应：N23H22NH3【化学性质化学性质】Mg3N26H2O3Mg（OH）22NH3保护气保护气 与与O2反应：反应：N2O22NO放电或高温放电或高温【思思考考1 1】设设计计实实验验鉴鉴别别红红棕棕色色NO2和和溴溴蒸气蒸气,可选用的试剂有哪些？可选用的试剂有哪些？H2O二、氮的氧化物二、氮的氧化物NO2NOO2N2O4N2ONON2O3NO2N2O4N2O5价态价态+1+2+3+4+4+5颜色颜色毒性毒性水溶性水溶性与与O2共存共存相互相互转化转化红棕色红棕色有有毒毒2NOO22NO2生成生成亚硝酸亚硝酸3NO2H2O2HNO3NO生成生成硝酸硝酸能能小结：小结：（3）NO2是一种是一种色的色的水且与水反水且与水反应的气体，应的气体，强，能氧化强，能氧化SO2，能使湿能使湿润的润的KI淀粉试纸变蓝。淀粉试纸变蓝。（2）NO是一种是一种色色水较强的水较强的气气体，易被体，易被O2氧化成氧化成NO2。（1）N2O3和和N2O5分别是分别是和和的酸酐。的酸酐。HNO2HNO3无无难溶于难溶于还原性还原性红棕红棕易溶易溶于于氧化氧化性性三、氨气三、氨气【分子结构分子结构】NH3的电子式：的电子式：结构式：结构式：分子构型分子构型，无色有特殊的无色有特殊的 气体，气体，易易 和极易和极易 ，常温常压下，常温常压下，1 1体积水约能溶解体积水约能溶解 体积的体积的NHNH3 3物理性质物理性质三角锥形三角锥形刺激性气味刺激性气味液化液化溶于水溶于水700化学性质化学性质NH3H2O NH3H2ONH4OHNH3是惟一能使红色石蕊试纸变蓝的气体。（检验）是惟一能使红色石蕊试纸变蓝的气体。（检验）氨水的性质氨水的性质Ag+2NH3H2O=Ag(NH3)2+2H2ONH3H2ONH4+OH-氨水的浓度越大，密度氨水的浓度越大，密度 。弱碱性：弱碱性：络合性：络合性：越小越小与酸反应与酸反应NH3HClNH4Cl（生成白烟）生成白烟）作用：作用：检验检验NH3 的存在的存在 和检验氯气管道漏气和检验氯气管道漏气NH3CO2H2ONH4HCO3（碳铵）碳铵）4NH35O24NO6H2O与与2反应反应（氨的催化氧化，工业制硝酸的基础氨的催化氧化，工业制硝酸的基础）请写出由请写出由NH3制取硝酸的其它方程式：制取硝酸的其它方程式：2NO+O2 =2NO23NO2+H2O =2HNO3+NO2NH3（不足）不足）+3Cl2=N2+6HCl8NH3（过量）过量）+3Cl2=N2+6NH4Cl【思考2】氯气管道发生泄露氯气管道发生泄露,可用蘸有可用蘸有浓氨水的棉球检验的原理浓氨水的棉球检验的原理2NH4ClCa(OH)2 CaCl22NH32H2O实验室制法：实验室制法：2 2、氨的制法、氨的制法固固加热型（同制固固加热型（同制O2）a.a.用润湿的红色石蕊试纸检验变蓝；用润湿的红色石蕊试纸检验变蓝；b.b.用沾有浓盐酸的玻璃棒检验，产生白烟。用沾有浓盐酸的玻璃棒检验，产生白烟。通常用碱石灰（不能用通常用碱石灰（不能用CaCl2、P2O5）类型：类型：检验：检验：干燥：干燥：收集：收集：向下排空气法。向下排空气法。N23H22NH3（正反应放热正反应放热）工业制法：工业制法：10MPa30MPa铁触媒铁触媒4000C 5000C水、煤和空气水、煤和空气造气、净化、氨的合成与分离造气、净化、氨的合成与分离压强压强：催化剂催化剂：温度：温度：原料原料:三步骤：三步骤：条件条件哈伯法哈伯法NH4OH NH3H2O3 3、铵盐的性质、铵盐的性质结构：结构：离子键、共价键离子键、共价键，属离子晶体，属离子晶体物理性质：物理性质：均为能溶于水的无色晶体。均为能溶于水的无色晶体。水解反应：水解反应：化学性质化学性质 与碱反应：与碱反应：受热分解：受热分解：NHNH4 4H H2 2O O NH NH3 3H H2 2O OH H注意硝酸铵固体注意硝酸铵固体溶于水热效应溶于水热效应?用途用途:工业原料工业原料(生产生产氮肥氮肥 硝酸硝酸等等),有机合成有机合成原料原料,制冷剂制冷剂【思考3】下列事实体现了硝酸的什么性质？下列事实体现了硝酸的什么性质？A.氧化性氧化性 B.酸性酸性 C.不稳定性不稳定性 D.挥发性挥发性（1）硝酸存放在棕色瓶中密封保存）硝酸存放在棕色瓶中密封保存 ()（2）浓硝酸可以和铜反应浓硝酸可以和铜反应 ()（3）木炭和浓硝酸反应木炭和浓硝酸反应 ()（4）锌和硝酸不产生锌和硝酸不产生H2()（5）氧化铜溶于硝酸氧化铜溶于硝酸 ()（6）不用硝酸制不用硝酸制SO2气体气体 ()（7）用铁槽存放浓硝酸用铁槽存放浓硝酸 ()（8）检验检验SO42-时不能先用硝酸酸化时不能先用硝酸酸化 ()CDABAABAAA纯硝酸是纯硝酸是 色、有色、有 气味、易气味、易 液体液体能跟水以能跟水以 互溶，互溶，常用浓常用浓HNO3的质量分数为的质量分数为，“发烟硝酸发烟硝酸”的浓度为的浓度为。四、硝酸四、硝酸无无刺激刺激性性挥发挥发任意比例任意比例69%98%4HNO3 4NO2O22H2O化学性质化学性质强酸性强酸性不稳定性：（见光、受热易分解）不稳定性：（见光、受热易分解）浓硝酸因为溶解了浓硝酸因为溶解了 的缘故显的缘故显 。NO2黄色黄色试剂瓶试剂瓶 ；瓶塞；瓶塞 ：避光避光橡胶橡胶硝酸贮存：硝酸贮存：棕色棕色强氧化性：强氧化性：a.与金属反应与金属反应Cu4HNO3（浓）浓）Cu(NO3)22NO22H2O3Cu8HNO3（稀）稀）3Cu(NO3)22NO4H2O（利用此反应可以洗涤附在器皿内壁上的银）利用此反应可以洗涤附在器皿内壁上的银）冷浓冷浓HNO3可使可使Al、Fe等金属表面生成一层等金属表面生成一层致密的氧化膜而发生钝化。致密的氧化膜而发生钝化。3Ag4HNO3（稀）稀）3AgNO3NO2H2O（利用此反应实验室可以制备利用此反应实验室可以制备NONO2 2、NONO气体）气体）b.b.与非金属反应与非金属反应c.与其他还原剂反应与其他还原剂反应C4HNO3（浓）浓）CO24NO22H2O H2SO46NO22H2OS6HNO3（浓）浓）(2)NO3与还原性较强的离子与还原性较强的离子(Fe2+、SO32-、I、S2)和单质和单质Cu等在等在中性或碱性中性或碱性条件下能共存，条件下能共存，但当溶液调节到但当溶液调节到一定酸度一定酸度时，就能发生氧化还时，就能发生氧化还原反应。原反应。Pt、Au不溶于硝酸，不溶于硝酸，五、氮族元素相似性和递变规律五、氮族元素相似性和递变规律第第A族族最外层都是最外层都是5个电子个电子随着核电荷数的递增，电子层随着核电荷数的递增，电子层数和原子半径都逐渐增大数和原子半径都逐渐增大N：-3、+1、+2、+3、+4、+5P、As：3、+3、+5Sb、Bi：+3、+5（无负价）（无负价）逐渐减弱逐渐减弱逐渐增强逐渐增强逐渐减弱逐渐减弱非金属性渐弱，金属性渐强非金属性渐弱，金属性渐强氮的氧化物溶于水的计算氮的氧化物溶于水的计算NO2溶于水：溶于水：NO2和和O2的混合气体溶于水：的混合气体溶于水：3NO2H2O2HNO3NO4NO2O22H2O4HNO3NO和和O2同时通入水中：同时通入水中：4NO3O22H2O4HNO3NO、NO2、O2三种混合气体通入水中：三种混合气体通入水中：把把NO2折算成折算成NO的体积，再按的体积，再按进行计算进行计算二二 氮的氧化物溶于水的计算氮的氧化物溶于水的计算1.方程式法方程式法(1)有关化学反应方程式有关化学反应方程式3NO2+H2O=2HNO3+NO4NO2+O2+2H2O=4HNO34NO+3O2+2H2O=4HNO32NO+O2=2NO2(2)(2)不同情况及剩余气体的体积不同情况及剩余气体的体积不同情况及剩余气体的体积不同情况及剩余气体的体积(3)NO(3)NO2 2 NONO OO2 2三者组成的混合气体溶于水三者组成的混合气体溶于水三者组成的混合气体溶于水三者组成的混合气体溶于水:若先按若先按若先按若先按反应后反应后反应后反应后,再据表再据表再据表再据表进行计算进行计算进行计算进行计算 若先按若先按若先按若先按反应后反应后反应后反应后,再据表再据表再据表再据表进行计算进行计算进行计算进行计算 2.2.原子组成法原子组成法原子组成法原子组成法4NO4NO2 2+O+O2 2和和和和4NO+3O4NO+3O2 2从组成上均相当于从组成上均相当于从组成上均相当于从组成上均相当于2N2N2 2OO5 5的组成的组成的组成的组成,即即即即1.(1)1.(1)中的中的中的中的两种情况中的总反应式都与两种情况中的总反应式都与两种情况中的总反应式都与两种情况中的总反应式都与N N2 2OO5 5+H+H2 2O=2HNOO=2HNO3 3等效等效等效等效 这不仅是记忆这不仅是记忆这不仅是记忆这不仅是记忆1.(1)1.(1)中的中的中的中的二式二式二式二式的方法的方法的方法的方法,也为上述问题的解决提供了新的思路也为上述问题的解决提供了新的思路也为上述问题的解决提供了新的思路也为上述问题的解决提供了新的思路,即利用混合气即利用混合气即利用混合气即利用混合气体中的体中的体中的体中的N N OO原子个数比进行分析判断原子个数比进行分析判断原子个数比进行分析判断原子个数比进行分析判断 3.3.电子守恒法电子守恒法电子守恒法电子守恒法当当当当NONO2 2或或或或NONO转化为转化为转化为转化为HNOHNO3 3时要失去电子时要失去电子时要失去电子时要失去电子,若上述两种气体与若上述两种气体与若上述两种气体与若上述两种气体与OO2 2混合通入水中时混合通入水中时混合通入水中时混合通入水中时,O,O2 2得电子得电子得电子得电子,且得失电子数必然相等且得失电子数必然相等且得失电子数必然相等且得失电子数必然相等,这是电子这是电子这是电子这是电子守恒法解答此类题目的依据守恒法解答此类题目的依据守恒法解答此类题目的依据守恒法解答此类题目的依据