資源簡介

氮及其化合物
一、N2
1.氮的存在
(1)游離態(tài)：主要以氮分子的形式存在于空氣中
(2)化合態(tài)：部分存在于動植物體內(nèi)的蛋白質(zhì)中；部分存在于土壤、海洋里的硝酸鹽和銨鹽中
2.氮的固定
(1)定義：使大氣中 態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為 態(tài)的過程
(2)類別
人工固氮
自然固氮
生物固氮 豆科植物根瘤菌吸收N2形成氮的化合物
3.物理性質(zhì)
顏色 氣味 狀態(tài) 密度 溶解性
無色 無味 氣體 比空氣稍小 難溶于水
4.化學(xué)性質(zhì)
與O2 N2+O22NO
與Mg 3Mg+N2Mg3N2
與H2 N2+3H22NH3
【例1】關(guān)于氮?dú)獾男再|(zhì)的說法中，錯誤的是(　　)
A.氮在自然界中既以游離態(tài)存在又以化合態(tài)存在 B.通常情況下，氮?dú)庑再|(zhì)很不活潑
C.可在氧氣中燃燒生成一氧化氮 D.在反應(yīng)3Mg+N2Mg3N2中N2作氧化劑
【例2】下列過程沒有起到氮的固定作用的是(　　)
A.N2與O2反應(yīng)生成NO B.N2與H2在一定條件下合成氨
C.NH3經(jīng)催化氧化生成NO D.豆科植物的根瘤菌將空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為含氮化合物
二、NO和NO2
1.物理性質(zhì)
顏色 溶解性 毒性 狀態(tài) 收集 污染 來源
NO 有毒 氣體 酸雨 光化學(xué)煙霧 汽車 尾氣
NO2 有毒 氣體
2.化學(xué)性質(zhì)
NO NO2
與H2O 不反應(yīng)
與O2+H2O
轉(zhuǎn)化 2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO
【例1】某混合氣體中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的兩種或多種。現(xiàn)將此無色透明的混合氣體通過品紅溶液后，品紅溶液褪色，把剩余氣體排入空氣中，很快變?yōu)榧t棕色。對于原混合氣體成分的判斷中正確的是(　　)
A.肯定有SO2和NO B.肯定沒有Cl2、O2和NO
C.可能有Cl2和O2 D.肯定只有NO
【例2】某無色的混合氣體甲中可能含有NO2、NO、CO2、O2、NH3、N2中的幾種，將100mL甲氣體經(jīng)過如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行處理，結(jié)果得到酸性溶液，而幾乎無氣體剩余，則甲氣體的組成為(不考慮Na2O2與NO2、NO的反應(yīng))( )
A.NO2、CO2、N2 B.NH3、NO、CO2
C.NH3、N2、CO2 D.NO、O2、NH3
【例3】如圖所示，試管中盛裝的是紅棕色氣體可能是混合物，當(dāng)?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r，試管內(nèi)水面上升，但不能充滿試管。當(dāng)向試管內(nèi)鼓入氧氣后，可以觀察到試管中水柱繼續(xù)上升，經(jīng)過多次重復(fù)后，試管內(nèi)完全被水充滿，原來試管中盛裝的可能是什么氣體( )
A.可能是N2與NO2的混合氣體 B.可能是O2與NO2的混合氣體
C.一定是NO與NO2的混合氣體 D.只可能是NO2一種氣體
【例4】將盛有氮?dú)夂投趸旌蠚怏w的試管倒立于水中，經(jīng)過足夠長時間后，試管內(nèi)氣體的體積縮小為原來的一半，則原混合氣體中氮?dú)馀c二氧化氮的體積比是(　　)
A.1∶1 B.1∶2
C.1∶3 D.3∶1
【例5】盛有12mL NO2和O2的混合氣體的量筒倒立于水槽中，充分反應(yīng)后，還剩余2mL無色氣體，則原混合氣體中O2的體積是(　　)
A.1.2mL B.2.4mL
C.3.6mL D.4.8mL
三、氨
1.物理性質(zhì)
顏色 氣味 狀態(tài) 溶解性 應(yīng)用
無色 刺激性 氣體 極易溶于水(1：700) 制冷劑(易液化)
2.噴泉實(shí)驗(yàn)
(1)原理
裝置
操作及現(xiàn)象 ①打開止水夾，擠壓膠頭滴管 ②燒瓶中形成噴泉，瓶內(nèi)液體呈紅色
原理 燒瓶內(nèi)NH3易溶于水且與水反應(yīng)，使瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，形成壓強(qiáng)差，大氣壓將燒杯中的水壓入燒瓶而形成噴泉
結(jié)論 NH3極易溶于水，水溶液呈堿性
形成條件 燒瓶內(nèi)氣體極易溶于液體或氣體與液體反應(yīng)
(2)計算：設(shè)容器體積為V L
裝置
NH3
HCl
HCl+O2 將不溶于水也不與水反應(yīng)的O2看成瓶底，設(shè)HCl體積VL，
結(jié)論 極易溶于水、極易溶于水+惰性氣體(不溶于水也不與水反應(yīng))噴泉實(shí)驗(yàn)后的濃度為
【例1】如圖為噴泉實(shí)驗(yàn)裝置。在燒瓶中充滿了干燥氣體，膠頭滴管及燒杯中分別盛有液體，下列各組中能形成這樣的噴泉但液體不能充滿燒瓶的是(　　)
A.HCl和H2O B.以4∶1混合的NO2、O2混合氣體和H2O
C.NO2和H2O D.CO2和NaOH溶液
3.化學(xué)性質(zhì)
與水 氨水顯堿性 NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-
與酸 生成白煙 NH3+HCl=NH4Cl NH3+HNO3=NH4NO3
還原性 催化氧化 4NH3+5O24NO+6H2O
被CuO氧化 2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O
被氯氣氧化 NH3少量：2NH3+3Cl2= N2+6HCl NH3過量：8NH3+3Cl2= N2+6NH4Cl
4.制備
(1)實(shí)驗(yàn)室制NH3
裝置
反應(yīng)原理 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
發(fā)生裝置 ①不能加熱NH4Cl固體 ②不能在溶液中反應(yīng)
凈化裝置 堿石灰干燥(不能用濃硫酸、P2O5、無水CaCl2干燥)
收集 向下排空氣
驗(yàn)滿 ①濕潤紅色石蕊試紙：變藍(lán) ②蘸濃鹽酸(濃硝酸)的玻璃棒：產(chǎn)生白煙
尾氣處理 棉花：用水或稀硫酸浸濕，防止試管內(nèi)的NH3與試管外的空氣形成對流
(2)工業(yè)制NH3：N2+3H22NH3
(3)簡易制NH3：NH3·H2ONH3↑+ H2O (CaO/NaOH溶于水放熱)
【例2】在實(shí)驗(yàn)室制取干燥氨氣的過程中，所給裝置使用合理的是( )
A.用裝置甲制備氨氣 B.用裝置乙除去氨氣中的少量水蒸氣
C.用裝置丙收集氨氣 D.用裝置丁吸收多余的氨氣
四、銨鹽
溶解性 均易溶于水
受熱分解 NH4ClNH3↑+ HCl↑ (NH4)2SO4NH3↑+ H2SO4↑ NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O NH4NO3分解不生成NH3
與堿 NH4Cl+NaOHNH3↑+H2O+NaCl
NH4+檢驗(yàn) 取少量固體于試管中，加入濃NaOH溶液，加熱后若產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，則一定含有NH4+
【例3】下列關(guān)于銨鹽的敘述中正確的是( )
①所有銨鹽中的N均呈-3價 ②所有銨鹽都溶于水
③銨態(tài)氮肥不宜與堿性物質(zhì)混合使用 ④銨鹽都是離子化合物
⑤銨鹽都能與堿反應(yīng)，不能與酸反應(yīng) ⑥所有銨鹽受熱均可以分解，產(chǎn)物均有氨氣
⑦向氯化銨溶液中加入NaOH濃溶液共熱，反應(yīng)的離子方程式為NH4++OH-NH3↑+H2O
A.①③④ B.②③④⑦
C.①②③④ D.①②③④⑤
五、HNO3
1.物理性質(zhì)
顏色 氣味 揮發(fā)性 狀態(tài)
無色 刺激性 易揮發(fā) 液體
2.化學(xué)性質(zhì)
不穩(wěn)定性 見光易分解 4HNO34NO2↑+O2↑+ 2H2O 【注】久置硝酸分解產(chǎn)生的NO2溶于溶液中，使得溶液變黃
酸性 酸的通性 能與金屬、堿性氧化物、堿、某些鹽、指示劑反應(yīng)
強(qiáng)氧化性 與金屬 鈍化 常溫下濃硝酸能使Fe、Al發(fā)生鈍化
與Cu 3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O Cu + 4HNO3(濃) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
與Fe Fe(少量) + 4HNO3(稀) = Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O 3Fe(過量) + 8HNO3(稀) = 3Fe(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
與非金屬 C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O
與還原性物質(zhì) 3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O
【例1】下列各反應(yīng)表明了HNO3的什么性質(zhì)
①4HNO3=2H2O+4NO2↑+O2↑
②3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
③C+4HNO3(濃)=4NO2↑+CO2↑+2H2O
④Na2CO3+2HNO3=2NaNO3+CO2↑+H2O
【例2】將銅粉放入稀硫酸中，加熱無明顯反應(yīng)，但加入某鹽后，發(fā)現(xiàn)銅粉逐漸減少，該鹽可能是(　　)
A.硫酸亞鐵 B.硫酸鋅
C.硝酸鉀 D.氯化鈉
【例3】下述實(shí)驗(yàn)中均有紅棕色氣體產(chǎn)生，對比分析所得結(jié)論不正確的是(　　)
A.由①中的紅棕色氣體，推斷產(chǎn)生的氣體一定是混合氣體
B.紅棕色氣體不能表明②中木炭與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)
C.由③說明濃硝酸具有揮發(fā)性，生成的紅棕色氣體為還原產(chǎn)物
D.③的氣體產(chǎn)物中檢測出CO2，由此說明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)
六、酸雨及防治
1.SO2與NOx的主要來源
(1)SO2：主要來源于煤、石油和某些含硫的金屬礦物的燃燒或冶煉
(2)NOx：主要來自于汽車尾氣
2.危害
(1)引起大氣污染，直接危害人體健康
(2)溶于雨水形成酸雨
3.酸雨
(1)概念：pH<5.6的降雨
(2)成因：二氧化硫、氮氧化物以及它們在大氣中發(fā)生反應(yīng)后的生成物溶于雨水形成的
(3)危害
①直接破壞農(nóng)作物、森林、草原，使土壤、湖泊酸化
②加速建筑物、橋梁、工業(yè)設(shè)備、運(yùn)輸工具及電信電纜的腐蝕氮及其化合物
一、N2
1.氮的存在
(1)游離態(tài)：主要以氮分子的形式存在于空氣中
(2)化合態(tài)：部分存在于動植物體內(nèi)的蛋白質(zhì)中；部分存在于土壤、海洋里的硝酸鹽和銨鹽中
2.氮的固定
(1)定義：使大氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的過程
(2)類別
人工固氮 N2+3H22NH3
自然固氮 N2+O22NO
生物固氮 豆科植物根瘤菌吸收N2形成氮的化合物
3.物理性質(zhì)
顏色 氣味 狀態(tài) 密度 溶解性
無色 無味 氣體 比空氣稍小 難溶于水
4.化學(xué)性質(zhì)
與O2 N2+O22NO
與Mg 3Mg+N2Mg3N2
與H2 N2+3H22NH3
【例1】關(guān)于氮?dú)獾男再|(zhì)的說法中，錯誤的是(　C　)
A.氮在自然界中既以游離態(tài)存在又以化合態(tài)存在 B.通常情況下，氮?dú)庑再|(zhì)很不活潑
C.可在氧氣中燃燒生成一氧化氮 D.在反應(yīng)3Mg+N2Mg3N2中N2作氧化劑
【例2】下列過程沒有起到氮的固定作用的是(　C　)
A.N2與O2反應(yīng)生成NO B.N2與H2在一定條件下合成氨
C.NH3經(jīng)催化氧化生成NO D.豆科植物的根瘤菌將空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為含氮化合物
二、NO和NO2
1.物理性質(zhì)
顏色 溶解性 毒性 狀態(tài) 收集 污染 來源
NO 無色 不溶于水 有毒 氣體 排水法 酸雨 光化學(xué)煙霧 汽車 尾氣
NO2 紅棕色 易溶于水 有毒 氣體 向上排空氣
2.化學(xué)性質(zhì)
NO NO2
與H2O 不反應(yīng) 3NO2+H2O=2HNO3+NO
與O2+H2O 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 4NO2+O2+2H2O=4HNO3
轉(zhuǎn)化 2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO
【例1】某混合氣體中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的兩種或多種。現(xiàn)將此無色透明的混合氣體通過品紅溶液后，品紅溶液褪色，把剩余氣體排入空氣中，很快變?yōu)榧t棕色。對于原混合氣體成分的判斷中正確的是(　A　)
A.肯定有SO2和NO B.肯定沒有Cl2、O2和NO
C.可能有Cl2和O2 D.肯定只有NO
【例2】某無色的混合氣體甲中可能含有NO2、NO、CO2、O2、NH3、N2中的幾種，將100mL甲氣體經(jīng)過如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行處理，結(jié)果得到酸性溶液，而幾乎無氣體剩余，則甲氣體的組成為(不考慮Na2O2與NO2、NO的反應(yīng))( B )
A.NO2、CO2、N2 B.NH3、NO、CO2
C.NH3、N2、CO2 D.NO、O2、NH3
【例3】如圖所示，試管中盛裝的是紅棕色氣體可能是混合物，當(dāng)?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r，試管內(nèi)水面上升，但不能充滿試管。當(dāng)向試管內(nèi)鼓入氧氣后，可以觀察到試管中水柱繼續(xù)上升，經(jīng)過多次重復(fù)后，試管內(nèi)完全被水充滿，原來試管中盛裝的可能是什么氣體( B )
A.可能是N2與NO2的混合氣體 B.可能是O2與NO2的混合氣體
C.一定是NO與NO2的混合氣體 D.只可能是NO2一種氣體
【例4】將盛有氮?dú)夂投趸旌蠚怏w的試管倒立于水中，經(jīng)過足夠長時間后，試管內(nèi)氣體的體積縮小為原來的一半，則原混合氣體中氮?dú)馀c二氧化氮的體積比是(　C　)
A.1∶1 B.1∶2
C.1∶3 D.3∶1
【例5】盛有12mL NO2和O2的混合氣體的量筒倒立于水槽中，充分反應(yīng)后，還剩余2mL無色氣體，則原混合氣體中O2的體積是(　A　)
A.1.2mL B.2.4mL
C.3.6mL D.4.8mL
三、氨
1.物理性質(zhì)
顏色 氣味 狀態(tài) 溶解性 應(yīng)用
無色 刺激性 氣體 極易溶于水(1：700) 制冷劑(易液化)
2.噴泉實(shí)驗(yàn)
(1)原理
裝置
操作及現(xiàn)象 ①打開止水夾，擠壓膠頭滴管 ②燒瓶中形成噴泉，瓶內(nèi)液體呈紅色
原理 燒瓶內(nèi)NH3易溶于水且與水反應(yīng)，使瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，形成壓強(qiáng)差，大氣壓將燒杯中的水壓入燒瓶而形成噴泉
結(jié)論 NH3極易溶于水，水溶液呈堿性
形成條件 燒瓶內(nèi)氣體極易溶于液體或氣體與液體反應(yīng)
(2)計算：設(shè)容器體積為V L
裝置
NH3
HCl
HCl+O2 將不溶于水也不與水反應(yīng)的O2看成瓶底，設(shè)HCl體積VL，
結(jié)論 極易溶于水、極易溶于水+惰性氣體(不溶于水也不與水反應(yīng))噴泉實(shí)驗(yàn)后的濃度為
【例1】如圖為噴泉實(shí)驗(yàn)裝置。在燒瓶中充滿了干燥氣體，膠頭滴管及燒杯中分別盛有液體，下列各組中能形成這樣的噴泉但液體不能充滿燒瓶的是(　C　)
A.HCl和H2O B.以4∶1混合的NO2、O2混合氣體和H2O
C.NO2和H2O D.CO2和NaOH溶液
3.化學(xué)性質(zhì)
與水 氨水顯堿性 NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-
與酸 生成白煙 NH3+HCl=NH4Cl NH3+HNO3=NH4NO3
還原性 催化氧化 4NH3+5O24NO+6H2O
被CuO氧化 2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O
被氯氣氧化 NH3少量：2NH3+3Cl2= N2+6HCl NH3過量：8NH3+3Cl2= N2+6NH4Cl
4.制備
(1)實(shí)驗(yàn)室制NH3
裝置
反應(yīng)原理 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
發(fā)生裝置 ①不能加熱NH4Cl固體 ②不能在溶液中反應(yīng)
凈化裝置 堿石灰干燥(不能用濃硫酸、P2O5、無水CaCl2干燥)
收集 向下排空氣
驗(yàn)滿 ①濕潤紅色石蕊試紙：變藍(lán) ②蘸濃鹽酸(濃硝酸)的玻璃棒：產(chǎn)生白煙
尾氣處理 棉花：用水或稀硫酸浸濕，防止試管內(nèi)的NH3與試管外的空氣形成對流
(2)工業(yè)制NH3：N2+3H22NH3
(3)簡易制NH3：NH3·H2ONH3↑+ H2O (CaO/NaOH溶于水放熱)
【例2】在實(shí)驗(yàn)室制取干燥氨氣的過程中，所給裝置使用合理的是( D )
A.用裝置甲制備氨氣 B.用裝置乙除去氨氣中的少量水蒸氣
C.用裝置丙收集氨氣 D.用裝置丁吸收多余的氨氣
四、銨鹽
溶解性 均易溶于水
受熱分解 NH4ClNH3↑+ HCl↑ (NH4)2SO4NH3↑+ H2SO4↑ NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O NH4NO3分解不生成NH3
與堿 NH4Cl+NaOHNH3↑+H2O+NaCl
NH4+檢驗(yàn) 取少量固體于試管中，加入濃NaOH溶液，加熱后若產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，則一定含有NH4+
【例3】下列關(guān)于銨鹽的敘述中正確的是( B )
①所有銨鹽中的N均呈-3價 ②所有銨鹽都溶于水
③銨態(tài)氮肥不宜與堿性物質(zhì)混合使用 ④銨鹽都是離子化合物
⑤銨鹽都能與堿反應(yīng)，不能與酸反應(yīng) ⑥所有銨鹽受熱均可以分解，產(chǎn)物均有氨氣
⑦向氯化銨溶液中加入NaOH濃溶液共熱，反應(yīng)的離子方程式為NH4++OH-NH3↑+H2O
A.①③④ B.②③④⑦
C.①②③④ D.①②③④⑤
五、HNO3
1.物理性質(zhì)
顏色 氣味 揮發(fā)性 狀態(tài)
無色 刺激性 易揮發(fā) 液體
2.化學(xué)性質(zhì)
不穩(wěn)定性 見光易分解 4HNO34NO2↑+O2↑+ 2H2O 【注】久置硝酸分解產(chǎn)生的NO2溶于溶液中，使得溶液變黃
酸性 酸的通性 能與金屬、堿性氧化物、堿、某些鹽、指示劑反應(yīng)
強(qiáng)氧化性 與金屬 鈍化 常溫下濃硝酸能使Fe、Al發(fā)生鈍化
與Cu 3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O Cu + 4HNO3(濃) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
與Fe Fe(少量) + 4HNO3(稀) = Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O 3Fe(過量) + 8HNO3(稀) = 3Fe(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
與非金屬 C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O
與還原性物質(zhì) 3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O
【例1】下列各反應(yīng)表明了HNO3的什么性質(zhì)
①4HNO3=2H2O+4NO2↑+O2↑ 不穩(wěn)定性
②3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 酸性+強(qiáng)氧化性
③C+4HNO3(濃)=4NO2↑+CO2↑+2H2O 強(qiáng)氧化性
④Na2CO3+2HNO3=2NaNO3+CO2↑+H2O 酸性
【例2】將銅粉放入稀硫酸中，加熱無明顯反應(yīng)，但加入某鹽后，發(fā)現(xiàn)銅粉逐漸減少，該鹽可能是(　C　)
A.硫酸亞鐵 B.硫酸鋅
C.硝酸鉀 D.氯化鈉
【例3】下述實(shí)驗(yàn)中均有紅棕色氣體產(chǎn)生，對比分析所得結(jié)論不正確的是(　D　)
A.由①中的紅棕色氣體，推斷產(chǎn)生的氣體一定是混合氣體
B.紅棕色氣體不能表明②中木炭與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)
C.由③說明濃硝酸具有揮發(fā)性，生成的紅棕色氣體為還原產(chǎn)物
D.③的氣體產(chǎn)物中檢測出CO2，由此說明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)
六、酸雨及防治
1.SO2與NOx的主要來源
(1)SO2：主要來源于煤、石油和某些含硫的金屬礦物的燃燒或冶煉
(2)NOx：主要來自于汽車尾氣
2.危害
(1)引起大氣污染，直接危害人體健康
(2)溶于雨水形成酸雨
3.酸雨
(1)概念：pH<5.6的降雨
(2)成因：二氧化硫、氮氧化物以及它們在大氣中發(fā)生反應(yīng)后的生成物溶于雨水形成的
(3)危害
①直接破壞農(nóng)作物、森林、草原，使土壤、湖泊酸化
②加速建筑物、橋梁、工業(yè)設(shè)備、運(yùn)輸工具及電信電纜的腐蝕

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