氮及其化合物
《氮及其重要化合物》 讲义
《氮及其重要化合物》讲义一、氮元素的存在与性质氮元素在自然界中广泛存在，是地球大气的主要成分之一。
大气中约 78%是氮气（N₂）。
氮气是一种无色、无味、无毒的气体，化学性质相对稳定。
氮原子的结构特点使得氮元素具有多样的化合价，常见的有－3、0、＋1、＋2、＋3、＋4、＋5 等。
这种化合价的多样性决定了氮及其化合物丰富的化学性质。
二、氮气（N₂）氮气分子由两个氮原子通过三键结合而成，键能很大，因此氮气在常温常压下化学性质稳定。
但在高温、高压、放电等条件下，氮气能与氧气、氢气等发生反应。
1、氮气与氧气的反应在放电或高温条件下，氮气和氧气会发生反应生成一氧化氮（NO）：N₂＋ O₂＝ 2NO2、氮气与氢气的反应氮气和氢气在高温、高压、催化剂的条件下可以合成氨气（NH₃）：N₂＋ 3H₂⇌ 2NH₃三、氮的氧化物氮的氧化物种类较多，常见的有一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO₂）等。
1、一氧化氮（NO）一氧化氮是一种无色、难溶于水的气体，在空气中极易被氧化为二氧化氮。
它在生物体内具有重要的生理作用，如调节血管舒张等。
2、二氧化氮（NO₂）二氧化氮是一种红棕色、有刺激性气味的气体，易溶于水并与水反应生成硝酸和一氧化氮：3NO₂＋ H₂O ＝ 2HNO₃＋ NO二氧化氮是形成酸雨和光化学烟雾的重要污染物之一。
四、氨气（NH₃）氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，极易溶于水，水溶液呈碱性。
1、氨气的化学性质（1）与水反应：NH₃＋ H₂O ⇌ NH₃·H₂O ⇌ NH₄⁺＋ OH⁻（2）与酸反应：NH₃＋ HCl ＝ NH₄Cl（3）催化氧化：4NH₃＋5O₂＝4NO ＋6H₂O（催化剂、高温）2、氨气的制备实验室常用氯化铵（NH₄Cl）和氢氧化钙Ca(OH)₂混合加热来制取氨气：2NH₄Cl ＋ Ca(OH)₂＝ CaCl₂＋ 2NH₃↑ ＋ 2H₂O 工业上则是通过氮气和氢气的合成反应来大规模生产氨气。
氮及其化合物知识点总结
氮及其化合物知识点总结氮及其化合物是生物学和化学领域中非常重要的元素和分子。
以下是氮及其化合物的一些知识点总结。
1. 氮的化学性质氮是人体必需的元素之一,也是地球上最常见的元素之一。
氮的化学式为N2,是一种无色、无味的气体。
氮的化学性质比较活泼,可以与许多其他元素形成化合物。
2. 氮的化合物氮的化合物种类繁多,包括氨(NH3)、硝酸(HNO3)、呼气(H2SO4)和硝酸铵(NH4NO3)等。
其中氨和呼气是常见的有机合成原料,而硝酸铵则是常见的肥料。
3. 氨的化学性质氨(NH3)是一种无色、有刺激性气味的气体,化学式为NH3。
氨是一种强碱性化合物,可以用于制备氨气和氨水等。
氨气是一种重要的无色气体,广泛用于工业和生活中。
4. 呼气的化学性质呼气(H2SO4)是一种无色、有刺激性气味的气体,化学式为H2SO4。
呼气主要用于医疗领域,用于呼气式核酸检测等。
5. 硝酸铵的化学性质硝酸铵(NH4NO3)是一种白色的晶体,化学式为NH4NO3。
硝酸铵是一种强肥料,可以用于种植植物和土壤改良。
硝酸铵也可以用于工业上,用于制造肥料和染料等。
6. 氮的现代应用氮的现代应用非常广泛,包括用于制造氨气和氨水、用于制备肥料和药物、用于制造蛋白质和核酸等。
此外,氮还被用于制造氮素肥料,用于改善土壤质量和促进植物生长。
拓展:氮素肥料是农业生产中非常重要的肥料之一,可以提高土壤肥力,促进植物生长。
氮素肥料一般包括尿素、硝酸铵等。
此外,氮素肥料还可以用于制造氮素蛋白,用于饲料和工业用途。
4.氮及其化合物
答案：B
练习
2. 将已充满NO2和NO混合气体的试管倒立于水槽 中，充分反应后，若水上升至试管1/4处，则原 混合气体中NO2和NO的体积比为
答案：3:5
四、有关NOx与O2、H2O反应的计算技巧
（2）NO、O2混合气体通入水中，发生反应 4NO+3O2+2H2O==4HNO3
正常雨水的PH值在5.6左右，酸雨的PH值小于５.６ 由于溶解了二氧化碳的缘故，正常雨水的PH值在 5.6左右，然而，当空气中大量N和S的氧化物随雨水降 落下来就会使得雨水的PH值小于5.6而形成酸雨。
酸雨有哪些危害？
酸 雨 的 危 害
被 污 染 的 树 叶
乐 山 大 佛 遭 受 酸 雨 腐 蚀
答案：BC
四、有关NOx与O2、H2O反应的计算技巧
（4）NO、NO2、O2三种混合气体通入水中， 可先求NO2和水反应生成的NO的体积，然 后按照NO和O2的混合来进行计算
练习
1. 往盛有40mLNO、NO2混合气体的试管中 加入20mLO2，倒立于水槽中，完全反应剩 余气体5 mL，求NO和NO2的体积
=4:3
无气体剩余，水充满容器
3 V O 2 V 7
V(NO):V(O2) ＞4:3 有NO剩余 ＜4:3 有O2剩余
4 VNO V 7
练习
1. 向盛有15 mLNO气体倒立于水槽的试管中 通入O2，充分反应后，试管中还剩余气体 3mL。请问通入的O2的体积可能是多少？ 答案：9 mL或14.25 mL
由雷电作用是地球上氮盐天然合 成的主要途径， 氮盐是植物生长所 必须的大量营养盐，在工业时代之 前，农业不使用化肥，雷雨天降水 中的氮盐相当给农作物施了一次肥， 能促进其生长，所以说“雷雨发庄 稼”。
氮及其化合物知识点总结
氮及其化合物知识点总结氮是地球大气成分中的主要元素之一，它在自然界中以气体的形式存在，占据了空气中78%的体积比例。
氮是生物体内重要的组成成分，也是许多化合物的基础。
本文将围绕氮及其化合物展开，介绍其相关知识点。
1. 氮的性质氮是一种无色、无臭、无味的气体。
在常温常压下，氮具有很低的反应活性，不参与大多数化学反应。
氮气的密度比空气稍大，可溶于一些液体中，如液氧、液氨等。
2. 氮的应用由于氮的稳定性和广泛的存在，它在许多领域具有重要的应用价值。
首先，氮气常被用作保护气体，用于保护易氧化的物质，如食品、药品和化学品等。
其次，氮气广泛应用于化学合成、煤炭气化和金属冶炼等工业生产过程中。
此外，液态氮具有极低的温度，可用于冷冻保存生物样品、超导材料的制备等领域。
3. 氮的化合物氮与许多元素可以形成各种化合物，其中一些具有重要的应用价值。
以下是几种常见的氮化合物。
3.1 氨（NH3）氨是一种无色气体，有刺激性气味，溶于水形成氨水。
氨是生物体内蛋白质和核酸的重要组成部分，也是合成化肥的原料之一。
此外，氨还被用作清洗剂、脱硫剂和制冷剂等。
3.2 亚硝酸盐（NO2-）亚硝酸盐是一类含有亚硝酸根离子的化合物，常见的有亚硝酸钠（NaNO2）和亚硝酸铵（NH4NO2）等。
亚硝酸盐在食品加工过程中被用作防腐剂，也可用于制备其他化合物，如硝酸盐。
3.3 硝酸盐（NO3-）硝酸盐是一类含有硝酸根离子的化合物，常见的有硝酸钠（NaNO3）和硝酸铵（NH4NO3）等。
硝酸盐在农业中被广泛用作化肥，可提供植物所需的氮源。
此外，硝酸盐还可用于制备炸药、火箭燃料等。
3.4 氮氧化物（NOx）氮氧化物是一类含有氮和氧元素的化合物，其中最常见的是一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）。
氮氧化物是大气污染物之一，其来源主要包括燃烧过程和工业排放。
氮氧化物对人体健康和环境造成危害，可引起呼吸道疾病和酸雨等问题。
4. 氮循环氮循环是指氮在大气、生物体和土壤之间的循环过程。
氮及其化合物知识点总结
氮及其化合物知识点总结氮及其化合物是化学领域中非常重要的一类物质,其存在于自然界中并为人类的生活和发展做出了重要贡献。
在这篇文章中,我们将总结氮及其化合物的知识,包括氮的化学性质、氮的化合物类型、氮的利用和氮的环境保护等方面。
一、氮的化学性质氮是人体必需的营养元素之一,其化学性质非常重要。
氮的化学式为N2,是一种无色、无味、无臭的气体。
氮分子由两个氮原子通过共价键连接而成,其化学性质稳定,不易被化学反应氧化或破坏。
氮的化学性质包括:1. 化学键:氮分子由两个氮原子通过共价键连接而成,共价键的化学性质稳定,不易被化学反应氧化或破坏。
2. 物理性质:氮分子无色、无味、无臭,不易被光照或加热分解,因此氮在常温常压下是一个稳定的分子。
3. 化学反应:氮分子可以与许多物质发生化学反应,包括与碳、氢、氧、硫等元素反应生成相应的化合物。
二、氮的化合物类型氮的化合物类型很多,其中一些重要的化合物包括:1. 氨(NH3):氨是一种无色、有刺激性气味的气体,是氮的常见化合物之一。
氨的化学式为NH3,可以与水、碱金属反应。
2. 硝酸(HNO3):硝酸是一种无色、有刺激性气味的气体,是氮的常见化合物之一。
硝酸可以与酸反应,也可以与碱金属反应。
3. 硝酸铵(NH4NO3):硝酸铵是一种固态的肥料,由氨和水混合而成。
硝酸铵可以储存和使用,但需要注意安全。
4. 尿素(C2H5NH2):尿素是一种无色、有刺激性气味的气体,是氮的常见化合物之一。
尿素可以用于生产肥料、合成橡胶、塑料等。
三、氮的利用氮在自然界中广泛存在,是人类生产和生活的重要营养元素。
氮的利用包括农业、工业和能源等领域。
1. 农业:氮素肥料是农业生产中的重要肥料,主要用于支持植物的生长。
氮的利用包括氮素肥料的使用、追肥和营养循环等。
2. 工业:氮的利用包括氨化、硝酸化、硝化等过程,这些过程可以生产各种氮的化合物,如氨、硝酸、硝酸铵等。
3. 能源:氮的利用还涉及一些能源领域,如天然气化工、氨化等。
氮及其化合物
一、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：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； 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 2O⑵ 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。
氮及其化合物
_______________ 气味，说明样品中含有NH+4。 刺激性
湿润的 ②取少量样品与碱混合于试管中，然后加热，将 _______________ 红
色石蕊试纸靠近管口，试纸 _______________ 变蓝 ，说明样品中含有 NH+4； 也可将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口，若有 _______________ 白烟 产生， 说明样品中含有 NH+4。
（5）氨气的检验 方法一：能使湿润的红色石蕊试纸变蓝； 方法二：与浓盐酸作用产生大量白烟；
5、喷泉实验
（1）喷泉实验的原理 因为烧瓶内气体易溶于水或易与水反应，使瓶内压强减小，形成
压强差 _____________ ，大气压将烧杯中的水压入烧瓶而形成喷泉。
（2）形成喷泉的条件 从原理上讲，气体要易溶于水或易与水反应，以形成足够大的压 强差；从实验上讲，烧瓶内气体要充满，气体和仪器均要
一、氮气
1．自然界中氮元素的存在
游离
化合
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，密度比空气
略小，在空气中约占总体积的 4/5 。
②结构：电子式为 ，结构式为 ，氮氮三 N≡N 键的键能大，分子结构稳定，化学性质不活泼。 ③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。
（2 ）若试样为液体，可取少量液体注入试管中，再加入碱液，微热，
然后用_______________ 湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒检验。
五、硝酸
1、物理性质：
无色有刺激性气味的易挥发的液体，能与水以任意比例 互溶，常用的浓硝酸的质量分数大约在 69%， 98%以上 的浓硝酸有“发烟”现象，通常叫做发烟硝酸。久置浓 硝酸通常因溶有NO2而显黄色。 。
氮及其重要化合物
氮及其重要化合物氮是一个非金属元素，其化学符号是N，原子序数为7。
氮在地球大气中占78%以上的比例，是大气中存在量最丰富的元素之一，也是生命体系中不可或缺的重要元素。
氮的重要性氮是植物生长需要的元素之一，它是构成植物细胞的基本组分之一。
在水果、蔬菜等植物食品中，氮是组成蛋白质的必需元素。
在动物体内，氮则是构成蛋白质、核酸、酶等生物分子的重要组成部分。
除了在生物领域的应用之外，氮也在其他许多领域中扮演着重要角色。
例如，过氧化氢燃烧中的反应物之一就是氮，氨氧化制备硝酸等重要化工产业都离不开氮的参与。
氮的化合物由于氮是一种非常活泼的元素，可以与很多其他元素组成不同的化合物。
以下是几种重要的氮化合物以及它们的相关应用。
氨氨是一种具有刺激性气味的气体。
在生物领域中，氨是动物尿液中的主要成分之一。
在工业中，氨被用于制造肥料、制备硝酸等。
氮气氮气是氮的一种无色、无味、无毒的气体，也是地球大气中占七成以上的主要成分之一。
氮气在工业上被用于保护氧敏化合物，防止其受到氧化。
氮化物氮化物是一种由氮与其他元素组成的化合物。
例如，氮化硼是一种特种陶瓷材料，可用于制备化学反应器、高温热管等设备；氮化铝则是一种具有较强硬度和导电性的陶瓷材料，广泛应用于电子工业。
硝化物硝化物是一种由氮和氧组成的化合物。
其中，硝酸是一种重要的硝化物，在化工和农业领域都有重要应用。
硝酸是许多其他化工品的原料，也是制造肥料的重要原料之一。
从以上所述可知，氮及其化合物在世界各个领域中都有着重要的应用。
尽管氮在自然界中存在丰富，但如何有效地利用氮资源仍然是未来诸多挑战之一。
因此，在氮化合物相关研究的过程中，需要尽力实现经济效益、社会效益和环境效益的统一，达到资源的高效利用和持续发展的目的。
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>2∶5，剩余NO
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NO和NO2制法： 原理:HNO3+Cu==Cu(NO3)2+NOx↑+H2O 药品 浓、稀硝酸和铜
装置 固液(加热) 收集
尾气吸收
2020/12/2
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► 知识点二 硝酸
1．硝酸的物理性质 纯硝酸___无___色、___易___挥发、有___刺__激__性___气味，与水以任 意比例混溶。 2．硝酸的化学性质 (1)酸的通性，但与活泼金属反应时___不__能___生成H2。 (化2)学不方稳程定式性为：_4_H_N__O_3_=_=△_=_=_=_4_N_O__2↑__＋__O_2_↑__＋__2_H_2_O___。
2020/12/2
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氮的氧化物溶于水的计算
(4)NO、NO2、O2 三种混合气体通入水中，可先按(1)求出 NO2 与 H2O 反应生成的 NO 的体积，再加上原混合气体中 NO 的体积 即为 NO 的总体积，再按(3)方法进行计算。
值得注意的是：4NO2＋O2 和 4NO＋3O2 从组成上均相当于 N2O5 的组成。即(2)(3)二式的方法，也为上述问题的解法提供了新 的思路。即利用混合气体中的 N、的计算
(3)NO 和 O2 同 时 通 入 水 中 时 ， 其 反 应 是 ： 2NO ＋ O2===2NO2,4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，
总反应式为：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 当体积比 V(NO)∶V(O2) >＝44∶∶33，，剩恰余好N完O全反应 <4∶3，剩余O2
2020/12/2
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要点探究
► 知识点一 氮气与氮的氧化物
1、氮（N2）
氮的原子结构
N +7 2 5
电子式 N N
结构式： N≡N
思考：结构决定性质，性质决定用途，N2 有哪些重要的物理、化学性质？用途？
氮氮三键的键能大，分子结构稳定，化学性质
不活泼。 2020/12/2
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► 探究点一 氮气与氮的氧化物
与Mg N2+3Mg点=燃=Mg3N2
(3)氮的固定 氮的固定是指使空气中__游__离__态__的__氮____转化为__氮__的__化__合__物____的
方法。
2．氮的氧化物
(12)0物20/1理2/2性质
8
颜色 毒性
密度与 空气比
水溶性
收集方法
相互转化
无色 NO 有毒
略大
难溶 于水
只能 用排 水法
10
氮的氧化物溶于水的计算
(2)NO2 和 O2 的 混 合 气 体 溶 于 水 时 ， 由 4NO2 ＋ O2 ＋ 2H2O===4HNO3 可知，
当体积比 V(NO2)∶V(O2) ＝4∶1，恰好完全反应 >4∶1，NO2过量，剩余气体为NO <4∶1，O2过量，剩余气体为O2
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2NO＋O2===2NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
【要点深化】
氮的氧化物溶于水的计算
氮的氧化物溶于水的计算有以下几种情况：
(1)NO2或NO2与N2(非O2)的混合气体溶于水时可依据：3NO2＋
H2O20=2=0/1=22/2HNO3＋NO，利用气体体积差值进行计算。
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
4
氮的氧化物 硝酸
考纲导学
考纲要求
命题预测
1.了解氮元素单质及其重要化 合物的主要性质及应用。
2.了解氮元素单质及其重要化 合物对环境的影响。
1.氮的氧化物及其对环境的污 染。该部分知识的考查通常是作 为选择支出现，若在非选择题中 则是热化学反应、化学平衡等的 命题着力点，难度较大。 2.硝酸的强氧化性。考查的角度 较多，是离子共存题中的隐含条 件、技巧计算以及硝酸与金属反 应设计探究性实验的载体，难度 较大。
【知识梳理】
1．氮气 (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 __7_8_%____。
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(2)化学性质 常温下，N2的化学性质不活泼，可代替稀有气体作保护气体。
N2＋3H2高==催温==化 、===剂 高==压=2NH3
N2＋O2放=电==或==高==温2NO
保存硝酸装在__棕__色__瓶，放在_冷__暗___处。
常用浓硝酸质量分数为69％. 2质020/量12/2 分数为98%以上的硝酸为“发烟硝酸”。15
久置的浓HNO3常显黄色，如何除去黄色？
提示：通入足量空气可除去黄色(4NO2＋O2＋2H2O === 4HNO3)．
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(3)强氧化性 ①能与除_金__、__铂_____以外的所有金属反应，如Cu与浓、稀 H_2_NN_O_O_23↑_均＋__可2_H_反2_O_应__，_，化_学_3_C方_u_程＋__式8_H_分N__O别_3_(为稀___)C_=__u=__＋=__3_4_C_H__uN_(N_O_O3_(3浓_)2_＋)_=_2=_N=_OC_u↑_＋(_N_4O_H_3)2_2O。＋___ 有些金属(如Fe、Al等)在冷的浓HNO3中发生钝化。 ②与不活泼的木炭反应的化学方程式为： _C_＋__4_H_N__O_3_(浓__)_=_△=_=_4_N_O_2_↑_＋__C_O__2↑_＋__2_H_2_O____。
氮及其化合物
12.210220/.122/2020
1
全局性掌控
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2
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
2NO + O2 = 2NO2
红棕 NO2 色、 大
有毒
易溶 于水
向上 排气 3NO2 + H2O = 法 2HNO3 + NO
空气中氮氧化物的主要来源是:_汽__车__的__尾__气___。
造成的污染有:____酸__雨__和__光__化__学__烟__雾_____。
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(2)化学性质
③硝酸的氧化性不同于硫酸的是：硝酸不论浓度大小，均具 有强氧化性，且硝酸的氧化性随其浓度的增大而__增__强____，但其还