2023年高考化學一輪復習知識清單-十三 氮及其重要化合物-2023年高三化學一輪復習知識清單

13氮及其重要化合物知識清單

【知識網絡】

o2,催化劑

（

CaOHj2IH2pHO

NH4cl---2----NO*2122FNO2HNO

Hat|NHHO2Cu43

32NaOH［濃硫酸

AH20NH3

JA

NH?HO^NHj+OH-

32NaNO3

【知識歸納】

一、氮氣的性質和應用

1.原子結構

（1）原子結構示意圖:

（2）在周期表中位置：第二周期第YA族

_面囤mmr

（3）原子的軌道表示式：」s2s一至，單電子數(shù)：3

（4）第一電離能：Il（N）>1,（0）

2.氮氣的結構

（1）結構式NW，電子式父運生

①化學鍵：JL個o■鍵復個左鍵

②穩(wěn)定性：o■鍵W乃鍵

（2）分子極性：三腺隹分子

3.氮元素的自然存后

游中態(tài)）一用（大氣中，體積分數(shù)約為0.78）

（氮元素:斜取一分為自然固輒和人工同犯

化昌態(tài)）-動植物體內、土壤和水體中

4.自然界中氮的循環(huán)

一

大

氣NH1.N05

中和NH,

的

氮

氣

一

二、氮氣的性質

1.物理性質

（1）色味態(tài)：無色無味氣體

28g/mo1l

（2）密度：在標準狀況下P（N2）=1.25g?L~,比空氣的?。O為接近）

22.4L/mol

（3）溶解性：難溶于水

（4）收集方法：只能用排水法（密度與空氣接近，不能用排空氣法）

2.化學性質

（1）穩(wěn)定性：N三N鍵能很大，通常情況下很難發(fā)生反應

高溫、高壓

（2）氧化性：NMfa'嬴劑（工業(yè)固氮反應）

（3）還原性

①除去中H2的N2：3Mg±Nz避M&N2

②高能固氮反應：W+（上-放電或昌瑞一2NQ

3.氮化鎂

（1）電子式：Mg2+[:^^飛青+匚％廣Mg2+

（2）與水反應：MgaMi麻fc。7MgJjQHLxU2Mla工

（3）與過量鹽酸反應：Mg3N2+8HCI-3MgC12t2NH4cl

二、氮的氧化物的性質及應用

1.氮元素的六種氧化物

化合價+1+2+3+4+5

化學式NzQNQNzCfeNO?N2aN2Q5

含氧酸HNQzHN3

2.NO的性質

（1）色味態(tài)：無色無味氣體

（2）溶解性：癱溶手水

（3）強還原性

①與。2反應：ZNQtQ「期IQ?

②與酸性比。2反應：

③酸性KMnO4溶液：3Ml3Mn5t±2H2Q

④除去NC>2中的NO：NQ+2HNQ3（濃）=3N02t+H2Q

3.NO2的性質

（1）色味態(tài)：紅棕色有刺激性氣味氣體

（2）溶解性：易溶于水，示溶于四氯化碳

（3）與孫。反應：3NDz+HzQ=2HNOa+NQ

（4）雙聚反應：2NO2：^士N2O4;AH<0

①加熱：紅棕色變深

②加壓：顏色先變深后變淺，比加壓前深

（5）強氧化性：能砥將窠些速原性微粒氧化，自身被還原成NO

-2M-1+2

還原性微粒ssIFe

氧化產物sSO3或scVI2Fe3+

02NO2+2KI=2KNO2+l2（濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍，可用于檢驗NO2）

②NO2+SO2=SO3+NO

@H2S+NO2=S+NO+H2O

2++3+

@2Fe+4H+NO2=2Fe+2H2O+NOt

（6）鑒別NO2和漠蒸氣

現(xiàn)象

方法

二氧化氮浪蒸汽

氣體由紅棕色變成無色，

水溶解法溶液變?yōu)槌壬?/p>

得到無色溶液

氣體由紅棕色變成無色，

AgNCh沉淀法產生淺黃色沉淀

溶液無明顯變化

CC14溶解法無明顯現(xiàn)象得到橙紅色溶液

密閉加熱法顏色明顯加深無明顯現(xiàn)象

密閉冷卻法顏色明顯變淺得到深紅棕色液體

濕潤的淀粉

變藍變藍

碘化鉀試紙法

4.氮氧化物的危害

（1）形成硝酸型酸強

含氮物質巫NO巫NC）2」i3HNO3

（2）形成光化學煙霧

NO2和。2達雪。3碳氫化合物，有毒，煙霧

（3）破東臭氧層：NO催化03分解為。2

NO+O3=NO2+O,NO2+O—N0+02

（4）水體富營養(yǎng)化：水中含氮化合物引起水體污染

5.常見的處理嬴氧化物的方法

(1)NaOH溶液吸收法

@2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O

②NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O

(2)純堿溶液吸收法

①2NCh+Na2co3=NaNO.3+NaNO2+CO2t

②NCh+NO+Na2co3=2NaNO2+CCht

(3)CH4還原法

①2cH4+2NO2催化劑N2+2CO2+4H2O

②CH4+4NO催化劑2N2+CO2+2H2O

(4)NH3還原法

①6NO2+8NH3催化劑7N2+12H

②6NO+4NH3傕幽5N2+6H2O

(5)—還原法

①4H2+2NO?遇幽N2+4H2O

②2H2+2NO催化劑N2+2H2O

(6)CO還原法

?4CO+2NO2itttM4CO2+N2

②2c0+2N0催化劑2cO+N2

三、氨氣的性質

1.物理性質

(1)色味態(tài)：無色、有刺激性氣味的氣體

(2)密度：比空氣的小

(3)溶解性:極易溶于水，1：7QQ，難溶于CC14

(4)物理特性：易液化(沸點一33.5°0)

2.堿性氣體

(1)水：NHa上HZO=^NHA工旦zQ

(2)指示劑：能夠使紫色石蕊注液變藍，酚釀試液變紅

(3)與酸化合成鍍鹽

①HC1：產生.自煙

②HNO3：HNO3.聲生自煙，同濃硝遨

③HzS。/H2s04(濃)3坦。004,產生后爸沉淀

3.氨氣的還原性：N%°?、。2、Cu°或NO

催價劑

(1)催化氧化：4N.H3,+5Q2===4NQ±6H2O

(2)熱的CuO：2NH3+3CUO=A=N2+3CU+3H2O

(3)還原氯氣

①少量NH.U2NIfe+3Ch=6HCm

②過量NH3：8NH3+3CI-6NH4CI土N2(檢驗輸送氯氣的管道是否泄漏)

4.氧化性：2Na+2NH3=2NaNH2+H2t

5.氨氣的用途

(1)制硝酸和硝酸鍍：N2①NH32N0旦NOz^-HNCh-^NHaNCh

(2)致冷劑：液氨氣化吸熱，使環(huán)境溫度急劇降低

(3)制化肥：制備硝核、硫錢、氯鍍、碳鏤等鏤態(tài)氮肥

四、氨水的性質

1.氨水的密度

(1)比水小，濃度越大，密度越小

(2)質量分數(shù)為a和b的兩種氤永混合

①等質量混合，所得氨水的質量分數(shù)。=等

②等體積混合，所得氨水的質量分數(shù)。三與

2.氨水的揮發(fā)性：易揮發(fā)出氨氣，所以氨水應密封保存

3.氨水的組成

(1)三個可逆反應

①氨氣和水的反應：NH3+H2O=^NH3?H20

②一水合氨的電離：NHa?HZO^^NHZ+QH：

+-

③水的電離：H2OZ^=H+OH

(2)“三分子”、“三離子”成分

①三分子：NH3、H2OSNH3?H2O

+

②三離子：NH4\OFT、H

4.氨水的化學性質

(1)不穩(wěn)定性：NH&JHzQANHKt土HaQ

(2)弱堿性

①H2so4：2NH工旦zQtHzSQiHgiaiLzSQrtZHaQ

②少量CO2：或HzQ

③過量C02：NH&?旦2。土C6-MUHCCh

④AlCb：AlCht3MhJLlfcQ-AJL<QH〉3L土期HUCI

五、錢鹽的結構和性質

1.物性：都是無色，易溶于水的晶體

H.

2.結構：NH4+的電子式［唯”I.

(1)所含化學鍵：離子鍵、共價鍵和配位鍵

(2)化合物類型：離子化合物

3.熱不穩(wěn)定性

(1)非氧化性酸鏤鹽a氨氣和相應的酸

①碳酸鏤:工MHQjQQaA2NJm1HzQL±CQd-

②碳酸氫筱：NHAHCQ3ANHiiiHzCLLteQj工

③亞硫酸鏤：<此取)一2so3A2NH3上土HzQt±SQdL

④亞硫酸氫銹：+H2Q±+SQ21.

⑤氯化核：NH4CI=A=NBht+HC11

(2)氧化性酸鏤鹽4復雜的氧化還原反應，一般不放氨氣

①NH4NO3=A=N2Ot+2H2O

②5NH4NO3=4=2HNCh+4N2t+9H2O

③2NH4NO3^=2N2t+O2f+4H2O

(4)3(NH4)2SO4^k4NH3t+3SO2t+N2t+6H2O

4.錢鹽和堿反應

(1)條件不同，產物不同

①常溫：

②加熱：NHJ+OBFANH3t+H20

(2)注意事項

①鏤態(tài)氮肥不能與堿性物質混合使用，以免生成氨氣，降低肥效。

②核鹽固體和堿固彳本反應時，不能拆寫成離子形式

③酸式銹鹽和堿溶液反應時，注意堿過量時，NHJ和酸式酸根離子都參與反應

5.錢鹽的檢驗

(1)步驟：取樣，加堿，加熱，加濕潤的紅色石蕊試紙

⑵現(xiàn)象：濕潤的北國石莪費紙變盍

六、硝酸的性質

1.物理性質

(1)色味態(tài)：純硝酸是一種無色有刺激性氣味的液體

(2)密度：比水的大，密度越關，濃度越越大，常見濃硝酸濃度為68%?70%

(3)溶解性：以任熹比和水互溶

①主要原因：硝酸和水乏而可以形成氫鍵

②次要原因：硝酸和水都是極性分子

(4)揮發(fā)性：易揮發(fā)，濃度為95%以上的硝酸稱為發(fā)煙硝酸

2.不穩(wěn)定性

(1)反應：4HNO^^^^4NOit+O2t+H2O

(2)通常所見的濃硝酸因含N6而呈黃色

①除去黃色最簡單的方法：加水，3NQz+HiO==2HISOi+MO

②除去黃色最環(huán)保的方法：通足量氧氣，4N02±Qd2H239NOb

3.與金屬單質反應

(1)Al、Fe—學溫~~A鈍化;Al、Fe—笳獲~~"劇烈反應放NQz一氣體

(2)Au、Pt：任何情況下都不反廛

(3)其他金屬與硝酸反應不至成H”硝酸的濃度不同，還原產物不同

廠濃硝酸—?NO?

還原產物+*■稀硝酸—?NO

匚■極稀硝酸—?bfeO'Nz、NH4N5等

①濃硝酸與銅反應：CU+4HNO3(濃)=Cu(NO,),+2NOZ1±2HzO

②稀硝酸與銅反應：3cM±8HNCh(稀)；==3Cu(NO3)2+2NQt±4Hz。

@3Zn+10HNO3(稀)=4Zn(NO3)2+N2Ot+5H2O

④3Mg+IOHNO3(極稀)=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O

，八。稀硝酸「「稀硝酸r-…八、

(4)Fe—~Fe—~

①Fe+4HNC>3(稀)=Fe(NO3)3+NOt+2H2O

?3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NOt+4H2O

4.濃硝酸與非金屬單質加熱反應

(1)碳與濃硝酸加熱反應：C±4HMhX遮^4CO￡L±4NQ2t±2HzQ

(2)碳與稀硝酸不反應

S(-2)、S(+4)

5.硝酸與還原性化合物反應：HNO.yI、Fe"Nth或NO

(1)一2價硫：3H2s+2HNO3(稀)=3SI+2NOt+4H2O

(2)+4價硫：3Na2so3+2HNO3(稀)=3Na2SO4+2NOf+H20

+-

(3)一2價碘：6r+8H+2NO3=3I2+2NOt+4H2O

2++-3+

(4)+2價鐵：3Fe+4H+NO3=3Fe+2H2O+NOt

6.幾種物質和濕潤的藍色石蕊試紙的反應

(1)濕潤的藍色石蕊試紙濃硝酸》先變紅,后褪色

(2)濕潤的藍色石蕊試紙邈遛一只變紅“丕褪色

(3)濕潤的藍色石蕊試紙奧必先變紅￡一卮變黑

(4)濕潤的藍色石蕊試紙邈鯉一只變紅,一丕褪色

(5)濕潤的藍色石蕊試紙先變紅,后褪色

(6)濕潤的藍色石蕊試紙出一只變紅二丕通自

7.濃硝酸的保存

(1)易揮發(fā)：密封保存，敞口放置，質量減小，濃度降低

(2)易分解：棕色細口瓶避光、黑喑而且溫度低的地方

(3)強氧化性：不能用橡膠塞，而用玻璃塞

(4)大量存放：鋁制或鐵制的槽車內

8.硝化反應

⑴苯：QtHN￡h'通L也詈><^~電。2土HzQ

(2)甲苯：制備黃色的TNT炸藥

(3)顏色反應：含苯環(huán)的蛋白質遇到濃硝酸顯黃色

五、實驗室制一氧化氮和二氧化氮

1.反應原理及裝置

(1)裝置類型：“固體+液體不加熱「氣體”型

(2)藥品：銅和稀(濃)硝酸

(3)反應

@N02：CM+4HNQ3()—Cu(NO3)2+2NQ2f+2H10

②NO：

2.氣體的凈化：一般用無水氯化鈣或P2O5或硅膠除水蒸氣

3.氣體的收集

(1)NO：只能用排水法收集或排“惰性”氣體法

(2)N02：向上排空氣法或排四氫婚法

4.氣體的檢驗

(1)NO：通入空氣，無色氣體變成紅棕色氣體

(2)N02：通過濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍

5.尾氣吸收

(1)NO：一般用酸性的H2O2、酸性高鏈酸鉀溶液等強氧化性溶液吸收

(2)NO2：一般用NaQH、NazCQi等磁性溶液吸收

6.特別提醒：制NO前，先通氮氣、二氧化碳等氣體將裝置內的空氣排盡

六、實驗室制取氨氣

1.反應原理及裝置

(1)裝置類型：“固體+固體4氣體”型

①方法：氯化鍍固體與氫氧化鈣固體混合加熱

②反應：2NH；tCHCa(QH)2A2NH3t+2H2O+CaCL

(2)裝置類型：“液體+液體4氣體”型

①方法：加熱濃氨水

②反應：NH3?氏0"NHat+H，O

(3)裝置類型：“固體+液體坯跡氣體”型

方法原理

①NaOH溶于水放熱，促使氨水分解

濃氨水與②NaOH固體吸水，使c(OHD增大，

NaOH固體有利于NH3的生成

混合③加入NaOH,使c(OH)增大，有.利

于NH3的生成

①CaO與水反應放熱，促使氨水分解。

濃氨水與②CaO與水反應，使水減少，使c(OFr)

CaO固體增大，有利于NH3的生成

混合③生成Ca(OH)2，使c(OH-)增大，

有利于NH3的生成

2.氣體的凈化：一般用堿石灰吸水

3.氣體的收集

(1)方法：向上排空氣法和排四氯化碳液體法

(2)凈化：鈦管口堵棉花的作用：訪止氨氣和空氣發(fā)生對流，提高氨氣的收集速率和純度

4.驗滿方法

(1)最佳方法：用濕潤的紅色石蕊試紙放在集氣瓶口，若試紙變藍，則說明氨氣收集滿了

(2)其他方法：用裝屬私蘸取至孤酸或濃硝酸放在集氣瓶口，若產生自煙，則說明氨氣收集滿了

5.尾氣吸收

(1)吸收劑：棉花最好用稀硫酸浸濕，防止污染空氣

(2)注意防倒吸

6.噴泉實驗的原理及操作

(1)典型實驗裝置及變形設計

(