氮及其化合物

氮及其化合物氮元素是一切動(dòng)植物的生長(zhǎng)都必需的營(yíng)養(yǎng)元素。大氣中含有大量的氮?dú)?，但是不能被多?shù)生物直接吸收，多數(shù)生物只能吸收含氮元素的化合物。2.氮的固定

1、定義：將空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)變?yōu)榛蠎B(tài)的氮的過(guò)程叫做氮的固定。氮的固定

自然固氮

人工固氮：

工業(yè)合成氨

豆科植物根瘤菌固氮

雷電產(chǎn)生NO

一.自然界中氮的循環(huán)1.氮元素的存在(1)

：空氣中含有大量的氮?dú)猓s4/5）。(2)

：動(dòng)植物體內(nèi)蛋白質(zhì)中的氮元素。化合態(tài)游離態(tài)

（1）物理性質(zhì)

3.氮?dú)?/p>

色

味氣體，

溶于水，密度比空氣_______

無(wú)無(wú)難稍?。?）化學(xué)性質(zhì)氮?dú)夥肿又蠳≡N非常牢固，氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、不活潑，通常情況下不易與其他物質(zhì)反應(yīng)。但在一定條件下可以和一些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。與氫氣反應(yīng)

N2+3H2

2NH3

（該反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)，是工業(yè)合成氨的原理。）液氮作冷凍劑與氧氣反應(yīng)

N2+O22NO

（在閃電或行駛的汽車(chē)引擎中會(huì)發(fā)生的反應(yīng)。）

放電與金屬的反應(yīng)3Mg+N2

Mg3N2

（Mg3N2為黃綠色固體，遇水發(fā)生劇烈反應(yīng)，生成Mg(OH)2沉淀和NH3)（3）氮?dú)獾挠猛荆孩藕铣砂?，制硝酸；⑵代替稀有氣體作焊接金屬時(shí)的保護(hù)氣，以防止金屬被空氣氧化；⑶在燈泡中填充氮?dú)庖苑乐规u絲被氧化或揮發(fā)；⑷保存糧食、水果等食品，以防止腐爛；⑸醫(yī)學(xué)上用液氮作冷凍劑，以便在冷凍麻醉下進(jìn)行手術(shù)；⑹利用液氮制造低溫環(huán)境，使某些超導(dǎo)材料獲得超導(dǎo)性能。二.氮的含氧化合物

1．氧化物的種類(lèi)氮元素主要化合價(jià)有

－3

、0、+1、+2、+3、+4、+5，可以形成多種氧化物：

N2O、NO、N2O3、

NO2、

N2O5

N2O4、N2O俗稱(chēng)“笑氣”，可作醫(yī)用麻醉劑。N2O3是HNO2的酸酐，N2O5是HNO3的酸酐，NO2可以與水反應(yīng)生成硝酸，但NO2不是硝酸的酸酐。2NO2(紅棕色)

N2O4(無(wú)色)

一氧化氮是無(wú)色氣體，難溶于水。常溫下可以與氧氣結(jié)合，生成紅棕色的二氧化氮。2NO+O2=2NO2加氧氣NO2NO22．NO、NO2性質(zhì)的比較氮的氧化物一氧化氮(NO)二氧化氮(NO2)物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)無(wú)色無(wú)味的有毒氣體、不溶于水紅棕色、有刺激性氣味的有毒氣體，易溶于水極易被空氣中的O2氧化：2NO+O2=2NO2與H2O反應(yīng)：3NO2+H2O＝2HNO3+NO(工業(yè)制HNO3原理．在此反應(yīng)中)與人體、環(huán)境的關(guān)系①與血紅蛋白結(jié)合，使人中毒②轉(zhuǎn)化成NO2，形成酸雨、光化學(xué)煙霧形成酸雨、光化學(xué)煙霧①無(wú)色,有刺激性氣味的氣體；②易液化；1.氨氣的物理性質(zhì)③極易溶于水(1:700)。三.氨氣的性質(zhì)氨氣的溶解性實(shí)驗(yàn)問(wèn)題①?lài)娙獙?shí)驗(yàn)的基本原理氣體在液體中溶解度很大，在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生足夠的壓強(qiáng)差(負(fù)壓)，則打開(kāi)止水夾后，大氣壓將燒杯內(nèi)的液體壓入燒瓶中，在尖嘴導(dǎo)管口形成噴泉。

②形成噴泉的氣體與液體組合a.NH3、HCl、SO2、NO2與水組合能形成噴泉。b.酸性氣體與NaOH溶液組合能形成噴泉。氨氣的溶解性實(shí)驗(yàn)問(wèn)題氨水顯______，既能使無(wú)色的酚酞溶液變成____，又能使?jié)駶?rùn)的紅色的石蕊試紙____。NH3+H2ONH3·H2O

NH4++OH-（1）NH3極易溶于水，與水反應(yīng)后有堿性物質(zhì)生成。

大部分NH3與水結(jié)合成NH3·H2O，

NH3·H2O可以小部分電離成NH4+和OH-。紅色變藍(lán)弱堿性一水合氨不穩(wěn)定，易分解NH3·H2O=NH3↑+H2O△2、氨的化學(xué)性質(zhì)液氨

是氨氣加壓或降溫后形成的液態(tài)物質(zhì)，液氨所含的微粒是

。NH3沾有濃鹽酸的玻棒沾有濃氨水的玻棒HClNH3產(chǎn)生大量白煙NH3+HCl＝NH4ClNH4Cl（2）氨跟酸的反應(yīng)（2）氨跟酸的反應(yīng)NH3+HCl=NH4Cl（白煙）NH3+HNO3=NH4NO3（白煙）

2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4

寫(xiě)出上述反應(yīng)的離子方程式（這一反應(yīng)叫做氨的催化氧化或叫接觸氧化，是工業(yè)上制硝酸的反應(yīng)原理之一。）（3）NH3的催化氧化

-34NH3+5O2

4NO+6H2O裝置作用或現(xiàn)象①提供氨氣和氧氣②使氨氣被催化氧化，紅熱狀態(tài)的鉑銠合金絲更加紅熱③吸收剩余的氨氣和生成的水蒸氣④看到有紅棕色的氣體產(chǎn)生銨鹽物理性質(zhì)：都是無(wú)色或白色晶體，易溶于水化學(xué)性質(zhì)（1）銨鹽受熱易分解，產(chǎn)生NH3NH4Cl=NH3↑+HCl↑?NH4HCO3=NH3↑+H2O↑+CO2↑?(NH4)2CO3=2NH3↑+H2O↑+CO2↑?注意：NH4NO3

受熱到一定溫度易爆炸，產(chǎn)生多種氣體（2）銨鹽與堿反應(yīng)NH4NO3+NaOH=NaNO3+H2O+NH3↑(NH4)2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O+2NH3↑運(yùn)用：實(shí)驗(yàn)室用來(lái)制NH3、用于NH4+的檢驗(yàn)反應(yīng)實(shí)質(zhì)：NH4++OH－=NH3↑+H2O△△△加熱銨鹽與堿的固體混合物3.NH3的實(shí)驗(yàn)室制法干燥氨氣，常用試劑有哪些？①CaO、堿石灰等堿性干燥劑②無(wú)水CaCl2不能用來(lái)干燥NH3（形成CaCl2·8NH3)濃硫酸、P2O5不能用來(lái)干燥NH3(會(huì)反應(yīng))可用于吸收氨氣并能防倒吸的常用裝置有：NH3尾氣處理要防倒吸除了利用上述方法之外，實(shí)驗(yàn)室有無(wú)其他簡(jiǎn)單可行的方法來(lái)制得氨氣？濃氨水方法二：加熱濃氨水制氨氣NH3·H2O==NH3↑+H2O←濃氨水←固體CaO或NaOH方法三:把濃氨水滴到NaOH固體或生石灰上4.

氨的用途

氨是一種重要的化工產(chǎn)品，是氮肥工業(yè)、有機(jī)合成工業(yè)、制硝酸、銨鹽、純堿的原料。

氨很容易液化，液化時(shí)放熱。

液氨汽化時(shí)要吸收大量的熱，使周?chē)鷾囟燃眲〗档?，因此，氨常用作冷凍機(jī)和制冰機(jī)中的致冷劑。氨經(jīng)一系列反應(yīng)可以得到硝酸，如下圖所示:

1、試寫(xiě)出以下每一步轉(zhuǎn)化的反應(yīng)方程式。

2、分析氮元素化合價(jià)的變化情況N2O2NH3NONO2HNO3H2OO2ABCDH2工業(yè)制硝酸流程合成氨吸收冷卻氧化氨催化氧化四.硝酸1.物理性質(zhì)：無(wú)色易揮發(fā)的液體，有刺激性氣味，與水以任意比互溶。2.化學(xué)性質(zhì)(2)不穩(wěn)定性，易分解反應(yīng)：硝酸保存在_______試劑瓶中，置于冷暗處，不能用橡膠塞。4HNO3(濃)===4NO2↑+O2↑

+2H2O光照棕色(1)酸的通性．(HNO3與金屬反應(yīng)時(shí)不產(chǎn)生H2)（3）強(qiáng)氧化性：常溫下，

遇濃硝酸發(fā)生“鈍化”。加熱時(shí)，能與除金、鉑之外的所有金屬反應(yīng)，生成____________，本身一般被還原成____。Fe、Al高價(jià)金屬硝酸鹽NO2或NO在上述反應(yīng)中，硝酸表現(xiàn)出了________和_____。

氧化性酸性濃HNO3、稀HNO3與銅發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2OCu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O與非金屬單質(zhì)反應(yīng)(C、S、P)熱的濃硝酸可將碳、硫、磷等非金屬單質(zhì)氧化到其高價(jià)態(tài)的氧化物或含氧酸

在上述反應(yīng)中，硝酸表現(xiàn)出了________

氧化性（3）強(qiáng)氧化性：能跟某些具有還原性的物質(zhì)反應(yīng)（I－、S2-、SO32-、Fe2＋等）反應(yīng)王水：濃硝酸與濃鹽酸按體積比

混合，配制成王水，氧化性比硝酸更強(qiáng)，它能溶解金、鉑等金屬．1∶33.硝酸的用途：化工原料，用于制化肥、染料、

炸藥等。氮在自然界中的循環(huán)自然界中氮的循環(huán)過(guò)程

動(dòng)物中有機(jī)氮植物中有機(jī)氮大氣中的氮氮的固定（生物固氮、高能固氮、人工固氮）土壤中的氮(銨鹽→硝酸鹽)細(xì)菌分解動(dòng)物排泄物及遺體植物遺體動(dòng)物攝取植物吸收硝酸鹽SO2及氮氧化物對(duì)大氣的污染1．反應(yīng)原理

①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

②2NO＋O2===2NO2

反應(yīng)①×2＋②?

反應(yīng)①×2＋②×3?

規(guī)律總結(jié)4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3