52氮及其化合物人教版高中化學(xué)必修二課件

第二節(jié)氮及其化合物第二節(jié)氮及其化合物1一、氮與氮的固定氮元素位于第二周期、第VA族，最外電子層有5個電子，既不容易得到3個電子，也不容易失去5個電子，一般通過共用電子對與其他原子相互結(jié)合構(gòu)成物質(zhì)一、氮與氮的固定氮元素位于第二周期、第VA族，最外電子層有52（一）氮氣2、物理性質(zhì)：無色、無味的氣體，約占空氣體積的78%，難溶于水3、化學(xué)性質(zhì)：穩(wěn)定，通常情況下，很難與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，無法被大多數(shù)生物體直接吸收

（1）氧化性：3Mg+N2Mg3N2

N2+3H22NH3

（2）還原性：N2+O2======2NO放電或高溫注：N2與O2反應(yīng)的條件是“放電”或“高溫”，無論O2是否過量，該反應(yīng)都生成NO1、結(jié)構(gòu)特點：兩個氮原子間以共價三鍵結(jié)合，斷開該化學(xué)鍵需要較多的能量，所以氮氣的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定（一）氮氣2、物理性質(zhì)：無色、無味的氣體，3、化學(xué)性質(zhì)：3（二）氮的固定1、定義：2、途徑：

將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)變?yōu)榈幕衔锏倪^程（1）生物固氮：豆科作物根瘤菌將N2轉(zhuǎn)化成氮（2）天然固氮：大自然通過閃電釋放的能量將空氣中的氮氣N2轉(zhuǎn)為氮的化合物

（3）人工固氮——合成氨工業(yè)：在一定條件下，N2和H2合成氨：N2+3H22NH3

（二）氮的固定1、定義：將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)變?yōu)榈幕衔锏倪^程4原因及反應(yīng)離子方程式：NaCl+NH3↑+H2O溶于水（1:700），易液化得到液氨（液氨汽化時④不能用(NH4)2CO3制備，因為(NH4)2CO3受熱分解會產(chǎn)生CO2，4NO+3O2+2H2O=4HNO3②不能用NH4NO3制備，因為NH4NO3受熱分解易發(fā)生爆炸1、引起大氣污染，直接危害人體健康，引起呼吸道疾病，嚴(yán)重時會使人死亡煤、石油和某些金屬礦物的燃燒或冶煉④氨水、液氨、一水合氨的比較NaOH+NH4NO3多余的NH3在尾氣吸收時要防止倒吸，常采用的裝置如下圖：①常溫下，鐵、鋁遇濃硝酸鈍化原因及反應(yīng)離子方程式：5二、一氧化氮與二氧化氮NO

NO2物理性質(zhì)類型化學(xué)性質(zhì)收集方法無色、不溶于水、有毒的氣體紅棕色、易溶于水，有刺激性氣味，密度比空氣大，有毒的氣體，易液化不成鹽氧化物不成鹽氧化物1、與O2反應(yīng)：2NO+O2=2NO2（常用于檢驗NO）2、與O2和H2O反應(yīng)：4NO+3O2+2H2O=4HNO31、與H2O反應(yīng)：3NO2+H2O=2HNO3+NO（工業(yè)制硝酸的反應(yīng)原理）2、與O2和H2O反應(yīng)：4NO2+O2+2H2O=4HNO3

3、2NO2N2O4（由于該反應(yīng)的存在，所以NO2的摩爾質(zhì)量偏大）排水法向上排空氣法二、一氧化氮與二氧化氮NONO2物理性質(zhì)類型化學(xué)性質(zhì)收集方6現(xiàn)象：3、氣體又變?yōu)闊o色1、無明顯現(xiàn)象；2、氣體變?yōu)榧t色；1、與O2反應(yīng)：2NO+O2=2NO2

反應(yīng)：2、與H2O反應(yīng)：3NO2+H2O=2HNO3+NO措施：可以用注射器不斷吸入空氣，然后使注射器里的氣體充分與水反應(yīng)啟示：硝酸工業(yè)常在吸收反應(yīng)進行過程中，補充一些空氣，使生成的NO被氧化成NO2，NO2溶于水又生成HNO3和NO，經(jīng)過多次氧化和吸收，NO2可以比較完全被水吸收，能夠盡可能地轉(zhuǎn)化為HNO3現(xiàn)象：3、氣體又變?yōu)闊o色1、無明顯現(xiàn)象；2、氣體變?yōu)榧t色；171、引起大氣污染，直接危害人體健康，引起呼吸道疾病，嚴(yán)重時會使人死亡2NO+O2=2NO2白色或無色晶體，易溶于水2、與O2和H2O反應(yīng)：（由于固態(tài)堿性物質(zhì)溶于水放熱，促進NH3·H2O分解生成氨氣）C+4HNO3(濃)=CO2↑+4NO2↑+2H2O2NaOH+(NH4)2SO4③NH3是唯一能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，因此，常用3、2NO+O2=2NO2Fe+4HNO3（稀）=Fe(NO3)3+2H2O+NO↑CaCl2+2NH3↑+2H2O注：氨氣與揮發(fā)性酸（鹽酸、硝酸）反應(yīng)，有白煙生成，可用此（一）氨

1、物理性質(zhì)：

無色、有刺激性氣味的氣體，密度比空氣小，極易溶于水（1:700），易液化得到液氨（液氨汽化時要吸收大量的熱，可做制冷劑）三、氨和銨鹽1、引起大氣污染，直接危害人體健康，引起呼吸道疾病，嚴(yán)重時會8燒杯里的液體經(jīng)玻璃管噴入燒瓶，形如噴泉，溶液變成紅色現(xiàn)象：原因：擠壓膠頭滴管，滴管里少量的水進入燒瓶，氨溶于其中，使燒瓶內(nèi)氣體壓強減小，在大氣壓作用下，下方燒杯里的水被壓入燒瓶；氨幾乎全部溶于水中，使燒瓶內(nèi)氣壓迅速降低，燒杯里的水（含酚酞）在大氣壓作用下被迅速壓入燒瓶，形成噴泉；由于氨水顯堿性，導(dǎo)致酚酞溶于顯紅色燒杯里的液體經(jīng)玻璃管噴入燒瓶，形如噴泉，溶液變成紅色現(xiàn)象：原9（3）常見形成噴泉實驗的氣體與試劑氣體HClNH3CO2、SO2NO2+O2吸收劑水或堿溶液水或酸溶液堿溶液水或堿溶液（4）常用裝置：該裝置形成“噴泉”是因為燒瓶內(nèi)氣體極易溶解于燒杯和滴管內(nèi)的液體，使燒瓶內(nèi)的壓強突然減小而產(chǎn)生壓強差形成“噴泉”注：噴泉實驗（1）形成原理：容器內(nèi)外產(chǎn)生較大的壓強差（2）產(chǎn)生壓強差的原理：容器內(nèi)氣體極易溶于水（或容器內(nèi)氣體易與溶液反應(yīng)），使容器內(nèi)壓強迅速降低，在外界大氣壓的作用下，外部液體快速進入容器，通過尖嘴導(dǎo)管噴出，形成噴泉（3）常見形成噴泉實驗的氣體與試劑氣體HClNH3CO2、S10注：①氨的水溶液叫做氨水。氨溶于水時，與水結(jié)合成一水合氨（NH3?H2O），氨水的密度都比水小，且濃度越大，密度越??；計算氨水濃度時，溶質(zhì)是NH3②常溫下，一水合氨有一小部分電離成OH-和NH4+，所以氨水顯弱堿性，是一元弱堿，能使酚酞變紅，使紅色石蕊試紙變藍(lán)；可與酸及酸性氧化物反應(yīng)生成鹽；與某些鹽反應(yīng)生成難溶性堿。③NH3是唯一能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，因此，常用此性質(zhì)檢驗氨氣2、化學(xué)性質(zhì)：（1）與H2O反應(yīng)：NH3+H2ONH3·H2OOH-+NH4+

不穩(wěn)定，受熱分解：NH3·H2ONH3↑+H2O注：①氨的水溶液叫做氨水。氨溶于水時，與水結(jié)合成一水合氨②11④氨水、液氨、一水合氨的比較名稱氨水液氨一水合氨化學(xué)式分類成分NH3

NH3?H2O混合物，多種成分純凈物、非電解質(zhì)純凈物、一元弱堿、電解質(zhì)NH3、H2ONH3·H2O、OH-、NH4+H+（極少）NH3

NH3?H2O④氨水、液氨、一水合氨的比較名稱氨水液氨一水合氨化學(xué)式分類12（2）與酸反應(yīng)：NH3+HCl=NH4Cl（白煙）NH3+HNO3=NH4NO3（白煙）NH3+H2O+CO2=NH4HCO3

注：氨氣與揮發(fā)性酸（鹽酸、硝酸）反應(yīng)，有白煙生成，可用此反應(yīng)檢驗氨氣或濃氨水（3）與氧氣反應(yīng)（催化氧化）：4NH3+5O24NO+6H2O注：氨氣的催化氧化，常用于工業(yè)上制硝酸，之后2NO+O2=2NO2，3NO2+H2O=2HNO3+NO制得硝酸體現(xiàn)氨氣的還原性（2）與酸反應(yīng)：NH3+HCl=NH4Cl（白煙）NH313（三）銨鹽

1、物理性質(zhì)：白色或無色晶體，易溶于水2、化學(xué)性質(zhì)：（1）受熱分解：NH4ClNH3↑+HCl↑NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑（三）銨鹽1、物理性質(zhì)：白色或無色晶體，易溶于水2、化142NO+O2=2NO23Cu+8H++2NO3-（濃）=3Cu2++4H2O+2NO↑向下排空氣法（用棉花堵住管口，因為氨氣比空氣CaCl2+2NH3↑+2H2O氨溶于水時，與水結(jié)合成一水合氨NH4++OH-NH3↑+H2OCa(OH)2+2NH4Cl兩個氮原子間以共價三鍵結(jié)合，斷開該化學(xué)鍵需要較多的能量，所以氮氣的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定煤、石油和某些金屬礦物的燃燒或冶煉2、與O2和H2O反應(yīng)：（1）生物固氮：豆科作物根瘤菌將N2轉(zhuǎn)化成氮3Fe+8HNO3（?。?3Fe(NO3)2+4H2O+2NO↑白色或無色晶體，易溶于水下方燒杯里的水被壓入燒瓶；的氮氣N2轉(zhuǎn)為氮的化合物NaNO3+NH3↑+H2O硝酸而使其呈黃色加熱時有氣泡產(chǎn)生，試管口濕潤的紅色石蕊試紙變藍(lán)著水的生成，硝酸濃度減小，濃硝酸變成稀硝酸，著水的生成，硝酸濃度減小，濃硝酸變成稀硝酸，（2）與堿反應(yīng)放出NH3：NaOH+NH4NO3NaNO3+NH3↑+H2O

2NaOH+(NH4)2SO4Na2SO4+2NH3↑+2H2O

NaOH+NH4ClNaCl+NH3↑+H2O現(xiàn)象：加熱時有氣泡產(chǎn)生，試管口濕潤的紅色石蕊試紙變藍(lán)原因及反應(yīng)離子方程式：兩種溶液混合時發(fā)生反應(yīng)：NH4++OH-NH3↑+H2O氨水顯堿性，使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)。2NO+O2=2NO2（2）與堿反應(yīng)放出NH3：NaOH+15注：銨鹽是農(nóng)業(yè)上常用的化肥，銨態(tài)氮肥在使用和保存時應(yīng)注意密封，低溫保存，不與堿性物質(zhì)混用銨鹽受熱一般放出NH3，但NH4NO3受熱到一定溫度時會發(fā)生爆炸，生成多種氣體3、檢驗：加堿→加熱→紅色石蕊試紙變藍(lán)或蘸濃鹽酸的玻璃棒有白煙注：銨鹽是農(nóng)業(yè)上常用的化肥，銨態(tài)氮肥在使用和保存時應(yīng)注意密封16（三）氨氣的制備

1、工業(yè)：

N2+3H22NH3

2、實驗室：（1）原理及裝置圖：①固態(tài)銨鹽+固態(tài)堿氨氣：

Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O（三）氨氣的制備1、工業(yè)：N2+3H22NH32、實驗17②加熱濃氨水：NH3·H2ONH3↑+H2O②加熱濃氨水：NH3·H2ONH3↑+H2O18③濃氨水中加入固態(tài)堿性物質(zhì)：NH3·H2O+固態(tài)堿性物質(zhì)（CaO、NaOH、堿石灰）→氨氣

（由于固態(tài)堿性物質(zhì)溶于水放熱，促進NH3·H2O分解生成氨氣）③濃氨水中加入固態(tài)堿性物質(zhì)：NH3·H2O+固態(tài)堿性物質(zhì)（19注：①制取NH3時，一般用NH4Cl。但不能直接加熱NH4Cl。因為這樣做只能將NH4Cl由試管底部加熱到試管口。因為NH4Cl分解生成的NH3和HCl氣體在試管口又重新生成了NH4Cl，所以得不到NH3

②不能用NH4NO3制備，因為NH4NO3受熱分解易發(fā)生爆炸③不能用(NH4)2SO4制備，因為(NH4)2SO4與Ca(OH)2反應(yīng)生成的

CaSO4呈塊狀，不利于NH3的逸出，且反應(yīng)后試管難清洗④不能用(NH4)2CO3制備，因為(NH4)2CO3受熱分解會產(chǎn)生CO2，使收集到的NH3不純⑤一般用熟石灰Ca(OH)2，不用KOH、NaOH，因為KOH、NaOH

易吸水結(jié)塊，不利于NH3產(chǎn)生，同時對玻璃的腐蝕性較強注：①制取NH3時，一般用NH4Cl。但不能直接加熱NH420（2）干燥：只能用堿石灰，不能用濃H2SO4、無水CaCl2、P2O5

（3）收集：向下排空氣法（用棉花堵住管口，因為氨氣比空氣輕，防止氨氣與空氣對流，防止污染）（4）驗滿：Ⅰ、濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口→變藍(lán)Ⅱ、蘸有濃鹽酸的玻璃棒置于試管口→白煙（2）干燥：只能用堿石灰，不能用濃H2SO4、無水CaCl21（5）尾氣處理：多余的NH3要吸收掉（可在試管口放一團用水或稀硫酸浸濕的棉花），以免污染空氣。多余的NH3在尾氣吸收時要防止倒吸，常采用的裝置如下圖：（5）尾氣處理：多余的NH3要吸收掉（可在試管口放一團用水22四、硝酸

（一）物理性質(zhì)：純凈的硝酸是無色、有刺激性氣味易揮發(fā)的液體，沸點低，與水以任意比例互溶；常用的硝酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)大約是69%，98%的硝酸稱為發(fā)煙硝酸。四、硝酸（一）物理性質(zhì)：純凈的硝酸是無色、有刺激性氣味易23NaOH+NH4NO3CaCl2+2NH3↑+2H2O濃硝酸與濃鹽酸體積比為1:3配制成，可溶解金和鉑的存在，所以NO2的摩爾質(zhì)量偏大）硝酸工業(yè)常在吸收反應(yīng)進行過程中，補充一些空氣，使生NH3+HNO3=NH4NO3（白煙）低價鹽金屬與濃硝酸反應(yīng)時，硝酸先放出NO2，隨要吸收大量的熱，可做制冷劑）或稀硫酸浸濕的棉花），以免污染空氣。（三）工業(yè)上制硝酸的原理NH4++OH-NH3↑+H2O石蕊試液先變紅后褪色（二）化學(xué)性質(zhì)：

1、具有酸的通性：①與指示劑反應(yīng)：稀硝酸使石蕊試液由紫變紅；濃硝酸使紫色石蕊試液先變紅后褪色②與堿反應(yīng)：NaOH+HNO3=NaNO3+H2OOH―+H+=H2O③與堿性氧化物反應(yīng)：CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2OCuO+2H+=Cu2++H2O④與弱酸鹽反應(yīng)：Na2CO3+2HNO3=2NaNO3+H2O+CO2↑CO32-+2H+=H2O+CO2↑NaOH+NH4NO3（二）化學(xué)性質(zhì)：1、具有酸的通性：242、不穩(wěn)定性：4HNO3=====4NO2↑+O2↑+2H2O光照或加熱注：①保存硝酸要用棕色瓶（防光）、玻璃塞（膠塞易被氧化），置于陰涼處（防熱）②久置的濃硝酸中，因硝酸分解產(chǎn)生的NO2又溶于硝酸而使其呈黃色③通常見光易分解的物質(zhì)有：HClO、HNO32、不穩(wěn)定性：4HNO3=====4NO2↑+O2↑+2H253、強氧化性：濃度不同，產(chǎn)物不同

①常溫下，鐵、鋁遇濃硝酸鈍化②王水的配制：濃硝酸與濃鹽酸體積比為1:3配制成，可溶解金和鉑③與金屬反應(yīng)：濃硝酸→NO2，稀硝酸→NO，無H2放出Ⅰ、銅與硝酸反應(yīng)：3、強氧化性：濃度不同，產(chǎn)物不同①常溫下，鐵、鋁遇濃硝酸鈍26Cu+4HNO3（濃）=Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑Cu+4H++2NO3-（濃）=Cu2++2H2O+2NO2↑3Cu+8HNO3（?。?3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑3Cu+8H++2NO3-（濃）=3Cu2++4H2O+2NO↑現(xiàn)象：1、濃硝酸與銅：2、稀硝酸與銅：試管內(nèi)產(chǎn)生大量紅棕色氣體，溶液逐漸變綠，銅絲逐漸變細(xì)試管內(nèi)產(chǎn)生少量無色氣體，反應(yīng)逐漸加快，氣體在試管上部變?yōu)榧t棕色，溶液逐漸變藍(lán)，銅絲逐漸變細(xì)Cu+4HNO3（濃）=Cu(NO3)2+2H2O+2NO227Ⅱ、鐵與硝酸反應(yīng)：硝酸過量：Fe+4HNO3（?。?Fe(NO3)3+2H2O+NO↑Fe+4H++NO3-=Fe3++2H2O+NO↑硝酸不足：3Fe+8HNO3（?。?3Fe(NO3)2+4H2O+2NO↑3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++4H2O+2NO↑注：金屬與硝酸反應(yīng)，一般先被氧化為高價硝酸鹽，若金屬過量且有變價時，將會把生成的高價鹽還原為低價鹽金屬與濃硝酸反應(yīng)時，硝酸先放出NO2，隨著水的生成，硝酸濃度減小，濃硝酸變成稀硝酸，會放出NO。④與非金屬反應(yīng)：C+4HNO3(濃)=CO2↑+4NO2↑+2H2O