专题7 氮与社会可持续发展-【知识清单】2022-2023学年高一化学单元复习知识清单（苏教版2019必修第二册）.docx

1、专题7 氮与社会可持续发展考点1 氮分子的结构和性质1氮元素的存在既有游离态，也有化合态，大部分氮元素以游离态的氮气分子形式存在于空气中。2氮分子的结构氮气分子是由两个氮原子通过共用三对电子结合而成，氮气分子存在氮氮三键。氮气分子的电子式为，结构式为NN。 3氮气的化学性质氮气的化学性质稳定，通常情况下不易发生反应。在放电或高温条件下，氮气可与氧气化合，化学方程式为N2O22NO。氮气表现为还原性。镁能在氮气中燃烧，化学方程式为3MgN2Mg3N2。氮气表现为氧化性。氮化镁易水解，水解方程式为：Mg3N2+6H2O=2Mg(OH)2+2NH3考点2 氮的固定1氮的固定的定义及分类将空气中游离态

2、的氮转化成含氮化合物叫做氮的固定。氮的固定主要有自然固氮和人工固氮两种方式。2自然固氮（1）生物固氮：自然界中的一些微生物种群（如豆科植物的根瘤菌）将氮气通过化学过程转化为含氮化合物。豆科植物的根瘤菌能将空气中的游离态氮转化为化合物形态的氨（或铵态氮肥）。（2）高能固氮：通过闪电、火山爆发等途径产生含氮化合物。（3）“雷雨发庄稼”涉及的反应过程：N2O22NO、2NOO2=2NO2、3NO2H2O=2HNO3NO3人工固氮合成氨工业上合成氨的反应为N2+3H22NH3。合成氨的原料是氮气和氢气，该反应放出大量的热，工业上用来预热原料气，合成氨达到平衡时，混合气体中氨的含量为20%左右，分离出氨

3、后，将未反应的氮气和氢气送回合成塔循环使用。考点3 氮的氧化物1氮的氧化物氮有多种价态的氧化物，氮元素从15价都有对应的氧化物。化合价+1+2+3+4+5氧化物N2ONON2O3NO2N2O4N2O5其中N2O3、N2O5属于酸性氧化物。2一氧化氮（1）一氧化氮是一种无色、无味、有毒的气体，微溶于水。（2）NO的化学性质：NO易被空气氧化，化学方程式为2NOO2=2NO2，实验室收集NO时，应该用排水法。NO既不与酸也不与碱反应，既不是酸性氧化物也不是碱性氧化物。NO与O2的混合气体通入水中，发生的反应为：4NO+3O2+2H2O=4HNO3。（3）NO的鉴别方法：NO与空气接触，观察到有红棕

4、色气体生成。3二氧化氮（1）二氧化氮是一种红棕色，有刺激性气味的有毒气体，能与水反应。（2）NO2的化学性质：NO2与水反应的化学方程式为3NO2H2O=2HNO3NO，实验室收集NO2时，应该用向上排空气法。NO2气体一般用NaOH溶液吸收，化学方程式为：2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O，该反应是歧化反应。NO2与O2的混合气体通入水中，发生的反应为：4NO2+O2+2H2O=4HNO3。NO与NO2按1:1与NaOH溶液反应化学方程式为：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O，该反应是归中反应。（3）鉴别NO2气体的方法：观察颜色为红棕色；通入水中，得到无色溶液

5、，剩余气体为无色；用湿润的KI-淀粉试纸检验，试纸变蓝色。4氮氧化物的应用大气中的NO和NO2达到一定浓度时会对人体造成伤害，能引发上呼吸道及肺部疾病，人体中极少量的NO有助于促进血关扩张，防止血管栓塞。二氧化氮在火箭燃料中用作氧化剂，在工业上可用来制造硝酸。考点4 氨气1物理性质氨气是无色、有刺激性气味、密度比空气小，极易溶于水的气体，常温时，1体积水大约溶解700体积的氨气，氨易被液化。液态氨汽化时要吸收大量的热，使周围的温度急剧下降，因此液态氨在工业上常作制冷剂。2化学性质（1）氨与水的反应氨气溶于水形成的溶液称为氨水，氨分子大部分与水结合生成NH3H2O，NH3H2O部分电离成铵根离子

6、和氢氧根根离子，因此氨水显弱碱性。化学方程式为：NH3H2ONH3H2ONH+OH-。检验氨气的方法是用湿润的红色石蕊试纸（或pH试纸）检验，试纸变蓝色。氨水的成分和性质：氨水中含有的粒子有NH3H2O、NH3、H2O、NH、OH、H。NH3H2O是一种一元弱碱，不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为：NH3H2ONH3H2O。（2）氨与酸的反应与浓盐酸反应：浓盐酸与浓氨水反应，有大量白烟生成，浓氨水与浓硝酸反应，也会出现相同的现象，该实验可用于NH3与挥发性酸（浓盐酸和浓硝酸）的互相检验。化学方程式：HClNH3=NH4Cl、NH3HNO3=NH4NO3。与硫酸反应：化学方程式：2NH3+H

7、2SO4=(NH4)2SO4。（3）与盐溶液的反应过量氨水与AlCl3反应的离子方程式：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH。（4）NH3的还原性NH3中的氮元素的价态为3价，在一定条件下与氧化剂作用时作还原剂，表现为还原性。NH3的催化氧化：在加热和催化剂作用下，氨气与氧气反应生成一氧化氮和水，并放出热，化学方程式为：4NH35O24NO6H2O。这一反应叫氨的催化氧化，是工业制备硝酸的重要反应之一。NH3在纯氧中燃烧能生成N2，4NH33O22N26H2O。在一定条件下，NH3还能被Cl2、CuO等氧化。NH3与Cl2反应： 8NH33Cl2=N26NH4Cl，实验现象是有白烟生成，

8、生产中用浓氨水检验氯气管道是否发生泄漏。NH3与CuO反应：2NH33CuO3Cu+N2+3H2O。3喷泉实验原理及应用（1）实验原理：烧瓶内外产生压强差，当烧瓶内压强明显小于外界压强时就会产生喷泉实验。（2）喷泉实验能否成功的关键因素：盛气体的烧瓶必须干燥；气体要充满烧瓶；烧瓶不能漏气(实验前应先检查装置的气密性)；所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应。（3）常见喷泉的形成主要有以下两类：极易溶于水的气体(NH3、HCl、SO2等)与水可形成喷泉。酸性气体(HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等)与NaOH(aq)也能形成喷泉。考点5 硝酸1物理性质硝酸是一种无色，易挥发，具有刺

9、激性气味的液体。能与水以任意比互溶。2化学性质（1）硝酸是一元强酸，具有酸的通性。能使紫色的石蕊试液变红、与碱性氧化物反应、与某些盐反应、与碱反应。但硝酸与金属反应一般不产生H2。与碱性氧化物（如CaO）反应：CaO+2HNO3=Ca(NO3)2+H2O。与碱如Ca(OH)2反应：Ca(OH)2+2HNO3=Ca(NO3)2+2H2O。与某些盐反应，硝酸与CaCO3反应的化学方程式为：CaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+CO2+H2O。（2）不稳定性硝酸不稳定，见光或受热易分解，化学方程式为：4HNO32H2O4NO2O2。硝酸的保存方法：密封贮存在低温、避光处。市售硝酸常因溶有少量NO

10、2略显黄色。（3）硝酸的强氧化性硝酸是一种氧化性很强的酸，能与大多数金属（除Au、Pt等少数金属以外）、许多非金属以及有机物发生氧化还原反应。浓硝酸、稀硝酸分别与Cu的反应方程式：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O，3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。硝酸与金属反应时，硝酸表现为酸性（有金属盐生成）和强氧化性。铜与浓硝酸反应的实验现象：试管中铜片溶解，有红棕色气体产生，溶液变蓝色，集气瓶中收集到无色气体。铜与稀硝酸反应的实验现象：试管中铜片溶解，有无色气体产生，溶液变蓝色，集气瓶中收集到无色气体。硝酸与非金属的反应C与浓硝酸反应的方程式：C4HNO3(

11、浓)CO24NO22H2O。该反应中，硝酸表现为强氧化性。常温下浓硝酸可以使铝、铁等金属发生钝化。可以用铝质或铁质容器盛放浓硝酸。与其他还原性物质反应：硝酸与Fe2+、SO反应的离子方程式：3Fe2+4H+NO=3Fe3+NO+2H2O3SO+2H+2NO=3SO+2NO+H2O3硝酸的用途硝酸是一种重要的化工原料，常用来制造氮肥、燃料、塑料、炸药、硝酸盐等。考点6 铵盐及其性质1物理性质通常把铵根离子和酸根离子形成的离子化合物称为铵盐 ，它们多为无色、易溶于水的晶体。2化学性质（1）不稳定性：铵盐不稳定，受热易分解。将少量氯化铵放入试管中，在酒精灯火焰上微热，实验现象：氯化铵白色固体消失，在

12、试管上方有白色固体生成。化学方程式：NH4ClNH3HCl、NH3HCl=NH4Cl NH4HCO3分解的化学方程式为：NH4HCO3 NH3+CO2+H2O（2）与碱反应：铵盐溶液与NaOH溶液反应的离子方程式：在稀溶液中不加热：NHOH=NH3H2O。加热时或浓溶液：NHOHNH3H2O。（3）铵盐的检验方法向铵盐中加入NaOH溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，若试纸变蓝，证明样品中含有NH。考点7 氨气的实验室制法1反应原理加热固态铵盐和碱的混合物，一般加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物，反应的方程式为：2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O。2实验装置（1）制

13、取装置：如图所示（2）收集：向下排空气法。（3）验满方法：用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色。（4）NH3的干燥：碱石灰，不能用P2O5、浓H2SO4、CaCl2干燥。3尾气处理（1）收集时，一般在管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，作用是：防止NH3与空气对流，提高NH3的纯度和收集速度；吸收多余的氨气，防止污染空气。（2）吸收多余氨气时，可用水或稀硫酸，要防止倒吸。4实验室快速制取氨气的方法（1）浓氨水直接加热：氨气在水中的溶解度下降，同时NH3H2O受热分解，产生氨气。反应方程式为：NH3H2ONH3H2O （2）向浓氨水中加NaOH或CaO或碱石灰，NaOH等具有吸水性，使氨气

14、从氨水中挥发出来。考点8 常见的氮肥及使用1氮肥的分类氮肥主要有铵态氮肥、硝态氮肥和尿素。2氮肥的使用（1）铵态氮肥的使用铵态氮肥在使用时注意两点：低温保存，深施盖土，避免受热；不可以跟碱性物质（如草木灰等）混合使用。（2）硝态氮肥：包括硝酸钠、硝酸钙等。NO不易被以带负电荷为主的土壤胶粒所吸附，在潮湿的土壤中流动性大，容易被植物吸收。硝态氮肥在土壤湿度大的情况下，硝酸根经微生物作用可还原成气体（NO、N2O 、N2）逸出，这种反硝化作用导致硝态氮肥的损失。（3）尿素：化学式为CO(NH2)2，是一种白色晶体，是固态氮肥含氮量最高的一种氮肥。工业上用二氧化碳和氨气在一定条件下合成尿素，反应方程

15、式为：CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O。尿素是一种中性肥料，适用于各种土壤和作物。施用尿素后，土壤中的微生物将其吸收，使其水解成碳酸铵或碳酸氢铵，缓慢释放氨气被作物吸收利用。考点9 氮的氧化物对环境的污染1氮氧化物的来源（1）氮氧化物（NOx）主要包括NO和NO2。（2）氮氧化物的来源：化石燃料的燃烧、硝酸生产和机动车辆尾气的排放是氮氧化物的主要来源。2氮氧化物的危害与防治（1）形成酸雨：NO2形成酸雨的过程为3NO2H2O=2HNO3NO（用化学方程式表示）。（2）光化学烟雾：在日光照射下，NO2使氧气经过复杂的反应生成臭氧(O3)，臭氧与空气中的一些碳氢化合物在紫外线照射下发生作用后，产生了一种有毒的烟雾，人们称之为光化学烟雾。（3）减少汽车尾气危害的措施以甲醇、液化气代替汽油；安装汽车尾气净化装置，将NOx转化为中性、无污染的氮气；使用液化天然气或高效燃料电池作为动力的新型环保汽车。汽车尾气净化装置里含Pd的金属催化剂，反应方程式为：2CO2NO2CO2N2。