高三第一轮复习氮及其重要化合物.

氮及其重要化合物非极性分子分子晶体物性难溶于水熔沸点很低无色无气味气体N≡NN2叁键化学性质用途常温：稳定(作保护气)高温：能反应(制NH3、HNO3)(放电)氧化性和Mg、H2还原性和O2氮的化合态固氮氮在自然界中的循环和对环境的影响关于固氮：植物只能利用化合态的氮，使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的方法叫做氮的固定，简称固氮。氮的固定主要分为自然固氮和人工固氮。自然固氮的途径主要有两种：一种是通过闪电等产生含氮化合物的高能固氮，另一种是生物固氮(如根瘤菌)，人工固氮有合成氨、仿生固氮等。氮在自然界中的循环和对环境的影响请写出氨气的电子式：请说出氨气分子的立体构型：氨气是极性分子还是非极性分子？氨气的熔沸点比PH3高还是低，为什么？氨气的结构和性质HH·NH·······孤对电子三角锥型氨气在水中的溶解度如何？在CCl4或苯中呢？氨气容易发生液化吗？利用这个性质，液氨可以用作那种用途？极性分子比PH3高，氨气分子之间能形成氢键。氨气极易溶于水，难溶于CCl4或苯。氨气易液化，液氨气化时吸收大量热，可用作制冷剂。氨气的结构和性质蛋白质双螺旋结构（二级结构）中的氢键请写出氨气的电子式：氨气的结构和性质氨气和酸反应的实质是什么？NH3分子有孤对电子，易通过配位键与H+结合形成NH4+。+H+[]+H据反应实质，解释氨水为什么是碱性的？NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-氨基酸具有两性，氨基为什么具有碱性？请写出氨基酸（通式）与盐酸反应的化学方程式。氨气的结构和性质络合物，又称配位化合物，由中心原子或离子和若干个配位体分子或离子之间通过配位键结合形成的一类特殊的化合物。一般是过渡金属的离子，具有空轨道，如Fe2+、Fe3+、Cu2+、Ag+具有孤对电子的分子或离子，如Cl-、CN-、NH3、H2O、CO等Ag++2NH3·H2O=Ag(NH3)2++2H2OCu2++4NH3·H2O=Cu(NH3)42++4H2O银氨溶液（无色）铜氨溶液（深蓝色）科学家在液氨中加入金属钠或金属锂制备NaNH2和LiNH2。工业上，NaNH2用于制取靛青染料；LiNH2主要用于有机合成和药物制造，是具有良好前景的储氢材料。氨气具有氧化性（氢元素体现）。氨气的结构和性质请分析氨气分子中两种元素的化合价，并以此推断氨气有哪些性质？氨气有没有还原性？与哪些物质反应可以体现出氨气的还原性？氨气的结构和性质氧化产物为什么不是NO2?氧化产物可以是氮气吗？（在纯氧中点燃）（工业制硝酸）氨气的结构和性质NH3与Cl2能否反应？依据是什么？请标出反应过程中电子转移的方向和数目。设计实验验证上述反应中有电子转移。氨气的结构和性质1、先进的潜艇推进器，可以提高潜艇的机动性和隐蔽性，从而大大提高作战性能。瑞典ASES公司设计用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池示意图如下：写出负极的电极反应式：_________________2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O氨气的结构和性质2、NH3与F2以物质的量之比为4:3混合后，会冒白烟，同时生成另一种只含两种元素的气体M，则M的化学式为。NF33、工业上用NaClO与过量的NH3反应可以制备N2H4，同时生成一种钠盐和水，写出制备N2H4的反应方程式。NaClO+2NH3==N2H4+NaCl+H2O（NF3是制作高能激光化学反应器的原料。）N2H4是一种可燃性的液体,可用作火箭燃料。NH3还原性催化氧化NO(工业制硝酸)O2N2(燃料电池)F2NF3(激光材料)NaClON2H4(火箭燃料)NOxN2(尾气处理)氧化性NaNH2LiNH2(药物合成)(储氢材料)液氨(致冷剂)铵盐(化肥)氨气的结构和性质（1）联氨（N2H4）水溶液显弱碱性，用离子方程式表示其原理。（2）工业上用NaClO与过量NH3反应可以制N2H4，为什么NH3要过量？（3）神舟十号火箭推进器常以联氨(N2H4)为燃料、四氧化二氮(N2O4)为助燃剂，燃烧生成无污染物质。写出燃烧的化学方程式。拓展应用：请写出联氨（N2H4）的电子式，并预测其性质2N2H4+N2O4=3N2+4H2O铵盐的性质和氨气的制取一、铵盐的性质1)不稳定性a)非强氧化性酸的铵盐分解产物均为氨气和对应的酸，若酸不稳定，则继续分解为水和对应氧化物。NH4Cl；(NH4)2SO4；(NH4)2CO3；NH4HCO3b)强氧化性酸的铵盐根据温度和加热方式不同，可能发生自身氧化还原性分解（了解）。NH4NO3＝N2O↑+2H2O缓慢加热NH4NO3＝NH3↑+HNO390～110℃2NH4NO3＝2N2↑+O2↑+4H2O500℃氨和铵盐2)与碱反应NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-注意：只有在碱比较浓或者加热条件下，产物才写成氨气，否则写成NH3·H2O。性质延伸：铵根的检验。(加碱、加热、湿润红石蕊)实验室制氨气(发生、收集、干燥、尾气)△Ca(OH)2+2NH4Cl==CaCl2+2NH3↑+2H2O氨和铵盐3)水解NH4++H2ONH3·H2O+H+性质延伸：镁条投入氯化铵水溶液中的现象和反应。氯化铵溶液可作除锈剂。氮肥的施用。a.加热浓氨水b.向固体氢氧化钠或生石灰中加浓氨水。NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-以上办法可快速获得氨气，但不能称为实验室制法。如何以浓氨水为原料，快速得到氨气？1.（2008·西安模拟）下图是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是四一氧化氮和二氧化氮NONO2O2H2O或SO2无色有毒气体红棕色有毒气体不能与氧气共存不能与水共存无色有毒气体总与NO2共存N2O4HNO3H2O、O24NO2+O2+2H2O=4HNO34NO+3O2+2H2O=4HNO3当nNO2:nNO≥1，气体可被碱液吸收完全NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2ONO+2NaOH=不反应3NO2+2NaOH=2NaNO3+NO↑+H2O四*NO和NO2与碱的反应一氧化氮和二氧化氮鉴别NO2和Br2，不能采用的实验方法是（）A.分别溶于水中，观察水溶液颜色B.分别加入CCl4，振荡，观察CCl4液体颜色C.用湿润的KI淀粉试纸检验，观察试纸颜色变化D.分别加入少量AgNO3溶液，振荡后观察有无沉淀E.分别放入冷水中【例1】把盛有48mLNO、NO2混合气体的容器倒置于水中（同温同压），待液面稳定后，容器内气体体积变为24mL，则：（1）原混合气体中，NO是______mL,NO2是_____mL。（2）若在剩余的24mL气体中，通入6mLO2,待液面稳定后，容器内气体体积变为________mL。（3）若在剩余的24mL气体中，通入24mLO2,待液面稳定后，容器内气体体积变为________mL。（4）若在原48mL的NO、NO2气体中，通入___mLO2，倒置于水面上，气体会全部被吸收。关于NO、NO2、O2混合气体溶于水的计算【例2】在倒置于水槽中的试管中充有20mLNO，通入一定量O2之后，试管内气体体积缩小为5mL，求通入氧气的量。关于NO、NO2、O2混合气体溶于水的计算4NO+3O2+2H2O=4HNO301520通入O2的量气体【例3】40mLNO和NO2的混合气体与20mLO2同时通入水中（混合气体事先装入体积为60mL的试管中），充分反应后，试管里还剩5mL气体（气体体积均已换算成标准状况下的体积），求原混合气体的组成。关于NO、NO2、O2混合气体溶于水的计算【跟踪演练】1.同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体，它们是①NO和NO2，②NO2和O2，③NH3和N2。现将3支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列关系正确的是()所得溶液的浓度之比为：A.V1V2V3B.V1V3V2C.V2V3V1D.V3V1V22.向一只充满水且倒立于水槽中的大试管中依次通入V1mLNO2、V2mLO2、V3mLNO，最后试管中充满溶液，则V1、V2、V3的比值可能为（）①1∶1∶1②6∶3∶2③2∶5∶6④8∶5∶4A.①B.①②C.①②③D.都有可能HNO3无色有刺激性易挥发低沸点任意比溶于水酸性不稳定性强氧化性HNO3=H＋+NO3－4HNO3=4NO2↑+O2↑+2H2O物理性质化学性质浓硝酸常常因为溶有NO2而显黄色硝酸和硝酸盐一、硝酸的性质硝化和酯化（有机）五*HNO3的强氧化性1、与金属反应产生最高价金属盐类浓硝酸产生NO2、稀硝酸产生NO（掌握）金属越活泼，浓度越低，产物中N的化合价越低(了解)N2O、N2甚至NH4+Ag+2HNO3(浓)=AgNO3+NO2↑+H2OFe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O4Mg+10HNO3(极稀)=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O注意:含氮产物价态的高低,不能用来证明硝酸氧化性强弱，只能说明硝酸被还原的程度。Fe2+、S2-、I-、SO32-等3、与还原性化合物CO2、H2SO4、H3PO42、与非金属单质反应（浓硝酸）产物一般是氧化物或含氧酸如C、S、P等*HNO3的强氧化性1、与金属反应产生最高价金属盐类浓硝酸产生NO2、稀硝酸产生NO（掌握）金属越活泼，浓度越低，产物中N的化合价越低(了解)N2O、N2甚至NH4+*浓HNO3的强氧化性其他表现：Al、Fe（常温）4、漂白性5、钝化现象浓硝酸滴到蓝色石蕊试纸上浓硫酸滴到蓝色石蕊试纸上可以用铝质铁质容器盛装浓硝酸除去Al或Fe中的Cu等不活泼金属*有机反应中的HNO3+HNO3+H2O—NO2浓H2SO450～60℃硝基苯+3HNO3+3H2O浓H2SO4CH3—NO2O2N—NO2CH3TNT1、与烷烃或芳香烃发生硝化*有机反应中的HNO32、与醇类发生酯化CH2OHCHOHCH2OH+3HNO3CH2ONO2CHONO2CH2ONO2+3H2O浓硫酸△(C6H7O2)OHOHOH[]n(C6H7O2)ONO2ONO2ONO2[]n3nH2O+3nHNO3+浓硫酸△硝酸纤维（火棉、胶棉）硝化甘油二、HNO3的制法NaNO3＋H2SO4(浓)==NaHSO4＋HNO3↑实验室制法：工业制法：3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO氨的催化氧化NH3→NO→NO2通过循环过程，力求氮元素的完全利用为什么不用强热的条件来提高硫酸利用率？难挥发性酸制挥发性酸【例1】3.2gCu与过量硝酸（amol·L-1，30mL）充分反应，硝酸的还原产物有NO2、NO。反应后溶液中含H+为0.1mol。1）此时溶液中所含NO3-为_______mol。2）求生成的气体中NO2和NO的物质的量（用含有a的式子表示）。关于金属与硝酸反应的计算HNO3类计算题的解题思路和方法硝酸和金属：金属M注意对硝酸量的描述足量？过量？一定量？金属是否有剩余？硝酸未被还原的硝酸M(NO3)xM(NO3)x+x和过量的硝酸被还原的硝酸还原产物NOx…金属物质守恒得失电子守恒【例2】Cu2S与一定浓度的硝酸反应，生成Cu(NO3)2、CuSO4、NO、NO2和水，当NO2和NO的物质的量之比为1︰1时，实际参加反应的Cu2S与硝酸的物质的量之比为：（）A.1:7B.1:9C.1:5D.2:9关于金属与硝酸反应的计算【例3】（2007·四川理综，10）足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68LO2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5mol·L-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是（）A.60mLB.45mLC.30mLD.15mL硝酸和硝酸盐2.硝酸盐的性质五硝酸盐不稳定，加热易分解，大多反应属于自身氧化还原反应，体现NO3－(加热)的氧化性。K、Ca、Na硝酸盐→亚硝酸盐+O2Mg～Cu硝酸盐→金属氧化物+NO2+O2Hg～Ag硝酸盐→金属单质+NO2+O22NaNO3