52氮及其化合物人教版高中化学必修二课件

第二节氮及其化合物第二节氮及其化合物1一、氮与氮的固定氮元素位于第二周期、第VA族，最外电子层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子，一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质一、氮与氮的固定氮元素位于第二周期、第VA族，最外电子层有52（一）氮气2、物理性质：无色、无味的气体，约占空气体积的78%，难溶于水3、化学性质：稳定，通常情况下，很难与其他物质发生化学反应，无法被大多数生物体直接吸收

（1）氧化性：3Mg+N2Mg3N2

N2+3H22NH3

（2）还原性：N2+O2======2NO放电或高温注：N2与O2反应的条件是“放电”或“高温”，无论O2是否过量，该反应都生成NO1、结构特点：两个氮原子间以共价三键结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定（一）氮气2、物理性质：无色、无味的气体，3、化学性质：3（二）氮的固定1、定义：2、途径：

将游离态的氮转变为氮的化合物的过程（1）生物固氮：豆科作物根瘤菌将N2转化成氮（2）天然固氮：大自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气N2转为氮的化合物

（3）人工固氮——合成氨工业：在一定条件下，N2和H2合成氨：N2+3H22NH3

（二）氮的固定1、定义：将游离态的氮转变为氮的化合物的过程4原因及反应离子方程式：NaCl+NH3↑+H2O溶于水（1:700），易液化得到液氨（液氨汽化时④不能用(NH4)2CO3制备，因为(NH4)2CO3受热分解会产生CO2，4NO+3O2+2H2O=4HNO3②不能用NH4NO3制备，因为NH4NO3受热分解易发生爆炸1、引起大气污染，直接危害人体健康，引起呼吸道疾病，严重时会使人死亡煤、石油和某些金属矿物的燃烧或冶炼④氨水、液氨、一水合氨的比较NaOH+NH4NO3多余的NH3在尾气吸收时要防止倒吸，常采用的装置如下图：①常温下，铁、铝遇浓硝酸钝化原因及反应离子方程式：5二、一氧化氮与二氧化氮NO

NO2物理性质类型化学性质收集方法无色、不溶于水、有毒的气体红棕色、易溶于水，有刺激性气味，密度比空气大，有毒的气体，易液化不成盐氧化物不成盐氧化物1、与O2反应：2NO+O2=2NO2（常用于检验NO）2、与O2和H2O反应：4NO+3O2+2H2O=4HNO31、与H2O反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO（工业制硝酸的反应原理）2、与O2和H2O反应：4NO2+O2+2H2O=4HNO3

3、2NO2N2O4（由于该反应的存在，所以NO2的摩尔质量偏大）排水法向上排空气法二、一氧化氮与二氧化氮NONO2物理性质类型化学性质收集方6现象：3、气体又变为无色1、无明显现象；2、气体变为红色；1、与O2反应：2NO+O2=2NO2

反应：2、与H2O反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO措施：可以用注射器不断吸入空气，然后使注射器里的气体充分与水反应启示：硝酸工业常在吸收反应进行过程中，补充一些空气，使生成的NO被氧化成NO2，NO2溶于水又生成HNO3和NO，经过多次氧化和吸收，NO2可以比较完全被水吸收，能够尽可能地转化为HNO3现象：3、气体又变为无色1、无明显现象；2、气体变为红色；171、引起大气污染，直接危害人体健康，引起呼吸道疾病，严重时会使人死亡2NO+O2=2NO2白色或无色晶体，易溶于水2、与O2和H2O反应：（由于固态碱性物质溶于水放热，促进NH3·H2O分解生成氨气）C+4HNO3(浓)=CO2↑+4NO2↑+2H2O2NaOH+(NH4)2SO4③NH3是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，因此，常用3、2NO+O2=2NO2Fe+4HNO3（稀）=Fe(NO3)3+2H2O+NO↑CaCl2+2NH3↑+2H2O注：氨气与挥发性酸（盐酸、硝酸）反应，有白烟生成，可用此（一）氨

1、物理性质：

无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水（1:700），易液化得到液氨（液氨汽化时要吸收大量的热，可做制冷剂）三、氨和铵盐1、引起大气污染，直接危害人体健康，引起呼吸道疾病，严重时会8烧杯里的液体经玻璃管喷入烧瓶，形如喷泉，溶液变成红色现象：原因：挤压胶头滴管，滴管里少量的水进入烧瓶，氨溶于其中，使烧瓶内气体压强减小，在大气压作用下，下方烧杯里的水被压入烧瓶；氨几乎全部溶于水中，使烧瓶内气压迅速降低，烧杯里的水（含酚酞）在大气压作用下被迅速压入烧瓶，形成喷泉；由于氨水显碱性，导致酚酞溶于显红色烧杯里的液体经玻璃管喷入烧瓶，形如喷泉，溶液变成红色现象：原9（3）常见形成喷泉实验的气体与试剂气体HClNH3CO2、SO2NO2+O2吸收剂水或碱溶液水或酸溶液碱溶液水或碱溶液（4）常用装置：该装置形成“喷泉”是因为烧瓶内气体极易溶解于烧杯和滴管内的液体，使烧瓶内的压强突然减小而产生压强差形成“喷泉”注：喷泉实验（1）形成原理：容器内外产生较大的压强差（2）产生压强差的原理：容器内气体极易溶于水（或容器内气体易与溶液反应），使容器内压强迅速降低，在外界大气压的作用下，外部液体快速进入容器，通过尖嘴导管喷出，形成喷泉（3）常见形成喷泉实验的气体与试剂气体HClNH3CO2、S10注：①氨的水溶液叫做氨水。氨溶于水时，与水结合成一水合氨（NH3•H2O），氨水的密度都比水小，且浓度越大，密度越小；计算氨水浓度时，溶质是NH3②常温下，一水合氨有一小部分电离成OH-和NH4+，所以氨水显弱碱性，是一元弱碱，能使酚酞变红，使红色石蕊试纸变蓝；可与酸及酸性氧化物反应生成盐；与某些盐反应生成难溶性碱。③NH3是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，因此，常用此性质检验氨气2、化学性质：（1）与H2O反应：NH3+H2ONH3·H2OOH-+NH4+

不稳定，受热分解：NH3·H2ONH3↑+H2O注：①氨的水溶液叫做氨水。氨溶于水时，与水结合成一水合氨②11④氨水、液氨、一水合氨的比较名称氨水液氨一水合氨化学式分类成分NH3

NH3•H2O混合物，多种成分纯净物、非电解质纯净物、一元弱碱、电解质NH3、H2ONH3·H2O、OH-、NH4+H+（极少）NH3

NH3•H2O④氨水、液氨、一水合氨的比较名称氨水液氨一水合氨化学式分类12（2）与酸反应：NH3+HCl=NH4Cl（白烟）NH3+HNO3=NH4NO3（白烟）NH3+H2O+CO2=NH4HCO3

注：氨气与挥发性酸（盐酸、硝酸）反应，有白烟生成，可用此反应检验氨气或浓氨水（3）与氧气反应（催化氧化）：4NH3+5O24NO+6H2O注：氨气的催化氧化，常用于工业上制硝酸，之后2NO+O2=2NO2，3NO2+H2O=2HNO3+NO制得硝酸体现氨气的还原性（2）与酸反应：NH3+HCl=NH4Cl（白烟）NH313（三）铵盐

1、物理性质：白色或无色晶体，易溶于水2、化学性质：（1）受热分解：NH4ClNH3↑+HCl↑NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑（三）铵盐1、物理性质：白色或无色晶体，易溶于水2、化142NO+O2=2NO23Cu+8H++2NO3-（浓）=3Cu2++4H2O+2NO↑向下排空气法（用棉花堵住管口，因为氨气比空气CaCl2+2NH3↑+2H2O氨溶于水时，与水结合成一水合氨NH4++OH-NH3↑+H2OCa(OH)2+2NH4Cl两个氮原子间以共价三键结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定煤、石油和某些金属矿物的燃烧或冶炼2、与O2和H2O反应：（1）生物固氮：豆科作物根瘤菌将N2转化成氮3Fe+8HNO3（稀）=3Fe(NO3)2+4H2O+2NO↑白色或无色晶体，易溶于水下方烧杯里的水被压入烧瓶；的氮气N2转为氮的化合物NaNO3+NH3↑+H2O硝酸而使其呈黄色加热时有气泡产生，试管口湿润的红色石蕊试纸变蓝着水的生成，硝酸浓度减小，浓硝酸变成稀硝酸，着水的生成，硝酸浓度减小，浓硝酸变成稀硝酸，（2）与碱反应放出NH3：NaOH+NH4NO3NaNO3+NH3↑+H2O

2NaOH+(NH4)2SO4Na2SO4+2NH3↑+2H2O

NaOH+NH4ClNaCl+NH3↑+H2O现象：加热时有气泡产生，试管口湿润的红色石蕊试纸变蓝原因及反应离子方程式：两种溶液混合时发生反应：NH4++OH-NH3↑+H2O氨水显碱性，使湿润的红色石蕊试纸变蓝。2NO+O2=2NO2（2）与碱反应放出NH3：NaOH+15注：铵盐是农业上常用的化肥，铵态氮肥在使用和保存时应注意密封，低温保存，不与碱性物质混用铵盐受热一般放出NH3，但NH4NO3受热到一定温度时会发生爆炸，生成多种气体3、检验：加碱→加热→红色石蕊试纸变蓝或蘸浓盐酸的玻璃棒有白烟注：铵盐是农业上常用的化肥，铵态氮肥在使用和保存时应注意密封16（三）氨气的制备

1、工业：

N2+3H22NH3

2、实验室：（1）原理及装置图：①固态铵盐+固态碱氨气：

Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O（三）氨气的制备1、工业：N2+3H22NH32、实验17②加热浓氨水：NH3·H2ONH3↑+H2O②加热浓氨水：NH3·H2ONH3↑+H2O18③浓氨水中加入固态碱性物质：NH3·H2O+固态碱性物质（CaO、NaOH、碱石灰）→氨气

（由于固态碱性物质溶于水放热，促进NH3·H2O分解生成氨气）③浓氨水中加入固态碱性物质：NH3·H2O+固态碱性物质（19注：①制取NH3时，一般用NH4Cl。但不能直接加热NH4Cl。因为这样做只能将NH4Cl由试管底部加热到试管口。因为NH4Cl分解生成的NH3和HCl气体在试管口又重新生成了NH4Cl，所以得不到NH3

②不能用NH4NO3制备，因为NH4NO3受热分解易发生爆炸③不能用(NH4)2SO4制备，因为(NH4)2SO4与Ca(OH)2反应生成的

CaSO4呈块状，不利于NH3的逸出，且反应后试管难清洗④不能用(NH4)2CO3制备，因为(NH4)2CO3受热分解会产生CO2，使收集到的NH3不纯⑤一般用熟石灰Ca(OH)2，不用KOH、NaOH，因为KOH、NaOH

易吸水结块，不利于NH3产生，同时对玻璃的腐蚀性较强注：①制取NH3时，一般用NH4Cl。但不能直接加热NH420（2）干燥：只能用碱石灰，不能用浓H2SO4、无水CaCl2、P2O5

（3）收集：向下排空气法（用棉花堵住管口，因为氨气比空气轻，防止氨气与空气对流，防止污染）（4）验满：Ⅰ、湿润的红色石蕊试纸置于试管口→变蓝Ⅱ、蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口→白烟（2）干燥：只能用碱石灰，不能用浓H2SO4、无水CaCl21（5）尾气处理：多余的NH3要吸收掉（可在试管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花），以免污染空气。多余的NH3在尾气吸收时要防止倒吸，常采用的装置如下图：（5）尾气处理：多余的NH3要吸收掉（可在试管口放一团用水22四、硝酸

（一）物理性质：纯净的硝酸是无色、有刺激性气味易挥发的液体，沸点低，与水以任意比例互溶；常用的硝酸质量分数大约是69%，98%的硝酸称为发烟硝酸。四、硝酸（一）物理性质：纯净的硝酸是无色、有刺激性气味易23NaOH+NH4NO3CaCl2+2NH3↑+2H2O浓硝酸与浓盐酸体积比为1:3配制成，可溶解金和铂的存在，所以NO2的摩尔质量偏大）硝酸工业常在吸收反应进行过程中，补充一些空气，使生NH3+HNO3=NH4NO3（白烟）低价盐金属与浓硝酸反应时，硝酸先放出NO2，随要吸收大量的热，可做制冷剂）或稀硫酸浸湿的棉花），以免污染空气。（三）工业上制硝酸的原理NH4++OH-NH3↑+H2O石蕊试液先变红后褪色（二）化学性质：

1、具有酸的通性：①与指示剂反应：稀硝酸使石蕊试液由紫变红；浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色②与碱反应：NaOH+HNO3=NaNO3+H2OOH―+H+=H2O③与碱性氧化物反应：CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2OCuO+2H+=Cu2++H2O④与弱酸盐反应：Na2CO3+2HNO3=2NaNO3+H2O+CO2↑CO32-+2H+=H2O+CO2↑NaOH+NH4NO3（二）化学性质：1、具有酸的通性：242、不稳定性：4HNO3=====4NO2↑+O2↑+2H2O光照或加热注：①保存硝酸要用棕色瓶（防光）、玻璃塞（胶塞易被氧化），置于阴凉处（防热）②久置的浓硝酸中，因硝酸分解产生的NO2又溶于硝酸而使其呈黄色③通常见光易分解的物质有：HClO、HNO32、不稳定性：4HNO3=====4NO2↑+O2↑+2H253、强氧化性：浓度不同，产物不同

①常温下，铁、铝遇浓硝酸钝化②王水的配制：浓硝酸与浓盐酸体积比为1:3配制成，可溶解金和铂③与金属反应：浓硝酸→NO2，稀硝酸→NO，无H2放出Ⅰ、铜与硝酸反应：3、强氧化性：浓度不同，产物不同①常温下，铁、铝遇浓硝酸钝26Cu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑Cu+4H++2NO3-（浓）=Cu2++2H2O+2NO2↑3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑3Cu+8H++2NO3-（浓）=3Cu2++4H2O+2NO↑现象：1、浓硝酸与铜：2、稀硝酸与铜：试管内产生大量红棕色气体，溶液逐渐变绿，铜丝逐渐变细试管内产生少量无色气体，反应逐渐加快，气体在试管上部变为红棕色，溶液逐渐变蓝，铜丝逐渐变细Cu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2H2O+2NO227Ⅱ、铁与硝酸反应：硝酸过量：Fe+4HNO3（稀）=Fe(NO3)3+2H2O+NO↑Fe+4H++NO3-=Fe3++2H2O+NO↑硝酸不足：3Fe+8HNO3（稀）=3Fe(NO3)2+4H2O+2NO↑3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++4H2O+2NO↑注：金属与硝酸反应，一般先被氧化为高价硝酸盐，若金属过量且有变价时，将会把生成的高价盐还原为低价盐金属与浓硝酸反应时，硝酸先放出NO2，随着水的生成，硝酸浓度减小，浓硝酸变成稀硝酸，会放出NO。④与非金属反应：C+4HNO3(浓)=CO2↑+4NO2↑+2H2O