氮及其重要化合物-2025年高三化学一轮复习知识清单

氮及其重要化合物知识清单

【知识网络】

。2,催化剂Cu

Ca(OH)I

2HpH2O

NH4C1^=^NH*2N2G2N0^=^NO-HNO

HC13NH2Cu3

fl3H2O■浓硫酸

△H2ONHNaOH

U△

NH-HO^NHi+OH-

32NaNO3

【知识归纳】

一、氮气的性质和应用

1.原子结构

(1)原子结构示意图:

(2)在周期表中位置：第二周期第四族

、、一GB迎fTTTTn

(3)原子的轨道表小式：士…?!___巫…单电子数：3

(4)第一电离能：Ii(N)>11(0)

2.氮气的结构

(1)结构式NWN，电子式殳刚1

①化学键：L个a键蠹个乃键

②稳定性：b键工左键

(2)分子极性：韭极性分子

3.氮元素的自然存在

游离态)一用(大气中，体积分数约为0.78)

髓一分为自然固氮和人工固氮

化合态)—动植物体内、土壤和水体中

4.自然界中氮的循环

一

大

根瘤菌NHtNO]

气

和

中NK

的

氮放电

气

二、氮气的性质

1.物理性质

(1)色味态：无色无味气体

(2)密度：在标准状况下P(N2)=普幽三聂球£2，比空气的小(极为接近)

22.4L/mol

(3)溶解性：难溶于水

(4)收集方法：只能用排水法(密度与空气接近，不能用排空气法)

2.化学性质

(1)稳定性：N三N键能很大，通常情况下很难发生反应

高:温高压

(2)氧化性：&±科妾矗而-2MHa(工业固氮反应)

(3)还原性

①除去中H2的N2：3Mg

②高能固氮反应：

3.氮化镁

(1)电子式：崛然上㈣上虹照

(2)与水反应：3Mg

(3)与过量盐酸反应：M&NxtSHd_53MgO2±2NBUO

二、氮的氧化物的性质及应用

1.氮元素的六种氧化物

化合价+1+2+3+4+5

化学式NQN2cbN2a

含氧酸HMh

2.NO的性质

(1)色味态：无鱼无味气体

(2)溶解性：难溶于永

(3)强还原性

①与。2反应：2NQ+QZ^=JNO2

②与酸性H2O2反应：2NQ±3旦2HzQ

③酸性KMnC)4溶液：5NQ±3MuQ3Mn?i±2H2Q

④除去NO?中的NO：NQtZHNQ“遮WSKQdLiHzQ

3.NO2的性质

(1)色味态：纹棕色有刺激性气味气体

(2)溶解性：易溶于水，丕溶于四氯化碳

(3)与H2O反应：

(4)双聚反应：2NO2=^=N2O4；AH<0

①加热：红棕色变深

②加压：颜色先变漆后变浅,比加压前深

(5)强氧化性：能够将某些还原性微粒氧化，自身被还原成NO

-2M-1+2

还原性微粒ssIFe

氧化产物或Fe3+

sSO3SO42-I2

@2NO2+2KI=2KNO2+l2(湿润的淀粉碘化钾试纸变蕊，可用于检验NCh)

②NCh+SCh=SCh+NO

③H2S+NO2=S+NO+H2。

2++3+

@2Fe+4H+NO2=2Fe+2H2O+NOt

(6)鉴别NO2和澳蒸气

现象

方法

二氧化氮澳蒸汽

气体由红棕色变成无色，

水溶解法溶液变为橙色

得到无色溶液

气体由红棕色变成无色，

AgNCh沉淀法产生浅黄色沉淀

溶液无明显变化

CC14溶解法无明显现象得到橙红色溶液

密闭加热法颜色明显加深无明显现象

密闭冷却法颜色明显变浅得到深红棕色液体

湿润的淀粉

变蓝变蓝

碘化钾试纸法

4.氮氧化物的危害

(1)形成硝酸型酸弱

含氮物质①NO巫N02^-HNC)3

(2)形成光化学烟雾

NC?和C?曲03碳氢化合物，有毒，烟|雾

(3)破坏臭氧层：NO催化03分解为。2

NO+O3—NO2+O9NO2+O—NO+O2

(4)水体富营养化：水中含氮化合物引起水体污染

5.常见的处施氮氧化物的方法

(1)NaOH溶液吸收法

®2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O

②NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O

(2)纯碱溶液吸收法

①2NCh+Na2cCh-NaNCh+NaNCh+CCht

@NO2+NO+Na2CO3=2NaNO2+CO2t

(3)CH4还原法

①2cH4+2NCh催化剂N2+2CO2+4H2O

②CH4+4NO催化剂2N2+CO2+2H2O

(4)NH3还原法

①6NO2+8NH3催化剂7N2+12H2。

②6NO+4NH3催化剂5N2+6H20

(5)比还原法

①4H2+2NO2催化剂N2+4H2O

②2H2+2NO催化剂N2+2H2O

(6)CO还原法

①4co+2NO2催化剂4cO2+N2

②2co+2N0催化剂2cO2+N2

三、氨气的性质

1.物理性质

(1)色味态：无色、有剌激性气味的气体

(2)密度：比空气的小

(3)溶解性：极易溶于水，1：加0,碰于CCL

(4)物理特性：葛液化(沸点一33.5°C)

2.碱性气体

(2)指示剂：能够使紫色石蕊试液变蓝，酚醐试液变纽

(3)与酸化合成镂盐

①HC1：生自烟

②HNO3：HNChMfNH杰0b产生自烟，同浓硝酸

③H2s04：H2SO4(浓)产生自鱼沉淀

C1

3.氨气的还原性：NH3—->N2NO

(1)催化氧化：4NHa±5Q2=^=殳JQiSHjO

(2)热的CuO：2NH3+3CUO=^N2+3CU+3H2O

(3)还原氯气

①少量NHs：

②过量NH3：8Mfe+3Ch=J6ma+Ifa(检验输送氯气的管道是否泄漏)

4.氧化性：2Na+2NH3=2NaNH2+H2t

5.氨气的用途

(1)制硝酸和硝酸镂：N2&NH3-也NO-^NCh承-HNO3aLNH4NO3

(2)致冷剂：液氨气化皈热，使环境温度急剧降低

(3)制化肥：制备硝钱、硫钱、氯钱、碳钱等镂态氮肥

四、氨水的性质

1.氨水的密度

(1)比水小，浓度越大，密度越小

(2)质量分数为a和b的两种氨水混合

①等质量混合，所得氨水的质量分数c=*

-2

②等体积混合，所得氨水的质量分数岁

2.氨水的挥发性：易挥发出氨气，所以氨水应密封保存

3.氨水的组成

(1)三个可逆反应

①氨气和水的反应：NH3+H2O=^NH3-H2O

②一水合氨的电离：

③水的电离：H20==H++0H-

(2)“三分子”、“三离子”成分

①三分子：NH3、H2O、NH3•H2O

++

②三离子：NH4>OH，H

4.氨水的化学性质

(1)不稳定性：

(2)弱碱性

①H2SO4：

②少量CO2：2HHdizQtCQa^^KHAl„zCOxtHaQ

③过量CO2：NHxJLHzCHdCCh^^NHaHCQs

④A1CL：Aim3MNWmOHXxUmwa

五、铁盐的结构和性质

1.物性：都是无鱼，易遣于水的晶体

「H：&H"T

2.结构：NR+的电子式LJLL

(1)所含化学键：离子键、共价键和配位键

(2)化合物类型：离工花合物

3.热不稳定性

(1)非氧化性酸镂盐&氨气和相应的酸

①碳酸镂:XNHkZjCQfeAsJJNHaJLilMlJLtGQAJl

②碳酸氢镀：JSBUHCQM^JNUx.LtllzQi±CQzjL

③亚硫酸镂:工私BbJjtHjQLLtSQiJL

④亚硫酸氢镂：NH4I球『AssNHaJLtHjQJLiSQajL

⑤氯化镂：NHQ4jSHdL±HCLt

(2)氧化性酸镂盐么复杂的氧化还原反应，一般不放氨气

①NRNCh^^NzOt+2H2O

®5NH4NO3^L2HNO3+4N2t+9H2O

(3)2NH4NO3^L2N2t+O2t+4H2O

@3(NH4)2SO4^L4NH3f+3SO2t+N2t+6H2O

4.钱盐和碱反应

(1)条件不同，产物不同

Q)吊inn；

②加热：NU4iiQHss^ssJSHxXjtUzii

(2)注意事项

①镂态氮肥不能与碱性物质混合使用，以免生成氨气，降低肥效。

②镂盐固体和碱固体反应时，不能拆写成离子形式

③酸式镂盐和碱溶液反应时，注意碱过量时，NH4+和酸式酸根离子都参与反应

5.钱盐的检验

(1)步骤：取样，加碱，加热，加湿润的红色石蕊试纸

(2)现象：湿润的红爸石诲版纸变蓝

六、硝酸的性质

1.物理性质

(1)色味态：纯硝酸是一种无鱼有剌激性气味的液体

(2)密度：比水的大，密度越大，浓度越越太，常见浓硝酸浓度为68%~70%

(3)溶解性：以任意比和水互渣

①主要原因：硝酸和水之间可以形成氢键

②次要原因：硝酸和水都是极性好

(4)挥发性：易挥发，浓度为95%以上的硝酸称为发烟硝酸

2.不稳定性

(1)反应：/INQ3型数MQz上。±坦4

(2)通常所见的浓硝酸因含NQt而呈黄色

①除去黄色最简单的方法：加水，3Mh2HM£h±NQ

②除去黄色最环保的方法：通足量氧气，热Qg±凝

3.与金属单质反应

(1)AhFe—Al、Fe一^^剧烈反应放坟K气体

(2)Au、Pt：任何情况下都丕反应

(3)其他金属与硝酸反应不生成H”硝酸的浓度不同，还原产物不同

「浓硝酸-->NC)2

还原产物+*■稀硝酸—►N。

L»■极稀硝酸—►用0、用、NH4NCI3等

①浓硝酸与铜反应：

②稀硝酸与铜反应：母凶

③3Zn+10HNC>3(稀)=4Zn(NO3)2+N2Ot+5H2O

@3Mg+10HNO3(极稀)=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O

，八口稀硝酸口,2八、口稀硝酸口/ZC、

⑷Fe疝逐一Fe少量一>Ee<NQi)~2

①Fe+4HNC>3(稀)=Fe(NO3)3+NOt+2H2O

②3Fe+8HNC>3(稀)=3Fe(NO3)2+2NOt+4H2O

4.浓硝酸与非金属单质加热反应

(1)碳与浓硝酸加热反应：Ct4HWQx«虹AcOxL郎QdL±2%Q

(2)碳与稀硝酸不反应

.硝酸与还原性化合物反应：早》或

5HNO3s1、4JTC”NO2NO

(1)一2价硫：3H2s+2HNO3(稀)=3SI+2NOt+4H2O

(2)+4价硫：3Na2so3+2HNO3(稀)=3Na2SO4+2NOt+H20

+-

(3)-2价碘：6r+8H+2NO3=3I2+2NOt+4H2O

2++-3+

(4)+2价铁：3Fe+4H+NO3=3Fe+2H2O+NOt

6.几种物质和湿润的蓝色石蕊试纸的反应

(1)湿润的蓝色石蕊试纸浓硝酸>先变红,后褪色

(2)湿润的蓝色石蕊试纸屈鳗只变如丕避鱼

(3)湿润的蓝色石蕊试纸像硫“，先变红,后变黑

(4)湿润的蓝色石蕊试纸重邈一只变红，不褪色

(5)湿润的蓝色石蕊试纸先变组」后褪色

(6)湿润的蓝色石蕊试纸卫。火变组」丕褪色

7.浓硝酸的保存

(1)易挥发：密封保存，敞口放置，质量减小，浓度隆低

(2)易分解：棕色细口瓶避光、黑暗而且温度低的地方

(3)强氧化性：不能用橡胶塞，而用玻璃塞

(4)大量存放：铝制或铁筋白勺槽车内

8.硝化反应

⑴苯:QtHWlML浓%°4>NQa+HzQ

(2)甲苯：制备黄色的TNT炸药

(3)颜色反应：含苯环的蛋白质遇到浓硝酸显黄色

五、实验室制一氧化氮和二氧化氮

1.反应原理及装置

(1)装置类型：“固体+液体不加热、气体”型

(2)药品：铜和稀(浓)硝酸

(3)反应

①NO?：

②NO：3cu±8HNQaJL稀)一^三理11~《郎112„2±2凶0一，士4112。

2.气体的净化：一般用无水氯化钙或P2O3或硅胶除水蒸气

3.气体的收集

(1)NO：只能用排水法收集或排“惰性”气体法

(2)NO2：胞上排空气法或排因氯化碳法

4.气体的检验

(1)NO：通入空气，无色气体变成红棕色气体

(2)NO2：通过湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝

5.尾气吸收

(1)NO：一般用酸性的H@、酸性高镒酸钾溶液等强氧化性溶液吸收

(2)NO2：一般用NaQH、Na2c£员等碱性溶液吸收

6.特别提醒：制NO前，先通氮气'=碳等气体将装置内的空气排尽

六、实验室制取氨气

1.反应原理及装置

(1)装置类型：“固体+固体4气体”型

①方法：氯化钱固体与氢氧化钙固体混合加热

(2)装置类型：“液体+液体4气体”型

①方法：加热浓氨水

②反应：NH3•H2O4-NHaf+H,C

(3)装置类型：“固体+液体不加热「气体”型

方法原理

①NaOH溶于水放热，促使氨水分解

浓氨水与②NaOH固体吸水，使c(OIT)增大，

NaOH固体有利于NH3的生成

混合③加入NaOH,使c(OHD增大，有利

于NH3的生成

浓氨水与①CaO与水反应放热，促使氨水分解。

CaO固体②CaO与水反应，使水减少，使c(OJT)

混合增大，有利于NH3的生成

③生成Ca(OH)2，使c(OH-)增大，

有利于NH3的生成

2.气体的净化：一般用碱石灰吸水

3.气体的收集

(1)方法：向上排空气法和排厚氯化碳液体法

(2)净化：试管口堵棉花的作用：防止氨气和空气发生对速，提高氧气的收集速率和纯度

4.验满方法

(1)最佳方法：用懑国的红色五蕊试纸放在集气瓶口，若试纸变蓝,则说明氨气收集满了

(2)其他方法：用玻璃棒蘸取浓盐.酸或浓硝酸放在集气瓶口，若产生用烟，则说明氨气收集满了

5.尾气吸收

(1)吸收剂：棉花最好用稀硫酸浸湿，防止污染空气