[考试说明] 1.掌握氮的重要化合物的主要性质及其应用。2.了解氮及其重要化合物的制备方法。3.掌握氨气的实验室制法。4.了解氮及其重要化合物对环境的影响。
[命题规律] 氮及其化合物是中学化学的重要知识点之一,是高考的热点,考查形式主要有:一是结合氮及其化合物的转化考查基本概念、基本理论;二是以NOx和HNO3的性质考查相关实验及计算;三是以框图推断考查氮及其化合物的性质和应用;四是结合相关工业生产考查含氮化合物对环境质量的影响;五是以实验题形式考查氨气的实验室制法及性质探究。
考点1 氮气及其氧化物
知识梳理
1.氮元素在自然界中的存在及氮的固定
2.氮气(N2)
(1)物理性质:无色无味的气体,密度比空气略小,难溶于水,熔点、沸点很低。
(2)化学性质
N2的电子式为N??N,结构式为N≡N,由于分子中含有的氮氮三键键能很大,分子结构稳定,在通常状况下,化学性质很不活泼。
①与氧气反应:N2+O22NO(汽车尾气中产生氮的氧化物和雷电固氮)。
②与氢气反应:N2+3H2催化剂高温、高压2NH3(工业合成氨的反应原理)。
③与Mg反应:3Mg+N2Mg3N2。
3.氮的氧化物
(1)氮有多种价态的氧化物,如+1价的N2O、+2价的NO、+3价的N2O3、+4价的NO2、N2O4、+5价的N2O5等,其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。
(2)NO和NO2性质的比较
性质
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NO
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NO2
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颜色、状
态、气味
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无色无味气体
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红棕色有刺激性气味的气体
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溶解性
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难溶于水
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与水反应
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毒性
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有毒(跟血红蛋白结合),大气污染物之一
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有毒,大气污染物之一
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续表
性质
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NO
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NO2
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与水反应
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不反应
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3NO2+H2O===2HNO3+NO
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与氧气
反应
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2NO+O2===2NO2
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不反应
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对环境
的影响
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导致光化学烟雾和酸雨,破坏臭氧层
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(1)NO只能用排水法收集,不能用排空气法收集;而NO2只能用向上排空气法收集,可用NaOH溶液处理尾气2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O,不能用排水法收集。
(2)NO2气体存在平衡:2NO2N2O4,故常温时没有纯净的NO2或N2O4气体。
(3)NO2虽然与水反应生成HNO3,但不是硝酸的酸酐。硝酸的酸酐是N2O5;NO2不是酸性氧化物。
(4)NO2能使湿润的淀粉-碘化钾试纸变蓝,原因是二氧化氮先与水反应生成HNO3,HNO3再将碘化钾氧化为I2,最终淀粉遇I2变蓝。